Autor Tema: Sincronización ejes divisor y fresadora para tallado engranajes con fresa madre  (Leído 4772 veces)

Desconectado jomaben

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Una vez reparado el divisor, el proceso para adaptar la fresadora Jarbe para el tallado de engranajes rectos con fresa madre, supone resolver tres cuestiones fundamentales.
La primera es la sincronización del eje de la máquina con el eje del divisor a través de un tren de engranajes, elegidos de manera que el divisor avance el ángulo correspondiente a un diente del engranaje a tallar, por cada vuelta completa de la fresa.
La segunda cuestión es la transmisión desde el eje del último engranaje conducido de dicho tren, al eje de entrada del divisor (el eje donde va montada la manivela, que en este caso, estará desmontada).
Y la tercera consiste en conseguir un avance automático de la mesa de la fresadora, lo suficientemente pequeño,como para que permita una progresión lenta del tallado de los dientes, ya que los avances automáticos propios de la maquina son demasiado grandes para este proceso.
Vamos a ir analizando cada una de estas cuestiones por partes.

El tren de engranajes de sincronización, va montado en una nueva lira que se acopla en la parte trasera de la máquina. Para sujetar la lira concéntrica con el eje de la fresadora, elegí una especie de casquillo que sirve de tapa al alojamiento del rodamiento trasero del eje. Posteriormente me he enterado de que la lira original tenía un diseño diferente e iba sólidamente atornillada en unos taladros roscados en las zonas macizas planas que se ven en la foto. Mi máquina no viene con esos agujeros roscados, aunque se podrían hacer.



Mi diseño es mucho más sencillo, pero queda también muy bien sujeta. Esta lira tiene que ser bastante larga, ya que la transmisión tiene que quedar al aire, sin interferir con las manetas del lateral y para permitir que se incline hacia la máquina al mover la mesa, pero sin tropezar con la bancada. Debido a esta longitud, no descarto añadirle un tirante en el extremo opuesto que la sujete a una parte fija de la bancada, que impida que gire por la fuerza que transmiten los engranajes.





El primer engranaje conductor va montado en la parte trasera del eje de la fresadora, y el último engranaje conducido va en el árbol de salida, que transmite el giro al eje del divisor. El eje de salida gira en un cojinete de bronce que se ve montado en el extremo de la lira.





En la siguiente foto se ve el árbol de salida con la chaveta desmontable en media luna, sobre la que se inserta un manquito que lleva a su vez otra chaveta para el engranaje final.



En la siguiente se ve el árbol de salida completo, con su engranaje y casquillo separador montados.



En la siguiente foto se ve el tren de engranajes completo, que, en este caso, sería el correspondiente para tallar un engranaje de 36 dientes.



Y por último otra foto más donde se ve la dirección hacia donde apunta el muñón que sobresale de la articulación. Observad a la izquierda, abajo, el eje de entrada del divisor con la manivela desmontada.



En la próxima entrega veremos lo que es la transmisión en si misma.
Hasta entonces, saludos.
JMB


« última modificación: 16 Marzo 2016, 19:21 por jomaben »
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Desconectado Josemog

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Me alegra saber que estas en ello.
La lira te ha quedado muy bien.
Animo maestro, adelante con ello.

Desconectado AndresAlgeciras

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Un trabajo magnífico.
Lo que muestres me vendrá de maravilla. Yo tambien tengo una Jarbe.
Muchisimas gracias.

Saludos.

Andrés
Torno Quantum D210x400 Vario; Taladro-Fresador Optimun BF 20 Vario; Sierra de cinta Optimun Opti S 130 GH; Fresadora Jarbe, con cabezal fresador universal, cabezal mortajador, mesa horizontal  y cabezal divisor universal; Soldadora TIG WSME-200; Esmeriladora Optimun QSM 150.

Desconectado jomaben

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La segunda cuestión importante es resolver el problema de la trasmisión entre el último eslabón del tren de sincronización, y el eje de entrada del divisor.
Lo primero que pensé fue comprar o fabricar una trasmisión Cardan, pero estudiando el comportamiento de una trasmisión Cardan en diferentes condiciones de trabajo, resultó ser una solución que posiblemente no sea adecuada, como vamos a ver.

