En las fresadoras modernas, el husillo, llamado eje C, está situado verticalmente, tiene una potencia de
Hasta 15 kW con una velocidad de rotación ajustable de hasta 24,000 min-1. Está montado sobre cojinetes de alta precisión. El husillo de una máquina CNC se hace preciso, rígido, con mayor resistencia al desgaste de los cuellos, asientos y superficies de apoyo. El diseño del husillo se complica significativamente por los dispositivos incorporados para la instalación y sujeción automática de la herramienta.
La precisión de rotación del husillo se garantiza, en primer lugar, por la alta precisión de los cojinetes. En los soportes de los husillos se utilizan cojinetes de bolas. Para reducir el efecto de las holguras y aumentar la rigidez de los soportes, normalmente se instalan cojinetes con precarga o se aumenta el número de elementos rodantes. También se puede instalar en el husillo cualquier cabezal agregado con herramienta de corte, la fijación se realiza mediante una unidad de acoplamiento y un sistema de sujeción hidráulico. El cuerpo del husillo puede girar alrededor del eje horizontal en un ángulo de entre 0 y 360° mediante un engranaje cilíndrico con un accionamiento controlado. Esto permite girar el cabezal agregado en cualquier ángulo dado. Su rotación se realiza automáticamente con gran precisión según el programa de control.
El accionamiento principal de las máquinas CNC suele ser un motor eléctrico de corriente alterna. Para controlar la frecuencia de rotación del eje del motor asíncrono se utiliza un convertidor de frecuencia. El convertidor es un dispositivo electrónico construido sobre la base de la tecnología de microprocesador. El control de la frecuencia de rotación de la herramienta de corte se logra automáticamente después de introducir los parámetros del motor eléctrico en el programa de control.
El problema de un husillo suelto en un centro de mecanizado CNC puede afectar significativamente a la calidad de las piezas que se procesan, a la durabilidad de la propia herramienta de corte y a la cantidad de costos inesperados por la reelaboración del producto. El husillo es uno de los elementos más importantes encargados de transmitir la rotación precisa a la herramienta, y cualquier inestabilidad conduce a un aumento de la vibración del centro de mecanizado, lo que a su vez reduce la precisión de corte y acelera el desgaste de las piezas de la máquina.
Como resultado, se produce un aumento del ruido, una disminución de la precisión del mecanizado y vibraciones durante el funcionamiento. A menudo, las principales razones de un husillo suelto son:
1) tensión insuficiente de los elementos de fijación;
2) desgaste de los cojinetes;
3) falta de equilibrio del husillo o su curvatura.
Para evitar tales problemas, es importante realizar periódicamente, con la ayuda de personal certificado, el mantenimiento del centro CNC y seguir las recomendaciones de funcionamiento del equipo emitidas por el fabricante de la máquina.
Actualmente, los sistemas de monitorización ya permiten seguir en tiempo real los parámetros del husillo (runout, temperatura, vibración), lo que, en principio, previene los problemas antes de que surjan en casi un 90%.
El husillo es una pieza costosa y difícil de fabricar, por lo que sólo se debe cambiar en casos excepcionales, sobre todo en máquinas de gran tamaño. En los husillos, los cuellos, los orificios de los extremos, los lugares para los cojinetes de bolas y de rodillos, las roscas y los chaveteros se desgastan con mayor frecuencia.
La elección del método para restaurar las superficies principales del husillo se realiza en función del grado de desgaste de las mismas.
Cuellos de husillo. El desgaste de los cuellos depende en gran medida de su calidad. Si los cuellos están en bruto, el desgaste puede ser muy significativo y es posible que aparezcan rebabas grandes alrededor de la circunferencia. Si el diseño del husillo lo permite, el cuello debe tornearse, pulirse y abrillantarse con pasta GOI o prensas con tela de esmeril fina, humedeciendo abundantemente el cuello con aceite. Si no se dispone de rectificadoras, los cuellos deben limpiarse con una fresa de resorte ancha en un torno, eliminando las virutas muy finas, y luego pulirse hasta obtener un brillo de espejo.
Si no es posible reducir el diámetro del cuello, se puede perforar y colocar sobre él un casquillo de acero adecuado con ajuste en caliente. Si esto no es posible, se debe sustituir el husillo por uno nuevo.
En los cuellos endurecidos o nitrurados no se producen hendiduras profundas, sino arañazos y desgastes uniformes o desiguales. En estos casos, es necesario rectificar y pulir los cuellos hasta obtener un brillo de espejo, pero antes de pulirlos es necesario comprobar si la capa dura se ha eliminado por completo o en parte. Es posible comprobar la rotura con una lima pequeña. Si el cuello es blando, se debe cromar con una capa fina (hasta 0.01-0.03 mm de cromo). Si el acero del husillo se puede endurecer, los cuellos se pueden endurecer con corrientes de alta frecuencia. Si no es posible aumentar la dureza de los cuellos, la cuestión de la sustitución del husillo debe resolverse en función de las condiciones de trabajo de la máquina.
El cono del husillo para el centro o la herramienta, debido al descuido de los trabajadores, a menudo se obstruye y pierde su forma correcta. Esto también se produce al girar el vástago de la herramienta o el mandril. Puede comprobar la corrección del cono por el calibre. Para ello, es necesario primero limpiar el cono de rebabas y pulirlo con una tela de esmeril, y luego limpiarlo bien, aplicar tres o cuatro líneas de tiza en el calibre a lo largo de las líneas que forman el cono, insertar el calibre en el cono del husillo y girarlo con cuidado varias veces. La corrección de la forma del cono del husillo se puede juzgar por la forma en que se borrarán las líneas de tiza en el calibre.
Si es necesario rectificar el cono, lo mejor es hacerlo en la propia máquina con un dispositivo de rectificado portátil o, en último caso, con un raspador manual según el calibre. Si es necesario taladrar el cono, es mejor hacerlo debajo del manguito adaptador, en el que el cono interior debe hacerse estándar para que sea adecuado para centros y mandriles normales.
En general, se puede concluir que el diagnóstico correcto del husillo y el mantenimiento técnico adecuado del equipo prolongarán significativamente la vida útil del centro de mecanizado CNC.
