El término CNC significa “control numérico por computadora” y el mecanizado CNC se define como un proceso de fabricación sustractivo que generalmente utiliza control por computadora y máquinas herramientas para eliminar capas de material de una pieza en stock (llamada pieza en bruto o pieza de trabajo) y producir una pieza diseñada a medida.
El proceso funciona en una variedad de materiales, incluidos metal, plástico, madera, vidrio, espuma y compuestos, y tiene aplicaciones en una variedad de industrias, como el mecanizado CNC de gran tamaño y el acabado CNC de piezas aeroespaciales.
Características del mecanizado CNC
01. Alto grado de automatización y altísima eficiencia de producción. Salvo la sujeción de piezas en bruto, todos los demás procesos pueden realizarse con máquinas herramienta CNC. Combinada con la carga y descarga automáticas, se convierte en un componente fundamental de una fábrica sin personal.
El procesamiento CNC reduce la mano de obra del operador, mejora las condiciones de trabajo, elimina el marcado, la sujeción y el posicionamiento múltiples, la inspección y otros procesos y operaciones auxiliares, y mejora efectivamente la eficiencia de producción.
02. Adaptabilidad a objetos de procesamiento CNC. Al cambiar el objeto de procesamiento, además de cambiar la herramienta y solucionar el problema de la sujeción de la pieza, solo se requiere reprogramación, sin necesidad de otros ajustes complejos, lo que acorta el ciclo de preparación de la producción.
03. Alta precisión de procesamiento y calidad estable. La precisión dimensional del procesamiento se encuentra entre d0,005 y 0,01 mm, lo cual no se ve afectado por la complejidad de las piezas, ya que la máquina realiza la mayoría de las operaciones automáticamente. Por lo tanto, se aumenta el tamaño de los lotes de piezas y se utilizan dispositivos de detección de posición en las máquinas herramienta con control de precisión, lo que mejora aún más la precisión del mecanizado CNC de precisión.
04. El procesamiento CNC tiene dos características principales: primero, puede mejorar en gran medida la precisión del procesamiento, incluida la precisión de la calidad del procesamiento y la precisión del error del tiempo de procesamiento; segundo, la repetibilidad de la calidad del procesamiento puede estabilizar la calidad del procesamiento y mantener la calidad de las piezas procesadas.
Tecnología de mecanizado CNC y ámbito de aplicación:
Se pueden seleccionar diferentes métodos de procesamiento según el material y los requisitos de la pieza a mecanizar. Comprender los métodos de mecanizado comunes y su ámbito de aplicación nos permitirá encontrar el método de procesamiento de piezas más adecuado.
Torneado
El método de procesamiento de piezas mediante tornos se denomina colectivamente torneado. Mediante herramientas de torneado de conformación, también se pueden procesar superficies curvas rotatorias durante el avance transversal. El torneado también permite procesar superficies de rosca, planos finales, ejes excéntricos, etc.
La precisión de torneado suele ser de IT11 a IT6, con una rugosidad superficial de 12,5 a 0,8 μm. En torneado fino, puede alcanzar IT6 a IT5, con una rugosidad de 0,4 a 0,1 μm. La productividad del torneado es alta, el proceso de corte es relativamente suave y las herramientas son relativamente sencillas.
Ámbito de aplicación: taladrado de agujeros centrales, taladrado, escariado, roscado, torneado cilíndrico, mandrilado, torneado de caras finales, torneado de ranuras, torneado de superficies formadas, torneado de superficies cónicas, moleteado y torneado de roscas.
Molienda
El fresado es un método que utiliza una herramienta rotatoria de múltiples filos (fresa) en una fresadora para procesar la pieza de trabajo. El movimiento principal de corte es la rotación de la herramienta. Según si la dirección de la velocidad de movimiento principal durante el fresado es la misma o la opuesta a la dirección de avance de la pieza, se divide en fresado descendente y fresado ascendente.
(1) Fresado descendente
La componente horizontal de la fuerza de fresado coincide con la dirección de avance de la pieza. Generalmente existe un espacio entre el tornillo de avance de la mesa y la tuerca fija. Por lo tanto, la fuerza de corte puede provocar fácilmente que la pieza y la mesa avancen juntas, lo que provoca un aumento repentino de la velocidad de avance. Este aumento provoca cuchillas.
(2) Contrafresado
Puede evitar el fenómeno de movimiento que se produce durante el fresado descendente. Durante el fresado ascendente, el espesor de corte aumenta gradualmente desde cero, por lo que el filo comienza a experimentar una fase de compresión y deslizamiento sobre la superficie mecanizada endurecida por el corte, acelerando el desgaste de la herramienta.
