Nueva Pieza: Cabeza (1/2)

publicado en: Proyectos mecanizado | 2

He encontrado en una pagina llena de modelos CAD  gratuitos una geometría 3D que me llamo mucho la atención  Una cabeza humana (una mujer) bastante genérica  y en formato STP, listo para poderlo abrir con programas paramétricos, como CATIA, SolidWorks, etc… Un buen ejemplo de lo que seria capaz de hacer, encima con la dificultad añadida de tener que voltear la pieza y seguir el mecanizado por la parte de atrás. Técnicamente algo de dificultad, pero me gusta ir superando limites con esta maquina.

Seria parecida a la hélice de la entrada anterior, pero en ese ejemplo descubrí algunas carencias del tipo de volteado de pieza que no me gustaron. Para empezar, no voy a realizar la programación de las dos fases en un mismo programa G, si no que empleare trabajo en tener un tocho geométricamente bien hecho (lo cual no es complicado, pues es un cubo de caras paralelas) y mediante dos programas, haré cero cada vez. Veremos que tal se da.

 

Captura



En esta primera parte, voy a hacer la parte frontal de la cabeza, para lo cual es mas de lo mismo, una operación de desbaste, y luego de acabado con fresas esféricas  Ya voy controlando las velocidades de avance, y las profundidades de pasada, en función del diámetro de fresa y el tipo de material. Para el Ureol, que es lo que voy a usar, y una fresa de dos labios de Ø8mm como desbaste, voy a realizar pasadas de 5mm de profundidad y 700mm/min de velocidad de avance. Con todo y con esto, voy a necesitar unos 40 min. solo para este desbaste.
La superficie que va a dejar tendrá un «offset» de 2mm con respecto a la superficie final, asi aprovechare para estrenar una fresa que he comprado, una esférica de Ø10mm  que usare como desbaste superficial, para luego realizar una pasada de acabado con una fresa esférica de Ø4.5mm, con pasadas cada 0,5mm. Cuanto mas pasadas por mm, mas definición, ahora veréis los resultados:
 
Paso 1: Los soportes para el tocho:
 
Esta operación es la mas elaborada, y «engorrosa», principalmente porque para cada pieza tengo que improvisar el amarre: Si todavía me falta un sistema un poco mas universal para coger piezas, pero no tengo tiempo. Así que para cada vez tengo que pensar en como amarrarla, de forma que este orientada según los ejes de la maquina, y que sea capaz de voltearla conservando dicha alineación. Ademas, por supuesto, tiene que ser robusto.
Esto fue lo que se me ocurrió:

 

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De esta forma, lo tengo fácil para darle la vuelta, pues la cabeza queda longitudinal y alineada con los ejes de los tornillos. No obstante  tampoco es importante la precisión  pues pienso volver a hacer cero, y supuestamente me puedo fiar de las medidas del tocho. Ya os contare en la segunda parte.
 
Paso 2: Empieza el desbaste:
Pues nada, mas de lo mismo, le programo al catia la operación  y el, que es muy listo, me hace todas las pasadas en función de mis condiciones:

 

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Nota mental, tengo que solucionar mejor la sujeción del aspirador, y hacerme un tubo dirigible para poder aspirar la viruta, si no lo dejo todo perdido…
 
Este es el resultado final de la primera fase de desbaste:

 

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Ya empieza a coger forma, no? la verdad es que es reconfortante ver como va quedando.
 
Paso 3: Primer desbaste:
 
Cambio a la fresa esférica de 10mm, y seguimos para bingo:


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Bueno, bueno, me gusta como va quedando…
 
Paso 4: El acabado:
 
Cambio a fresa esférica a de 4,5mm, y a darle caña, esta fase va a tardar media hora. Entre unas cosas y otras, hoy les he dado caña a los motores, sobretodo al eje Y, que se va calentando, pero funciona sin problemas. Supongo que estará preparado para darle esta caña. No obstante, tampoco voy a tener fases tan largas de continuo…
 
Aquí va:
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En esta fase se nota muchísimo la buena definición de la maquina, y el acabado que es capaz de dejar, para lo barata que ha sido y los materiales con que se ha hecho, evidentemente. Para dejarla fina, tendría que darle un poco de lija, para quitar los surcos, o podría haberle dado pasadas cada 0,2mm, y haber estado 3 horas.. pero claro, no era plan…
Aquí esta el resultado final:

