Amarre paralelo o frontal en centros de mecanizado

A la hora de diseñar un “amarre” para mecanizar una pieza en un centro de mecanizado o fresadora, es evidente que hay que decidirse por la disyuntiva planteada como titular

Se trata de una pieza o de una operación que necesita un “amarre paralelo”, es decir, un amarre en base a mordazas o, por el contrario, se trata de una pieza que exige un amarre contra la superficie de apoyo basado en bridas, cilindros hidráulicos , etc..., es decir, “frontal” ?.

Posicionar, apoyar y amarrar son los tres verbos que resumen las condiciones, que todo buen sistema de amarre debe solucionar. Sobre estos tres puntos se desarrollan las características de ambos sistemas.

De un tiempo a esta parte se está produciendo una gran evolución en la utilización del sistema paralelo. En todos los talleres de mecanizado se han utilizado, en muchos casos, las mordazas de apriete con bocas, garras o galteras adaptadas a las piezas a fresar, dejando a parte las bocas duras templadas estándar. Hoy, cada vez más, esa forma de trabajar se está extendiendo. El hecho de preparar una boca con la forma que “pide” la pieza, ayuda a posicionarla.

Un simple tope lateral situado dentro del ancho de la mordaza

Una forma redondeada para un resalte circular de la pieza

Una superficie inclinada para procurar que la pieza amarre hacia abajo

Una forma en uve para amarrar piezas cilíndricas, tanto con eje vertical,como horizontal

Una superficie estriada para mejorar el amarre, cuando no importe que se produzcan algunas marcas, etc.

Dentro de este apartado se propone una idea novedosa: una boca escalonada, con agujeros para posicionar el tope interior de la pieza. Es decir, se trata de preparar unas bocas para la mordaza, con un escalón en la parte superior, para que el amarre sea lo más alto posible y el mecanizado lo más grande posible. Ese escalón debe estar perfectamente a escuadra con el resto de la garra y rectificado, para mantener el paralelismo con las guías. Con esto, en un principio, se evita el uso de paralelas apoyadas en las guías, que siempre tiene el inconveniente de que hay que buscarlas, limpiarlas, rectificarlas y comprobar su paralelismo antes de usarlas. Con el escalón, estas pegas se solucionan. Si además en este escalón, se añaden una serie de agujeros en línea para colocar en cada caso un pasador de, por ejemplo, 5 m/m de diámetro, se prepara un posicionar sencillo y utilísimo.

Una vez la pieza posicionada se trata ahora de buscar un buen sistema de apoyo. En el caso de las mordazas, las guías de las mismas suelen estar perfectamente rectificadas con la base, lo que supone, de entrada, el mejor sistema de apoyo.

Como variante se ha propuesto, en el párrafo anterior, el escalón mecanizado en las bocas. También existen en el mercado bocas con filas de posicionadores a diferentes alturas.

Dado que el amarre en las guías sigue siendo el más conveniente, se comercializan con éxito bocas para mordazas de amarre descendente:

Bocas con un fleje muelle que “tira” hacia debajo de la pieza

Bocas levantadas con muelle o gomas que realizan el recorrido descendente para mantener la pieza apoyada en las guías

También es muy socorrido y muy práctico por cierto, el uso de una pieza cilíndrica en contacto con la pieza amarrar. La fuerza de la mordaza se transmite a través del rodillo, lo que hace que la pieza en cuestión tienda a mantenerse apoyada en las guías

Cuando la pieza ya está posicionada y apoyada, viene la necesidad de conseguir un buen apriete. Dentro de lo que se llaman genéricamente mordazas, hay que destacar las mordazas de alta presión (4 ó 5 Ton de fuerza de amarre ) por ser la solución más extendida en todos los talleres. Este tipo de mordazas asegura una repetibilidad total de posicionamiento con un alto apriete sin necesidad de ningún esfuerzo. En algunas ferias y exposiciones, FRESMAK ha comprobado que en las mordazas de alta presión, cuando se trata de conseguir una fuerza intermedia de amarre a mitad de camino del amarre total,el posicionamiento de la pieza se mantiene a pesar de que se gire la manilla ¼ ó ½ vuelta de más. No sucede lo mismo en las mordazas sin alta presión, donde la fuerza que debe realizar el operario tanto al amarrar como al soltar, sólo él lo sabe en cada caso, y es bien difícil de repetir a lo largo del mismo día, y no digamos nada a las semanas, cuando se debe repetir el proceso de la misma pieza en una nueva serie.

Dentro de las mordazas de alta presión que hay en el mercado, dos modelos son dignos de mención:

Las mordazas llamadas TWIN que amarran dos piezas a la vez. Estas mordazas además de la virtud de poder amarrar dos piezas a la vez o una sola, están diseñadas para poder trabajar con bocas blandas mecanizadas. Estas bocas son una ayuda clara en el posicionamiento de la pieza, y pueden asegurar un buen amarre, ya que permiten que las bocas o garras puedan envolver la pieza a mecanizar .Estas mordazas además, se comercializan con amarres automatizables por medio de aire o aceite a alta presión.

Las mordazas compactas con diferentes sistemas de accionamiento. Desde la manilla tradicional hasta la posibilidad, antes comentada, de poder ser accionadas con aire comprimido o con aceite a alta presión proporcionado por algún grupo hidráulico exterior. Este tipo de mordazas son indispensables hoy en día tanto en los centros verticales, como en los centros horizontales, donde los carenados de las máquina exigen que el sistema de amarre sea lo más reducido posible.

En el caso del amarre frontal hay que respetar los tres verbos antes dichos: posicionar, apoyar y amarrar. Para realizar estas tareas lo mejor y más preciso posible, hay que abandonar en este campo los amarres manuales para dar paso a los amarres hidráulicos.

Una precisión y una repetibilidad que no consiguen los manuales

Las fuerzas de amarre son constantes, continuas y se pueden programar

Los elementos que se utilizan ocupan poco espacio y pueden acceder a lugares complicados

Permiten amarrar una pieza con varios elementos con la misma fuerza evitando deformaciones

Así que la pequeña inversión que supone el adquirir un grupo hidráulico para alimentar estos sistemas está más que justificada.

Dentro de los diferentes medios de amarre, apoyo y posicionamiento destacan dos tipos que son interesantes:

Por un lado los cilindros giratorios, que facilitan la salida de la pieza del utillaje, pues la brida es capaz de girar antes de descender para amarrar o de subir para soltar. En el catálogo de FRESMAK, único fabricante español de este tipo de amarres, aparecen dos modelos: unos de amarre inferior del cilindro para piezas bajas y otros de amarre superior para piezas altas. La fuerza de amarre es muy importante, se pueden alcanzar los 22 kN con 250 bar de presión.

Otro elemento interesante del mismo catálogo de FRESMAK es el apoyo antivibratorio. Este elemento se utiliza, bien cuando la pieza tiene superficies no paralelas entre sí, o bien cuando la pieza tiene voladizos excesivos, o cuando es necesario colocar un tope debajo de una brida de amarre. En todos los casos este apoyo antivibratorio, tiene la particularidad de que no empuja a la pieza en ninguna dirección. Como se indica en el catálogo de FRESMAK, el avance hacia la pieza se realiza hidráulicamente y cuando el punto de apoyo hace contacto con la pieza, éste se detiene automáticamente alcanzando toda su rigidez.

Estos sistemas favorecen las tres tareas que se debe conseguir con cualquier utillaje: