Mecanizado compuesto de fresado y torneado CNC
I. ¿Qué es el mecanizado CNC de torneado y fresado?
El mecanizado CNC, abreviatura de mecanizado por control numérico por computadora, es un proceso de fabricación que utiliza controles computarizados para manipular herramientas y equipos de corte para un mecanizado de precisión. Dentro del ámbito del mecanizado CNC, existe una técnica especializada conocida como “torneado-fresado”, que combina dos operaciones de mecanizado fundamentales: torneado y fresado.
A. Distinción entre torneado y fresado
Torneado: El torneado (también llamado torneado) es un proceso de mecanizado en el que una pieza de trabajo gira mientras una herramienta de corte permanece estacionaria. La herramienta corta material de la superficie de la pieza de trabajo para crear formas cilíndricas, como ejes, pasadores y diversos componentes giratorios.
Fresado: El fresado, por otro lado, implica el uso de herramientas de corte giratorias para eliminar material de una pieza de trabajo estacionaria. Se emplea para crear una amplia gama de formas, incluidas ranuras, bolsillos y geometrías 3D complejas.
B. Mecanizado compuesto de torneado y fresado
El mecanizado compuesto de torneado y fresado es una técnica de mecanizado CNC (control numérico por computadora) especializada que combina dos procesos esenciales, torneado y fresado, en una única operación de mecanizado. En este método, una pieza de trabajo se somete a torneado y fresado simultáneamente, lo que genera varias ventajas:
Eficiencia: en lugar de configuraciones separadas para torneado y fresado, el torneado-fresado realiza ambos procesos a la vez. Esto reduce el tiempo de producción y la mano de obra, haciendo que el proceso de fabricación sea más eficiente.
Precisión: el torneado-fresado logra altos niveles de precisión y exactitud, lo que lo hace ideal para crear piezas complejas con tolerancias estrictas. La acción simultánea de torneado y fresado garantiza que la pieza de trabajo tenga la forma precisa según sea necesario.
Acabado superficial: esta técnica puede producir excelentes acabados superficiales en la pieza de trabajo, lo que a menudo elimina la necesidad de operaciones de acabado adicionales y ahorra tiempo y recursos.
Ahorro de costos: al combinar operaciones y reducir los tiempos de preparación, el torneado-fresado puede generar ahorros de costos para los fabricantes, lo que lo convierte en una opción rentable para ciertas aplicaciones.
C. Un ejemplo
Para lograr la parte final como se muestra en la imagen, un enfoque tradicional requiere dos pasos separados. Primero, necesitamos crear un espacio en blanco cilíndrico, similar al de la izquierda. A continuación, utilizamos una fresadora CNC para fresar meticulosamente el orificio y la ranura, lo que da como resultado la pieza final que se parece a la de la derecha. Este proceso exige una configuración precisa de la fresadora y un posicionamiento preciso de la pieza en bruto para garantizar que el orificio y la ranura permanezcan centrados.
Sin embargo, cuando se emplea una máquina compuesta de torneado y fresado, las operaciones de torneado y fresado se combinan perfectamente en una sola. Esto elimina la necesidad de una configuración de fresado adicional y elimina la necesidad de reposicionar las piezas. No hay riesgo de que la desalineación provoque que la ranura o el orificio se desvíen del centro. Este enfoque no sólo ahorra tiempo y dinero, sino que también reduce la probabilidad de errores, mejorando la precisión geométrica general.
piezas cnc
La limitación del mecanizado con torno-fresado
Las máquinas compuestas de torno-fresado son esencialmente tornos con capacidades de fresado adicionales, construidas principalmente con tecnología de torno CNC. En estas máquinas, la mayor parte de la potencia se dirige hacia el husillo del torno, dejando sólo una fracción para la rotación de la herramienta de fresado. Esto significa que pueden manejar herramientas de fresado más pequeñas.
Sin embargo, estas máquinas tienen ciertas limitaciones. Debido a su tamaño compacto, el cabezal de fresado de las máquinas compuestas de torno-fresado carece de rigidez. Fueron diseñados originalmente para abordar piezas que requieren un poco de fresado durante el proceso de torneado.