En principio me gustaría que vierais el comportamiento de una trasmisión Cardan en los siguientes links, sobre todo el primero, que se entiende perfectamente aunque no se sepa ingles, y el segundo en los puntos titulados "Rezppa Joint" y "Birfield Joint":

www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=gmV4qwLfOMY

http://what-when-how.com/automobile/universal-joints-automobile/

en.wikipedia.org/wiki/Universal_joint

http://ocw.uc3m.es/ingenieria-mecanica/diseno-mecanico-1/material_clase/ocw_juntas

Lo que sacamos en claro es que en una junta Cardan (trasmisión con un solo codo), trabajando con un determinado ángulo, aunque se mantenga constante la velocidad de giro del eje de entrada, la velocidad del eje de salida no lo es, sino que durante la mitad del giro de una vuelta se retrasa, mientras que en la otra mitad se adelanta, aunque al final, el número de vueltas completas es el mismo en ambos ejes. No es, pues, homocinética.
Si se trata de una trasmisión con dos juntas Cardan, (trasmisión con dos codos), este efecto de la primera junta se compensa casi totalmente con el mismo efecto, pero de sentido contrario, de la segunda junta. Para que esto ocurra, es imprescindible que las dos crucetas de las articulaciones tengan la misma orientación espacial, y que el eje de entrada y el de salida estén en el mismo plano y sean PARALELOS, lo que da ángulos de trabajo iguales.
El eje intermedio seguirá acelerando y frenando alternativamente, pero el conjunto, desde el punto de vista de un eje de entrada y uno de salida, se comportará de forma prácticamente homocinética.

Por otro lado sabemos que para tallar engranajes rectos con fresa madre, con la fresa montada en el árbol horizontal, es necesario girar la mesa un determinado ángulo, para compensar el ángulo de la hélice de la fresa.
Al girar la mesa, donde va montado el divisor, estamos provocando que el eje de entrada del divisor (coincidente con el eje de salida del cardan) no quede paralelo con el eje de entrada del cardan, con lo que su comportamiento no será homocinético, es decir, que el eje de entrada al divisor girará de forma no uniforme.
Llegados a esta conclusión, no sé realmente hasta que punto puede ser esto importante, ya que el giro de la mesa es muy pequeño (del orden de 1,5 o 2 grados, según diámetro y módulo) y además, esta falta de uniformidad se ve reducida 40 veces en el mandril del divisor, ya que la relación de transmisión interna del divisor es 1:40.
De todas maneras he preferido no jugármela a los dados, y fabricar una trasmisión homocinética.

Siguiendo buscando la solución en la Red, estaba claro que iba a llegar pronto a la transmisión homocinética de los automóviles (que en ese momento, yo no sabía ni lo que era.). Vamos a centrarnos en los de tracción delantera.
Este tipo de junta, (Birfield Joint), en lugar de las típicas crucetas del Cardan, lleva exteriormente una carcasa, con un alojamiento interior esférico, y un anillo estriado central para el eje de salida. Tanto la carcasa exterior como el anillo llevan unas acanaladuras enfrentadas donde van insertadas unas bolas que transmiten el movimiento de una a otro, y al mismo tiempo, permiten la articulación en todos los sentidos. (Os recomiendo que veáis el dibujo del punto "Birfield Joint" en el segundo link, al principio del mensaje).
Este tipo de junta es homocinetica, independientemente de que los ejes de entrada y salida sean paralelos o no. ¿Os imagimais lo que pasaría tomando una curva en coche si la transmisión no fuera  homocinética ?

Preguntándo en los talleres de coches acerca de las trasmisiones, en uno de ellos me regalaron una, correspondiente a un VW Golf, para desmontarla y aprender, y vistas sus posibilidades compré otra como repuesto de 2ª mano.



De las dos juntas de cada trasmisión, la mejor es la que va junto a la rueda, ya que además de trabajar con las subidas y bajadas de la rueda por la suspensión, trabaja, sobre todo, con los cambios de dirección de la rueda, por lo que el ángulo de trabajo es mucho mayor que la junta que va a la salida del diferencial.

En la foto siguiente se ve una junta en su estado original, y la otra con la mangueta mecanizada al diámetro adecuado para que gire en un cojinete de bronce montado en el extremo de la lira.



