Revista de Metalurgia, Vol 47, No 6 (2011)

Nueva estrategia para el diseño y fabricación de cabezales de fresadora de altas prestaciones


https://doi.org/10.3989/revmetalm.1101

A. Bustillo
Nicolas Correa S.A., España

L. M. Plaza
Inasmet-Tecnalia, España

M. Rodríguez
Fatronik-Tecnalia, España

Resumen


Los cabezales de transmisión mecánica de altas prestaciones son una de las partes más complejas, costosas y problemáticas de una maquina fresadora. Esto es debido a la gran cantidad de canalizaciones para la transmisión de fluidos que deben de contener y a las altas prestaciones mecánicas que se les exigen. En este trabajo se presenta una estrategia para optimizar el diseño y la fabricación de los cuerpos de estos cabezales basada en la incorporación de aleaciones de aluminio y la inclusión de insertos tubulares de acero en la propia fundición que conforma el cabezal. Los insertos tubulares sustituyen a los canales de refrigeración realizados actualmente por taladros de mecanizado y quedan integrados en la masa de aluminio. La nueva metodología ha permitido realizar un diseño que mantiene las prestaciones mecánicas, aumenta la fiabilidad y reduce la masa de estos elementos móviles de fresadoras como ha demostrado la validación experimental de un primer prototipo.

Palabras clave


Cabezal de fresado; Diseño; Análisis por elementos finitos; Fundición de aluminio; Insertos de acero inoxidable

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Referencias


[1] CECIMO Report 2009, Last trends in the European Machine Tool industry. Available at: http://www.cecimo.eu/index.php/machine-to.

[2] E. De Vries, Renewable Energy World Magazine, 10 (4) (2007) 1-10.

[3] R.M. del Toro-Matamoros, R.E. Haber, J. Palies and A. Bustillo, Rev. Metal. Madrid 44 (2008) 176-188

[4] D. Ancona and J. McVeigh, Wind Turbine - Materials and Manufacturing Fact Sheet, Princeton Energy Resources International, 2001, pp. 1-8.

[5] P. Sekler, A. Dietmair, A. Dadalau, H. Rüdele, J. Zulaika, J. Smolik and A. Bustillo, WT-Online 5 (2007) 320-327.

[6] A. Dietmair, A. Verl and P. Eberspächer, Int. J. Manuf. Res. 6 (2011) 380-327. http://dx.doi.org/10.1504/IJMR.2011.043238

[7] A. Dietmair and A. Verl, IEEE International Conference on Sustainable Energy Technology (ICSET), Singapore, 2008, pp. 524-579.

[8] J.A.W. Hijink and A.C.H. Van Der Wolf, 14th International Advances in Machine Tool Design and Research Conference, Manchester, England, 1973, pp. 553-558.

[9] S. Taylor and S.A. Tobias, 5th International Advances in Machine Tool Design and Research Conference, Birmingham, England, 1964, pp. 37-44.

[10] H. Sato, Y. Kuroda and M. Sagara, 14th International Advances in Machine Tool Design and Research Conference, Manchester, England, 1973, pp. 545-552.

[11] D.Te-Yen Huang and J.J. Lee, Int. J. Mach. Tools Manuf. 41 (2001) 1149-1163. http://dx.doi.org/10.1016/S0890-6955(01)00012-8

[12] Y.M. Zhang, X.L. Lin, X.D. Wang and G.Q. Cai, Mater. Sci. Forum, 471-472 (2004) 765-769. http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.471-472.765

[13] L.N. Lopez de Lacalle and A. Lamikiz, Machine Tools for High Performance Machining. (Ed.) Springer Verlag, 2009, pp. 58-60.

[14] N. Amaral, J.J. Rencis and Y.M. Rong, Int. J. Adv. Manuf. Technol. 25 (2005) 409-419. http://dx.doi.org/10.1007/s00170-003-1796-6

[15] M. Rantatalo, J. Aidanpää, B. Göransson and P. Norman, Int. J. Mach. Tools Manuf. 47 (2007) 1034-1045. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2006.10.004

[16] Q.D. Yang, G.Q. Liu and K.S. Wang, Chin. J. Mech. Eng. 21 (2008) 103-107. http://dx.doi.org/10.3901/CJME.2008.06.103

[17] J. Smolik, 6th International Conference on High Speed Machining, San Sebastian, Spain, 2007, pp. 467-472.

[18] J.C. Love and V. Goodship, Multi-Material Injection Moulding. Smithers Rapra Technology, Shawbury (UK), 2002, pp. 9-22.

[19] Z.Y. Liu, D. Kent and G.B. Schaffer, Mater. Sci. Eng. A, 513-514, (2009) 352-56. http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2009.02.001

[20] D.F. Heaney, P. Suri and R.M. German, J. Mater. Sci. 38 (2003) 4869-4874. http://dx.doi.org/10.1023/B:JMSC.0000004407.63082.f1

[21] P. Imgrund, A. Rota, F. Petzoldt and A. Simchi, Int. J. Adv. Manuf. Technol. 33 (2007) 176-186. http://dx.doi.org/10.1007/s00170-006-0666-4

[22] Z.Y. Liu, D. Kent and G. B. Schaffer, Trans. A-Phys. Metall. Mater. Sci. 40A-12 (2009) 2785-2788.

[23] S. Mattei, A. Mathieu, A. Deschamps, B. Martin and D. Grevey, NDTE Int. 39 (2006) 272-276. http://dx.doi.org/10.1016/j.ndteint.2005.08.005

[24] F.W. Bach, A. Beniyash, K. Lau and R. Versemann, Adv. Mater. Res. 6-8 (2005) 143-150. http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.6-8.143

[25] P. Bertrand, Nomenclature International des Alliages d’Aluminium de fonderie. Editions techniques des Industries de la fonderie, Paris, 1986, pp. 34-37.

[26] P.J. Mikelonis, Foundry technology Source Book. American Society for Metals, Illinois, EE.UU., 1982, pp. 119-123.

[27] A. Dietmair, J. Zulaika, M. Sulitka, A. Bustillo and A. Verl, 17thCIRP International Conference On Life Cycle Engineering (LCE), Anhui, China, 2010, pp. 105-110.

[28] D. Dornfeld and D.Lee, Precision manufacturing. Springer Verlag, New York, EE.UU., 2008, pp. 37-49.

[29] M.A. Salgado, L.N. Lopez de Lacalle, A. Lamikiz, J. Muñoa and J.A. Sánchez, Int. J. Mach. Tools Manuf., 45 (2005) 727-739. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2004.08.023

[30] E. Rivin, Stiffness and damping in mechanical design, Marcel Dekker Inc.,1999, pp. 273-288. [31] X. Liu and K. Cheng, Inter. J. Mach. Tools Manuf. 5 (2005) 1301-1320.

[32] I. Zaghbani and V. Songmene, Inter. J. Mach. Tools Manuf. 49 (12-13) (2009) 947-957. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2009.06.010

[33] Norm ISO 1940-1, Mechanical vibration - Balance quality requirements for rotors in a constant (rigid) state - Part 1: Specification and verification of balance tolerances.




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