Cualquiera en la industria manufacturera probablemente haya usado el término "mecanizado". Sin embargo, si se les pidiera que explicaran claramente a un profano exactamente qué procesos implica el mecanizado, muchos podrían quedarse sin palabras.
Entonces, ¿qué es exactamente el mecanizado?
I. Mecanizado: en pocas palabras, se trata de "resta"
¿Qué es el mecanizado? Se toma una pieza de materia prima y se utilizan equipos como tornos y fresadoras-junto con herramientas de corte-para eliminar secciones no deseadas y, en última instancia, se produce una pieza que cumple con las especificaciones del dibujo de ingeniería.
En esencia, se reduce a cuatro palabras: fabricación sustractiva.
¿Cuáles son las máquinas de mecanizado habituales y sus características? - Sujia
Su contraparte es la "fabricación aditiva"-o impresión 3D-donde el material se acumula capa por capa. El mecanizado funciona exactamente al revés: "resta" el exceso de material de un bloque sólido, corte a corte.
II. Procesos centrales: fáciles de explicar
Si bien existen muchos procesos de mecanizado, sólo unos pocos se utilizan habitualmente.
Girando-La pieza de trabajo gira, la herramienta permanece quieta
El concepto central del torneado se puede resumir en una frase: la pieza de trabajo gira mientras la herramienta de corte permanece estacionaria.
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Imagínese sujetar una barra de metal redonda al husillo de un torno; A medida que el huso gira, la barra gira con él. Luego se lleva una herramienta de torneado contra la barra para cortar la superficie cilíndrica exterior. Eso es girar.
El torneado está especializado en "trabajo redondo"-ejes, discos, manguitos, bridas y roscas. Básicamente, cualquier pieza con simetría rotacional se produce en un torno. Puede alcanzar niveles de precisión de IT6–IT7 y valores de rugosidad superficial (Ra) de 0,8–1,6 μm.
Recuerde esto: Torneado de=Torno + Piezas rotativas.
Fresado-La herramienta gira, la pieza de trabajo permanece quieta
El fresado es exactamente lo contrario: la fresa gira a alta velocidad, mientras que la pieza de trabajo permanece fija en la mesa de la máquina.
A medida que la cortadora gira, la mesa mueve la pieza de trabajo hacia adelante, hacia atrás, hacia la izquierda y hacia la derecha para fresar superficies planas, ranuras y superficies curvas complejas.
El fresado se encarga del "trabajo cuadrado"-carcasas, moldes y componentes estructurales. Cualquier pieza prismática o contorno complejo requiere de una fresadora. Precisión: IT8–IT7; rugosidad superficial (Ra): 1,6–0,8 μm.
Conclusión clave: fresado=fresa giratoria + pieza de trabajo prismática.
Rectificado-el proceso de precisión definitivo
Mientras que el torneado y el fresado se consideran operaciones de mecanizado "bastante", el rectificado es el verdadero trabajo de "precisión".
El rectificado emplea una muela abrasiva en lugar de una herramienta de corte estándar. La rueda gira a alta velocidad, eliminando pequeñas cantidades de material de la superficie de la pieza de trabajo. Con cada pasada eliminando muy poco material, logra niveles de precisión de IT5–IT6 y rugosidad superficial (Ra) de 0,1–0,4 μm.
El rectificado se dedica a tareas de alta-precisión-como pistas de rodadura de rodamientos, herramientas de medición, moldes de precisión y componentes de acero endurecido. Cualquier superficie de contacto con requisitos estrictos generalmente requiere una máquina rectificadora.
Conclusión clave: muela abrasiva=+ alta precisión.
Perforando-el proceso fundamental-para hacer agujeros
La perforación es el método más sencillo: una broca gira y penetra el material para crear un agujero.
Es el método más común para el mecanizado de agujeros. Si bien la precisión es moderada (IT11–IT13), sus ventajas radican en la simplicidad, la velocidad y la versatilidad.-Se puede realizar casi en cualquier lugar.
Aburrido-"afinar-un agujero"
La perforación implica agrandar y terminar un agujero existente.
¿Es insuficiente la precisión de un agujero perforado? Utilice una herramienta de mandrinado para mecanizar aún más el orificio, mejorando la precisión a IT7–IT9. Está especializado en orificios grandes y conjuntos de orificios de precisión-como orificios de cilindros de motores, barriles de cilindros hidráulicos y carcasas de reductores.
Abordando-el proceso de alta-eficiencia y de un solo-paso
El brochado utiliza una brocha de múltiples-dientes que se desplaza linealmente a lo largo de la pieza de trabajo, mecanizando una sección transversal- compleja en un solo trazo.