Cilindrar la mangueta fue harto dificil, ya que todos las piezas venían endurecidas y, encima, la mangueta era estriada
Con pasadas finas, en un momento me había cargado dos plaquitas de metal duro por ambos lados y la mangueta estaba prácticamente igual. Fue entonces cuando se me ocurrió reafilar las plaquitas dañadas, y realizar pasadas profundas (2 mm), con avance pequeño y en automático, para arrancar la costra dura exterior de una sola pasada, como cuando se mecaniza fundición. No recomiendo esta operación en tornos pequeños.
La idea funcionó, y, aunque tuve que hacer varios reafilados, conseguí finalmente terminar el trabajo. Una vez quité los primeros 4 mm., el corte empezó a ser suave.

En las siguientes fotos se aprecia las dificultades del mecanizado.







La siguientes fotos muestran el mecanizado del cojinete de bronce y las pruebas de ajuste entre el eje y el cojinete.







El siguiente paso fue mecanizar la ranura de la chaveta Woodruftt del eje de salida. Esta chaveta tiene que desmontarse con facilidad, para poder montar y desmontar el eje en su cojinete de bronce.
A falta de una fresa woodruftt, improvisé una con una fresa de módulo pequeña que tenía repetida, y que funcionó bastante bien.



Pruebas de corte de la fresa:



El eje con su ranura mecanizada:



Probando el ajuste del eje y su chaveta en el casquillo donde se monta el engranaje:



Y como esto se está haciendo un poco largo, vamos a dejarlo aquí, y a ver si en la próxima terminamos la trasmision.
Saludos JMB














« última modificación: 17 Marzo 2016, 18:19 por jomaben »
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Desconectado jomaben

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Continuación del mensaje anterior.
La junta homocinética que va en la entrada del eje del divisor, va montada mediante un casquillo roscado de acoplamiento, que se rosca en el eje de entrada. Este casquillo lleva unos taladros roscados transversales, donde se roscan dos prisioneros que apoyan en las dos caras planas del eje; las dos mismas caras donde apoya lateralmente la manivela. Una vez roscado y con los prisioneros apretados, queda un acoplamiento muy rígido y seguro.



El otro lado del casquillo pensé atornillarlo a la junta homocinética, haciéndole unos taladros roscados, por miedo de que si lo soldaba se pudiera deformar. Para ello desmonté las bolas, pasa poder limpiar bien las virutas que quedaran dentro.



Fue un trabajo inútil, ya que me fue imposible taladrar y roscar, dada la dureza del acero. Apenas conseguí hacerle un arañazo, así que le di unos puntos de soldadura, y, la verdad, es que apenas se calentó.



El siguiente paso fue decidir si eliminaba o dejaba los guardapolvos de goma originales. Por lo menos era conveniente dejar el guardapolvo que va junto al divisor, ya que está cerca de la zona de trabajo, en una zona expuesta a la llegaga de pequeñas virutas. Tras comprobar el espacio necesario para montar el tubo telescópico, vi que habia espacio para dejar los dos guardapolvos, por lo que dejé los muñones que salen de cada junta con el largo necesario para montarlos.



Como tubo telescópico utilicé uno de los que se usan en maquinaria agrícola para trasmitir el giro del palier del tractor al apero que lleva enganchado. Alguien del foro me dio la idea. No recuerdo quien, así que gracias amigo.
Los tubos telescópicos los venden el las tiendas de repuestos para maquinaria agrícola. Vienen en largos de un metro, y por 40 E tienes para fabricar media docena de transmisiones como la mía.



http://www.mecanicasdelaserna.com/catalogo_ag.pdf

Afortunadamente la diferencia de largo del tubo telescópico entre las posiciones extremas de la mesa, para cualquier tamaño de engranaje a tallar, no es muy grande, por lo que el largo de tubo telescópico necesario es pequeño. Esto me permitió montar los dos guardapolvos.
En las siguientes fotos se ve la mesa de la fresadora en las posiciones extremas, y como el tubo se acorta y se alarga lo necesario.





y en la siguiente, que no hay interferencias por la inclinación excesiva.



Solape mínimo de 40 mm en la posición más larga.



La trasmisión completa, a falta de un par de soldaduras.



La trasmisión completa, con sus guardapolvos, montada en su posición. Unpoco de grasa y a funcionar.



