Paso 24: El Cuarto eje (Estructura MDF)

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4th axis

Por fin he empezado a mecanizar las piezas de la estructura de mi cuarto eje. El diseño ya esta validado, he modificado alguna cosilla, pero básicamente esta terminado y listo para fabricar. Pero antes de ponerme a cortar madera, he querido hacer una serie de pruebas, pues hay algunas operaciones que requieren cierta precisión. Por ejemplo las medidas exteriores de las placas, la posición de los agujeros y sobretodo, el diámetro del alojamiento de los rodamientos. He tenido que hacer muchas pruebas, e ir modificando ajustes en el programa de mecanizado, hasta que finalmente he podido encontrar las tolerancias que iba buscando.

Yo en concreto, preparé una pieza pequeña y fácil de mecanizar, que tenia todos los ejemplos de agujeros y medidas típicos de esta estructura, para comprobar las tolerancias: Agujero con alojamiento para cabeza de tornillo, orificio de Ø12 para las tuercas de tambor, alojamiento para rodamiento, y por supuesto las medidas exteriores. He ido variando diferentes ajustes, hasta que finalmente he encontrado las tolerancias funcionales, de forma que tengo: para un rodamiento de Ø28mm, un alojamiento de Ø27.92mm. Para los tornillos de tambor de Ø12mm, un agujero de Ø11.9mm, para medidas exteriores por ejemplo un rectángulo de 30×60, se me quedaría en 30,1×60.15mm lo cual para mi es mas que suficiente. Así que una vez ajustado todo, toca empezar a cortar MDF!

Evidentemente primero hay que programar el código G, para lo cual yo uso CATIA, como ya he comentado en entradas anteriores. Después de mucho probar, he encontrado la fresa ideal para cortar MDF, y las condiciones optimas: 20.000rpm y avance entre 500 y 700 mm/min, con una profundidad de pasada entre 2 y 3mm. Como hay muchas piezas que tienen muchos agujeros, y básicamente todas las piezas comparten el mismo tipo de operaciones, he intentado hacerlas todas con el mismo patrón de operaciones. Básicamente es una primera operación para hacer todos los agujeros de golpe, y una segunda para contornear el perímetro y cortar la pieza.

Asi que manos a la obra:

Como muchas piezas son similares, y básicamente las operaciones son las mismas, no voy a colgar muchas mas imágenes de como se mecaniza, solo breves ejemplos, para poder ver las condiciones de corte.

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Esta es una de las piezas mas sencillas, pero aun así he podido comprobar que las condiciones de corte estudiadas anteriormente han dado sus frutos. Tengo una tolerancia dimensional en corte perimetral de +0.1+0.2, mas que suficiente de lo que necesito. La posición de los agujeros es correcta, contando con los margenes de error que tengo. Y en otras piezas donde tengo que embutir los rodamientos, estos entran a martillo, pero acaban entrando, sin romper la madera y con un apriete muy bueno. Incluso los tornillos de barril entran apretados, lo cual también es muy positivo.

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Así que unas horas después, ya tenia prácticamente todas las piezas mecanizadas:

Cuarto eje: todas las piezas

Ahora toca empezar a ensamblarlas

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Estos son los famosos tornillos de barril, entran a martillo, muy bien ajustados. Perfecto.

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El rodamiento en su sitio, tambien a martillo, y no me he podido resistir para probar el eje

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La placa de soporte del motor tambien encaja perfectamente.
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Quedando el motor en su sitio segun diseño

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Como encajan las piezas entre si? pues francamente bien. Hay que ajustar un poco los tornillos de barril para que encajen bien, esto no es una ciencia exacta, pero a fin de cuentas las medidas son perfectas para lo que necesito.

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Esta es la estructura del contrapunto. Ha quedado muy rigida

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Y aqui las dos estructuras, la del motor y la del contrapunto.

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Por la parte de abajo, he metido estos insertos para madera, para poder atornillar el contrapunto en diferentes posiciones. Aun me faltan algunos pequeños ajustes mas, pero en principio, lo gordo ya esta hecho.