Ámbito de aplicación: fresado plano, fresado escalonado, fresado de ranuras, fresado de superficies de conformación, fresado de ranuras en espiral, fresado de engranajes, corte
Cepillado
El procesamiento de cepillado generalmente se refiere a un método de procesamiento que utiliza una cepilladora para realizar un movimiento lineal alternativo con respecto a la pieza de trabajo en una cepilladora para eliminar el exceso de material.
La precisión de cepillado generalmente puede alcanzar IT8-IT7, la rugosidad de la superficie es Ra6.3-1.6μm, la planitud de cepillado puede alcanzar 0.02/1000 y la rugosidad de la superficie es 0.8-0.4μm, lo que es superior para el procesamiento de piezas fundidas grandes.
Ámbito de aplicación: cepillado de superficies planas, cepillado de superficies verticales, cepillado de superficies escalonadas, cepillado de ranuras en ángulo recto, cepillado de biseles, cepillado de ranuras de cola de milano, cepillado de ranuras en forma de D, cepillado de ranuras en forma de V, cepillado de superficies curvas, cepillado de chaveteros en agujeros, cepillado de bastidores, cepillado de superficies compuestas
Molienda
El rectificado es un método de corte de la superficie de la pieza de trabajo en una amoladora, utilizando una muela de rectificado artificial de alta dureza como herramienta. El movimiento principal es la rotación de la muela.
La precisión del rectificado puede alcanzar IT6-IT4, y la rugosidad superficial Ra puede alcanzar de 1,25 a 0,01 μm, o incluso de 0,1 a 0,008 μm. Otra característica del rectificado es que permite procesar materiales metálicos endurecidos, lo que se considera parte del proceso de acabado, por lo que se utiliza a menudo como etapa final del proceso. Según sus diferentes funciones, el rectificado se puede dividir en rectificado cilíndrico, rectificado de agujeros internos, rectificado plano, etc.
Ámbito de aplicación: rectificado cilíndrico, rectificado cilíndrico interior, rectificado de superficies, rectificado de formas, rectificado de roscas, rectificado de engranajes.
Perforación
El proceso de procesar varios agujeros internos en una máquina perforadora se llama perforación y es el método más común de procesamiento de agujeros.
La precisión del taladrado es baja, generalmente de IT12 a IT11, y la rugosidad superficial suele estar entre Ra5,0 y 6,3 μm. Tras el taladrado, se suelen utilizar el ensanchamiento y el escariado para el semiacabado y el acabado. La precisión del escariado suele ser de IT9 a IT6, y la rugosidad superficial está entre Ra1,6 y 0,4 μm.
Ámbito de aplicación: taladrado, escariado, escariado, roscado, agujeros de estroncio, raspado de superficies.
Procesamiento aburrido
El mandrilado es un método que utiliza una mandrinadora para ampliar el diámetro de los agujeros existentes y mejorar la calidad. El mandrilado se basa principalmente en el movimiento rotatorio de la herramienta.
La precisión del procesamiento de mandrilado es alta, generalmente IT9-IT7, y la rugosidad de la superficie es Ra6.3-0.8mm, pero la eficiencia de producción del procesamiento de mandrilado es baja.
Ámbito de aplicación: procesamiento de orificios de alta precisión, acabado de múltiples orificios.
Procesamiento de la superficie del diente
Los métodos de procesamiento de la superficie de los dientes de engranajes se pueden dividir en dos categorías: método de formación y método de generación.
La máquina herramienta utilizada para procesar la superficie dental mediante el método de conformado suele ser una fresadora convencional, y la herramienta es una fresa de conformado, que requiere dos movimientos de conformado simples: un movimiento rotatorio y un movimiento lineal. Las máquinas herramienta más utilizadas para procesar superficies dentales mediante el método de generación son las fresadoras de engranajes, las máquinas de conformado de engranajes, etc.
Ámbito de aplicación: engranajes, etc.
Procesamiento de superficies complejo
El corte de superficies curvas tridimensionales utiliza principalmente métodos de fresado de copia y fresado CNC o métodos de procesamiento especiales.
Ámbito de aplicación: componentes con superficies curvas complejas
Música electrónica de movimiento (EDM)
El mecanizado por descarga eléctrica utiliza la alta temperatura generada por la descarga de chispa instantánea entre el electrodo de la herramienta y el electrodo de la pieza de trabajo para erosionar el material de la superficie de la pieza de trabajo y lograr el mecanizado.