La eficiencia es extremadamente alta, aunque los costos de herramientas también son significativos, lo que lo hace ideal para la producción en masa. Los orificios estriados, los chaveteros y los orificios cuadrados son tareas en las que el brochado sobresale.
III. ¿Qué es exactamente el CNC? No lo confundas.
Mucha gente cree erróneamente que CNC es sinónimo de fresado; Este es un gran error.
CNC significa Control Numérico por Computadora. No se trata de un proceso de fabricación específico en sí, sino más bien de un método de control.
Perspectivas de fabricación|Todo el mundo habla de CNC-¿sabes realmente qué es? - Zhihu
Las máquinas herramienta convencionales dependen de la operación manual (manivelas), mientras que las máquinas CNC dependen del control de programas. Una vez que se ingresa el código G-, la máquina mueve automáticamente la herramienta, cambia de herramienta y completa el proceso de mecanizado.
Los tornos, fresadoras y rectificadoras pueden controlarse mediante CNC-. El CNC actúa como el "cerebro", mientras que el proceso de mecanizado actúa como las "manos y los pies"-son dos cosas diferentes.
¿Cuáles son las ventajas del CNC sobre el mecanizado convencional? Alta precisión, excelente consistencia y capacidad para mecanizar superficies curvas complejas. Mientras que el mecanizado convencional suele alcanzar una precisión IT9–IT12, el CNC puede alcanzar una precisión IT6–IT8. Las desventajas son los equipos costosos y la programación que requiere mucho tiempo-.
IV. 5-Mecanizado de ejes-Hay una razón por la que cuesta más.
Un centro de mecanizado de 3 ejes está limitado al movimiento lineal a lo largo de los ejes X, Y y Z. ¿Qué pasa con los 5 ejes? Añade dos ejes giratorios.
¿Qué significan esos dos ejes giratorios adicionales?
Mecanizado CNC de 5-ejes: creación rápida de prototipos en Shenzhen Weike
Esto significa que la herramienta de corte puede acercarse a la pieza de trabajo desde cualquier ángulo. El mecanizado de piezas complejas en una máquina de 3-ejes requiere múltiples configuraciones (sujeción/reposicionamiento), y cada configuración introduce una fuente potencial de error. Una máquina de 5 ejes puede completar todo el proceso en una sola configuración.
¿Cuándo es imprescindible el mecanizado en 5 ejes?
Impulsores y aspas-superficies curvas complejas que las máquinas de 3-ejes simplemente no pueden manejar. Componentes estructurales aeroespaciales-piezas-de paredes delgadas con curvas complejas que requieren una precisión de ±0,01 mm. Moldes de precisión-que incluyen superficies 3D y limpieza de esquinas. Dispositivos médicos: articulaciones artificiales e implantes ortopédicos.
Estos son trabajos que las máquinas de 3 ejes no pueden realizar y con los que las máquinas de 4 ejes tienen dificultades; Se requiere mecanizado de 5 ejes.
¿El mecanizado en 5-ejes siempre es más caro? No necesariamente. Para una pieza compleja, una máquina de 3 ejes puede requerir cinco configuraciones, cinco sesiones de programación y cinco operaciones separadas, mientras que una máquina de 5 ejes completa todo en una sola configuración. Cuando se analiza el coste total, el mecanizado de 5 ejes podría resultar más rentable.
V. ¿Cómo se elige el proceso correcto? Concéntrese en estos tres factores:
Primero, considere la forma: las piezas redondas van al torno, las piezas cuadradas a la fresadora y las piezas de alta-precisión a la amoladora.
En segundo lugar, considere los requisitos de precisión: requisitos de precisión estándar para torneado o fresado; la alta precisión requiere rectificado; y la precisión ultra-alta exige procesos de super-acabado.
En tercer lugar, considere el volumen de producción: utilice equipos-de uso general para la producción de una sola-unidad o de pequeños-lotes, mientras considera máquinas dedicadas o procesos de alta-eficiencia, como el brochado, para la producción en masa.
No existe un único proceso "mejor"-solo el más adecuado.
Un pensamiento final:
En el sector manufacturero, la barrera de entrada puede parecer baja, pero la realidad implica una multitud de detalles intrincados. Desde el plano hasta la pieza terminada, cada elección-el proceso, el equipo, la velocidad del husillo y el avance, las herramientas de corte y el refrigerante-afecta la calidad final.
Sólo aquellos que realmente entienden el proceso pueden entender verdaderamente la fabricación.