Cuando se trata de piezas que exigen un fresado sustancial o el uso de herramientas de fresado más grandes, es posible que estas máquinas no sean la mejor opción. Pueden dar lugar a tiempos de procesamiento más prolongados debido a la necesidad de herramientas más pequeñas y una rigidez reducida. Esto puede provocar incluso vibraciones en la herramienta. En tales casos, suele ser más eficiente desbastar la pieza en un torno CNC estándar y luego terminar el fresado en una fresadora CNC independiente.
Otra limitación de las fresadoras-torneadoras CNC es la cantidad de herramientas de fresado que pueden utilizar al mismo tiempo. Mientras que las fresadoras CNC suelen tener un stock de herramientas con capacidad para entre 18 y 64 herramientas diferentes, los compuestos de fresado y torneado CNC tienen un espacio más limitado y, por lo general, solo admiten de 4 a 12 herramientas de fresado. En consecuencia, su capacidad para realizar operaciones de fresado en una sola operación está restringida.
En pocas palabras, las máquinas compuestas de torno-fresado son las más adecuadas para piezas cilíndricas con requisitos de fresado modestos. Existen variaciones de alto rendimiento, pero tienen un costo, lo que hace que la combinación de un torno CNC y un centro de fresado CNC independiente sea una solución más rentable para muchas industrias.
Ejes de una máquina herramienta de torno-fresadora CNC
Los tornos CNC normales tienen dos direcciones principales de movimiento de la herramienta: a lo largo del eje del husillo (dirección z) y perpendicular a él (dirección y). Incluso los compuestos básicos de fresado de torno CNC solo pueden mover sus herramientas de estas dos maneras, lo que les permite fresar y perforar a lo largo de la línea central de la pieza.
En versiones más avanzadas, estas máquinas añaden otra opción de movimiento al permitir que las herramientas también se muevan a lo largo del eje x. Esto significa que pueden realizar la mayoría de las tareas de fresado que puede realizar un típico centro de fresado CNC de 4 ejes.
Los compuestos de fresado y torneado CNC más avanzados van un paso más allá, permitiendo que sus herramientas giren en cualquier ángulo con respecto al eje z. Estas máquinas pueden abordar algunos de los complejos trabajos de fresado CNC normalmente reservados para los centros de mecanizado CNC de 5 ejes.
compuesto de fresado de torneado cnc
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Ventajas y desventajas del mecanizado torneado-fresado CNC
El mecanizado de torneado-fresado CNC tiene su propio conjunto de ventajas y desventajas, que analizaremos en términos claros y sencillos:
Ventajas:
Eficiencia de producción: la combinación de procesos de torneado y fresado CNC agiliza la producción, reduciendo el tiempo de preparación, el tiempo del ciclo de fabricación y, en muchos casos, el tiempo general de mecanizado CNC.
Precisión de procesamiento: el torneado y fresado CNC simultáneos ofrecen alta precisión y exactitud, lo que los hace adecuados para piezas con tolerancias estrictas y características complejas.
Ahorro de costos: al minimizar la necesidad de configuraciones separadas y reducir la mano de obra, el torneado-fresado CNC puede generar importantes ahorros de costos con el tiempo.
Desventajas:
A. Mayor complejidad: la integración de dos procesos de mecanizado CNC en uno puede introducir complejidad, tanto en términos de programación como de operación de la máquina CNC.
B. Requisitos de habilidades especializadas: operar y programar máquinas torno-fresadoras CNC puede requerir habilidades especializadas, lo que potencialmente limita el grupo de operadores disponibles.
C. Costos de equipos y herramientas: Las máquinas torno-fresadoras CNC pueden representar una inversión importante, y los costos de mantenimiento de herramientas y equipos también pueden ser relativamente altos.
Conclusión
El mecanizado de torno-fresado CNC es una solución versátil y potente para fabricar una amplia gama de piezas. Ofrece eficiencia, precisión y ahorro de costos, lo que la convierte en una herramienta valiosa para muchas industrias. Sin embargo, es importante reconocer sus limitaciones, como una mayor complejidad, requisitos de habilidades especializadas y costos de equipo.
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