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Y por ahora el conjunto final. Tiene muy buena pinta como va quedando todo. Como resumen, podria decir que la fresadora me permite fabricar piezas con una precision suficiente, siempre que se usen las herramientas adecuadas. Me costó pero acabe encontrando las fresas idoneas, esto es fundamental. Puedo mecanizar con ajustes y tolerancias que yo necesite, claro que antes tengo que hacer mis pruebas. Quiza la parte negativa es el tiempo que tarda, como no he querido forzar mucho la maquina, la velocidad de avance era de 700 y la profundidad de pasada 2-3mm, con lo que he estado practicamente todo el dia para mecanizar estas piezas. Esto significa aspiracion encendida, la fresa, el mandrino, etc.. haciendo ruido, polvo.. vamos, todo algo incomodo (lo siento por mis vecinos). Quiza podria probar a aumentar las condiciones de corte, pero no quiero volver a quemar la electronica, asi que prefiero no arriesgarme.

A pesar de esto, estoy contento con la experiencia porque me he demostrado que mi maquina es capaz de mecanizar piezas utiles y hacer conjuntos de maquinas con la precision necesaria.

Prepararé una nueva entrada cuando acabe el montaje.

4th axis

I finally started to machine the parts of the structure of my fourth axis. The design is already validated, I modified some other things, but basically this complete and ready for manufacturing. But before I start cutting wood, I’ve wanted to do a number of tests, as there are some operations that require some precision. For example external measures of the plates, the position of the holes and overall, the diameter of the bearing housing. I’ve had to do many tests, adjustments and go modifying the machining program, until finally I could find which was looking tolerances.

I specifically, I prepared a small and easy to machine piece, which had all the holes and typical examples of this structure measures to check tolerances: Hole with accommodation for screw head hole Ø12 nuts for drum housing for bearing, and of course external action. I’ve been changing different settings, until I finally found the functional tolerances, so I have: for Ø28mm bearing, accommodation Ø27.92mm. Screw drum Ø12mm, Ø11.9mm hole for external action as a 30×60 rectangle, it would stay at 30.1 x60.15mm which for me is more than enough. So once set all plays start cutting MDF!

Obviously you must first program the G code, for which I use CATIA, as I have said in previous posts. After much testing, I have found the ideal mill for cutting MDF, and the optimal conditions: 20,000 rpm and feed between 500 and 700 mm / min, with a depth of 2 to 3mm past. As there are many pieces that have many holes, and basically all the parts share the same type of operation, I have tried them all with the same pattern of operations. Basically it is a first step to make all the holes at once, and a second to outline the perimeter and cut the part.

So get to work:

How many parts are similar, and the operations are basically the same, I will not hang as many more images of mechanized, only brief examples, to see the cutting conditions.

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This is one of the most simple parts but still I could see that the cutting conditions studied have previously paid off. I have a dimensional tolerance of +0.1 +0.2 perimeter cut, more than enough for what I need. The position of the holes is accurate. And in other parts where I have to embed the bearings, they get hammered, but just entering without breaking the wood and with a very good press. Even the screws go tight barrel, which is also very positive.

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So a few hours later, I had almost all machined parts:

Cuarto eje: todas las piezas

Now it’s time to assemble

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These are the famous barrel screws, hammer entering, very tight. Perfect.

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The bearing in place, also entering hammer, and I could not resist to try the shaft

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The motor mount plate also fits perfectly.
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Leaving the motor in place according to design

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How the pieces fit each other? it really well. You have to adjust a little barrel screws to fit, this is not an exact science, but after all the steps are perfect for what I need.

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This is the structure of counterpoint. It has become very rigid

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And here the two structures, the motor and counterpoint.

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For the bottom, I put these inserts for wood, screwed to the counterpoint in different positions. Even some small adjustments but I lack, but in principle, the important thing is already done.

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And now the final set. Looks good as it is becoming everything. In summary, you could say that the router allows me to produce parts with sufficient accuracy, provided that the right tools are used. I struggled, but finally finding the right cutters, this is critical. I can machined fits and tolerances that I need, right before I do my tests. Perhaps the negative side is the time it takes, as long I did not want to force the machine, the feed rate was 700 and the depth of 2-3mm past, which have been almost all day to machine these parts. This means burning aspiration, strawberry, mandrel, etc. .. making noise, dust .. we all somewhat uncomfortable (sorry for my neighbors). Maybe could try to increase the cutting conditions, but do not want to burn the electronics, so I’d rather not risk it.

Despite this, I am happy with the experience because I have proven that my machine is capable of machining parts and make useful sets of machines with the precision required.

I’ll make a new post when finished assembly.

  1. rafa

    me podrias explicar como calibrar los ejes,que no lo entiendo.
    gracias