Con esto queda terminada la trasmisión homocinética.
En la próxima entrega hablaremos de los pequeños avances necesarios para el tallado de los engranajes, y como conseguirlos.
Saludos.
JMB



 




« última modificación: 20 Marzo 2016, 18:11 por jomaben »
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Desconectado xxavier

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Admirable trabajo y excelentes fotos. Muchas gracias y enhorabuena...

 .ereselmejor .ereselmejor .ereselmejor .bien .bien .bien

Desconectado Halvar

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Hola Jomaben, buenas tardes

Me ha encantado tu entrada. He aprendido mucho con ella. La verdad es que las cajas de cambio, los diferenciales y las juntas de la transmisión de los coches permiten recuperar elementos de mucha precisión y resistencia. La idea del eje agrícola también me ha gustado mucho. Espero que puedas hacer pronto buenos trabajos con el divisor, y que nos los enseñes.

Cuando he visto la parte en la que mecanizabas la parte templada de la mangueta me ha surgido la duda de si la parte superficial más dura se podría haber eliminado con una radial atacando la pieza. He visto que en el foro esa solución se ha empleado varias veces, pero no sé si para este trabajo valdría.

Un saludo y enhorabuena, Halvar.
Por el momento sólo tengo una radial, una dremel, y ganas de aprender.

Desconectado jomaben

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Si Halvar, por supuesto que se podría.
Incluso, si el torno es grande, se podría montar la radial en la torreta a modo de rectificadora, como hace nuestro compañero brasileño Mauro Jads, protegiendo bien las guias. Pero, la verdad, es que no quiero ni pensar en como hubiera quedado todo en varios metros a la redonda. Rebajar cuatro mm de espesor la pieza, da polvo abrasivo para ponerlo todo perdido.
Saludos.
JMB
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Desconectado Halvar

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Gracias Jomaben. No había caído en la cantidad de polvo abrasivo que se genera. Lo tendré en cuenta si alguna vez tengo que hacerlo. Supongo que lo mejor en ese caso sería hacer el trabajo a la intemperie, o bien a pulso, o bien con un útil sencillo que gire la pieza lentamente y guiar la radial rudimentariamente por una guía, y luego, una vez hecho el desbaste, afinar en el torno la parte blanda.

Un saludo, Halvar.
Por el momento sólo tengo una radial, una dremel, y ganas de aprender.

Desconectado fusval

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Impresionante de ingenio y resolucion.  .ereselmejor .ereselmejor
Estoy ansioso por verla tallando engranajes.  .bien
Imyda-Cazeneuve HB500, fresadora Holke FV 10 con cabezal mortajador, taller completo de carpinteria.

Desconectado Javimétal

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¡Muy bien, Jomaben!

Ya lo anunciaste cuando lo del divisor y a poco se me pasa tu post. Es magnífico el trabajo que has hecho. Buenísima la idea de las juntas homocinéticas de las transmisiones de ruedas delanteras de coches.

En lo del mecanizado de la pieza templada, lo que he hecho yo cuando me ha tocado algo similar, es reafilar una cuchilla de metal duro soldada, aunque también se puede hacer con una plaquita ya gastada, con un ángulo de desprendimiento bastante negativo y una forma de la punta de la cuchilla que quede robusta, es decir, no tan apuntada como las que tú has usado, sino terminada casi en ángulo recto. Todo ello para que el filo aguante bien, aunque el ángulo negativo implica que las fuerzas de corte sean mucho mayores de lo normal.

Teniendo un torno fuerte, con el charriot y la torreta también robustos, como se ve que es lo que tú tienes, se hace bien. Se nota en la manivela de avance del carro que hay que hacer mucha fuerza, pero si el torno aguanta, se puede perfectamente.