Ámbito de aplicación:
① Procesamiento de materiales conductores duros, frágiles, tenaces, blandos y de alto punto de fusión;
②Procesamiento de materiales semiconductores y materiales no conductores;
③Procesamiento de varios tipos de agujeros, agujeros curvos y microagujeros;
④Procesamiento de diversas cavidades de superficie curva tridimensionales, como las cámaras de molde de moldes de forja, moldes de fundición a presión y moldes de plástico;
⑤ Se utiliza para cortar, recortar, reforzar superficies, grabar, imprimir placas de identificación y marcas, etc.
Mecanizado electroquímico
El mecanizado electroquímico es un método que utiliza el principio electroquímico de disolución anódica del metal en el electrolito para dar forma a la pieza de trabajo.
La pieza de trabajo se conecta al polo positivo de la fuente de alimentación de CC, la herramienta al polo negativo, manteniendo una pequeña separación (0,1 mm-0,8 mm) entre ambos polos. El electrolito, con una presión específica (0,5 MPa-2,5 MPa), fluye a través de la separación entre ambos polos a alta velocidad (15 m/s-60 m/s).
Ámbito de aplicación: procesamiento de agujeros, cavidades, perfiles complejos, agujeros profundos de diámetro pequeño, estriado, desbarbado, grabado, etc.
procesamiento láser
El procesamiento láser de la pieza se realiza mediante una máquina de procesamiento láser. Estas máquinas suelen constar de láseres, fuentes de alimentación, sistemas ópticos y sistemas mecánicos.
Ámbito de aplicación: Matrices de trefilado de diamante, cojinetes de gemas de relojes, pieles porosas de chapas punzonadas divergentes refrigeradas por aire, procesamiento de orificios pequeños de inyectores de motor, álabes de motores de aviación, etc. y corte de diversos materiales metálicos y no metálicos.
Procesamiento ultrasónico
El mecanizado ultrasónico es un método que utiliza la vibración de frecuencia ultrasónica (16 KHz ~ 25 KHz) de la cara del extremo de la herramienta para impactar abrasivos suspendidos en el fluido de trabajo, y las partículas abrasivas impactan y pulen la superficie de la pieza de trabajo para procesarla.
Ámbito de aplicación: materiales difíciles de cortar
Principales industrias de aplicación
Generalmente, las piezas procesadas por CNC tienen alta precisión, por lo que las piezas procesadas por CNC se utilizan principalmente en las siguientes industrias:
Aeroespacial
La industria aeroespacial requiere componentes con alta precisión y repetibilidad, incluidos álabes de turbinas en motores, herramientas utilizadas para fabricar otros componentes e incluso cámaras de combustión utilizadas en motores de cohetes.
Construcción de automóviles y maquinaria
La industria automotriz requiere la fabricación de moldes de alta precisión para la fundición de componentes (como soportes de motor) o el mecanizado de componentes de alta tolerancia (como pistones). La máquina de tipo pórtico funde módulos de arcilla que se utilizan en la fase de diseño del automóvil.
Industria militar
La industria militar utiliza componentes de alta precisión con estrictos requisitos de tolerancia, incluidos componentes de misiles, cañones de armas, etc. Todos los componentes mecanizados en la industria militar se benefician de la precisión y la velocidad de las máquinas CNC.
médico
Los dispositivos médicos implantables suelen diseñarse para adaptarse a la forma de los órganos humanos y deben fabricarse con aleaciones avanzadas. Dado que ninguna máquina manual es capaz de producir tales formas, las máquinas CNC se vuelven necesarias.
energía
La industria energética abarca todas las áreas de la ingeniería, desde las turbinas de vapor hasta tecnologías de vanguardia como la fusión nuclear. Las turbinas de vapor requieren álabes de alta precisión para mantener el equilibrio. La forma de la cavidad de supresión de plasma de I+D en la fusión nuclear es muy compleja, está hecha de materiales avanzados y requiere el apoyo de máquinas CNC.
El procesamiento mecánico ha evolucionado hasta nuestros días y, a medida que mejoran las exigencias del mercado, se han desarrollado diversas técnicas de procesamiento. Al elegir un proceso de mecanizado, se deben considerar diversos aspectos, como la forma de la superficie de la pieza, la precisión dimensional, la precisión de la posición, la rugosidad superficial, etc.
Sólo eligiendo el proceso más adecuado podemos asegurar la calidad y la eficiencia del procesamiento de la pieza con la mínima inversión y maximizar los beneficios generados.
Hora de publicación: 18 de enero de 2024