 

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El resultado final a mi me ha dejado gratamente sorprendido. La buena definición, y la precisión que se puede conseguir, la verdad es que son muy buenos.
Eso si, hay fallos que se pueden solucionar, como por ejemplo las marcas de las mejillas, que ha sido fallo mio pero fácilmente solucionable. Resulta que hay zonas donde la fresa tiene que bajar en Z mucho, y la fresa estaba cogida a la maquina a una distancia del soporte demasiado corta, así que cuando a intentado bajar a la base, ha llegado a tocar la tuerca de amarre de la fresadora, marcando la pieza. Si hubiera sacado la fresa 5mm mas de su amarre, no habría tenido este problema, ahora ya lo se para la próxima…
 
Poco a poco…
Cuando tenga la segunda parte, veréis el resultado final.

I found a page full of free CAD 3D models, one of them really struck me in STP format, human head (a woman) ready with parametric order to open programs such as CATIA, SolidWorks, etc … a good example of what would be able to do over with the added difficulty of having to flip the piece and follow the machining the back. Technically some difficulty, but I like to be surpassing limits with this machine.

Similar to the previous entry, the propeller, but then discovered some shortcomings such kind of flipped the part I did not like me. To begin, I will not make the programming of the two phases in the same G program, I’ll employ my work to have a stock geometrically well done (which is not complicated, it is a hub of parallel sides) and with two programs I’ll get the origin each time. We will see how it goes.

 

Captura



In this first part , I will make the front of the head, which is the same process as the other parts, a roughing and then finishing with spherical tools. I’m close to controll feed rates , and depths of machining, depending on the cutter diameter and type of material. For ureol, that’s what I’m using, and two lips tool Ø8mm as roughing, I’ll machining with 700mm/min feed rate and 5mm depth. With all this, I’ll need about 40 min . only for this phase.
The surface to leave will have an «offset» 2mm with respect to the final surface , so I will make a rough with a spheric tool Ø10mm, and then make a finishing pass with a Ø4.5mm spherical tool, with a path every 0.5 mm. The more close this distance, more definition, now you will see the results:

Step 1: Stock brackets :

This operation is the most elaborate , and «cumbersome» , mainly because for every piece have to improvise the brackets: Yes, I still need more universal system to tie pieces, but do not have time . So for every time I have to think about how tie it, if they are oriented along the axes of the machine, and is capable of maintaining such alignment when I rotate it. In addition , of course, has to be robust .
This is what I came up with :

 

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 Thus, it’s easy to flip, then the head left in horizontal position, and aligned with the longitudinal axis of the screws. However the accuracy is not important as I think back to find the origin again, and supposedly I can trust measures of the limit sensor.

 Step 2: Start roughing:
Nothing, more of the same, I will program the operation and catia, which is very clever, makes me all the paths based on my conditions: 

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 Mental note, I must to find a better solution to fix the aspirator clamping, So i could orientate the tube, if not all room will be full of dust…

 This is the final result of the first roughing phase: 

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 It’s starting to look like a face, isn’t it? the truth is it is great to see it working.

 Step 3: Close roughing:
Change to spherical cutter 10mm, and we continue:

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Well, well, I like how it looks …

 Step 4: Finish:
Changing to the spheric tool to 4.5mm and let’s go, this phase will take half an hour. Between one thing and another, I’ve made my motors work hard, especially the Y axis, it gets warmer, but runs smoothly. However, I’m not going to have such long continuous phases …
Here goes:

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At this stage, it’s very clear the good definition of the machine, and the finish surface that is able to show, overall for how cheap it was and materials has been done, obviously. To leave the surface smooth, I would have to sand a little to remove the rows, or it could have had paths every 0.2 mm, and 3 hours machining.. but of course, it’s good like this …
Here is the final result:

 

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 The result has left me pleasantly surprised. The good definition and accuracy that can be achieved, the truth is that they are very good.

Of course, there are errors that can be solved, such as trademarks of the cheeks, which was my fault but easily solvable. The fact is that there are areas where the tool can get off at Z a lot, and the tool was inserted too much into the machine at a distance too short of support, so when trying to get down to the base, the nut touch the model, marking the workpiece. Had taken the tool 5mm more of his position, IT would not have this problem, now I know for next time …
Slowly …
When I have the second part, you will see the final result.

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