Bueno, cojo asiento para seguir este magnífico proyecto, que por lo que veo está casi terminado.  .palmas .palmas
Torno Ausona 180, fresadora Nicolás Correa FOU, sierra de cinta Samur 3-300, taladro Ibarmia 35 CA, sierra alternativa UniZ-14, Afiladora Elite AR5-E

Desconectado jomaben

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Javier, lo de la punta aguda de la plaquita se debe a que tenía que trabajar muy cerca del contrapunto. De todos modos al reafilarla quedó mucho más robusta.
Si que tengo que probar, la próxima vez, lo del ángulo de desprendimiento negativo. Gracias.
JMB.
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Desconectado Marcial-Villar

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Admirado forero:

Me viene de perlas estos comentarios porque ando buscando la forma de mecanizar engranes con fresa madre en mi Lagun VD6 y no encuentro la manera. Dispongo de un divisor Meca DO626A con su lira y ruedas pero siempre había tallado en talladora y ahora que necesito hacerlo en fresa por la longitud de las piezas ando perdido.  A pesar de que mi trabajo siempre ha estado más orientado a la gerencia y montaje de instalaciones, la mecanización ha sido y sigue siendo una de mis debilidades y aunque mi formación ha sido escasa he hecho un poco de todo: torno, fresa, tallado, ranuras, cnc. Aprendiz de mucho .... ya se sabe jj. Sirva esto para presentarme

Por lo que voy deduciendo, la lira/ruedas que tiene mi divisor imagino que servirá para reducir el avance y que este venga determinado por una división de las vueltas del plato y no el propio de la máquina que sería demasiado grande.  Pero para el giro del plato tendría que hacer algo parecido a lo que acabo de ver en este post (mi máquna no lleva nada de eso), montar una lira nueva para hacer la cadena de engranes correspondiente que mueva el plato con una transmisión cardan o similar.

Me podría decir si voy bien encaminado ?

Estoy seguro de que su respuesta me servirá y anticipo las gracias y si lo consigo procuraré subir fotos y comentarios

Saludos

Desconectado jomaben

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Hola Marcial, soy Pepe, otro valenciano como tú.
En los mensajes que has leído hablo de las dos primeras cuestiones mencionadas en el primer mensaje, es decir la sincronización del giro del eje de la fresadora, mediante un primer tren de engranajes montado en la parte trasera de la máquina, con el giro del eje del divisor.
La tercera cuestión que necesitamos resolver, es el conseguir un avance automático de la mesa de la fresadora lo suficientemente pequeño para que el proceso sea lento.
Los avances propios de la fresadora no sirven para tallar engranajes con fresa madre, ya que la fresa madre talla en varios dientes a la vez, siendo una carga muy pesada que necesita avances de trabajo muy pequeños. Los avances de la fresadora son, con mucho excesivos.
Para no repetir la explicación, te recomiendo que te leas un segundo mensaje mio titulado "Avances para tallado de engranajes con fresa madre" de fecha 26 de marzo de 2016, donde lo explico con fotografías incluidas.
Mucho ojo: No se puede embragar simultáneamente el avance de la mesa tomado del eje del divisor, y el avance propio de la mesa de la fresadora, porque en ese caso algo se va a romper. Lo mejor es inutilizar los avances de la fresadora, bloqueando mecánicamente la palanca de los avances, o desmontar el cardad de la transmisión, ya que por costumbre la mano tiene tendencia a irse a la palanca, y las consecuencias serían fatales.
Un saludo. Pepe
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Desconectado Marcial-Villar

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Hola Pepe. lo primero agradecer tu respuesta

Veo que el hacer la transmisión desde la parte trasera de la fresadora, o sea relacionar velocidad de pieza y de fresa según número de dientes a través de un conjunto de engranes que defina esa relación, es algo ineludible. Mi primer trabajo va a ser copiar con tu permiso, lo que nos enseñas aquí

Después viene el asunto avances. Está claro que aprovechar la relación 1:40 del divisor es la mejor manera de hacerlo con engranajes, pero dispongo de algun viejo reductor pequeño de relación 50.1 que puede que me sirva y me cueste menos tiempo acoplarlo que fabricar la lira, además el eje que prolonga el mandril del divisor no lo tiene (wallapop) y tendría que fabricarlo también. El eje de entrada al reductor lo movería desde guitarra del divisor haciendo los cálculos necesarios y eje de salida del reductor haría girar la rueda situada en husillo. Quizás tenga que hacer alguna rueda para afinar las distancias entre centros, pero eso no es problema. Casi voy pensando sobre la marcha y ruego que me corrijáis si alguno de vosotros entiende que voy mal encaminado. Lo poco que sé lo he aprendido a base de horas de taller y poca teoría

Insisto, muchas gracias por lo que compartís aquí. En cuanto pueda hacerlo os lo mostraré y si funciona, a alguien le podrá servir

 

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