Breve introducción al mecanizado CNC

Denominado mecanizado de control numérico por ordenador, el CNC es un proceso de fabricación preprogramado muy utilizado que instruye a los equipos de la fábrica sobre las técnicas y métodos. Este tipo de mecanizado es el preferido para múltiples procedimientos complejos, que van desde el rectificado CNC, el torneado, hasta el fresado CNC. De hecho, el corte tridimensional se realiza sin esfuerzo con el mecanizado CNC.

Lo mejor de todo es que los procesos CNC funcionan a diferencia de las operaciones manuales, en las que es necesario el recurso humano para enviar órdenes a través de ruedas, palancas y botones. Para una persona normal, este mecanizado de control numérico por ordenador podría parecer un equipo normal, pero las consolas y los programas de software son los que lo hacen apropiado para fines de CNC.

¿Qué es el mecanizado CNC?

Un sistema CNC funciona con comandos binarios e instrucciones gráficas que se delegan en la maquinaria y las herramientas correspondientes. Al igual que los robots, este sistema trabaja eficazmente en tareas multidimensionales, fabricando así productos precisos y funcionales.

A pesar de los errores en las tareas multidimensionales, el sistema numérico suele seguir siendo impecable para el generador de código.

Las máquinas de control numérico emplean tarjetas perforadas para obtener instrucciones, mientras que las máquinas CNC requieren pequeños teclados para introducir la información. Los datos se conservan en la tarjeta de memoria mientras los programadores de CNC introducen o editan los códigos. Los fabricantes tienen que asegurarse de que existe una amplia capacidad de cálculo y de que los programadores de CNC tienen acceso a todos los datos para realizar modificaciones según los requisitos. (Lynch, 2022)

Antecedentes históricos del mecanizado CNC

La invención de las máquinas CNC está profundamente arraigada en la idea de las máquinas NC (Control Numérico). En 1949, John T. Parsons diseñó una máquina NC que se utilizaba para trabajar directamente sobre tarjetas perforadas para mejorar los movimientos.

La máquina de control numérico de Parsons sirvió de base para un equipo de investigadores que plantearon el concepto de mecanizado CNC en 1952. Dirigido por J.F. Reintjes, este equipo del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) diseñó el primer prototipo de máquina CNC. Posteriormente, colaboraron con Richard Kregg para introducir en el mercado la primera máquina CNC comercial. Con el nombre de Cincinnati Milacron Hydrotel, se convirtieron en el primer fabricante de máquinas de control numérico por ordenador.

Las máquinas CNC se diseñan con la intención de fabricar formas complejas y piezas precisas y repetibles sin incurrir en un coste enorme. Los fabricantes tienen libertad para desarrollar cualquier forma compleja que no es posible con el fresado tradicional. De hecho, es posible mecanizar curvas no lineales con una precisión superior a 90%.

Tipos de máquinas CNC

Desde su invención en 1940, las máquinas de control numérico por ordenador han recorrido un largo camino. Los avances tecnológicos sustituyeron los controles analógicos por versiones digitales, lo que permitió mejorar el rendimiento, la eficacia y la producción en serie.

Hoy en día, la mayoría de los CNC están automatizados y han demostrado su perfección en múltiples operaciones electrónicas, en particular el perforado, el corte por láser y la soldadura por ultrasonidos. Los fabricantes solo tienen que elegir el tipo adecuado de mecanizado CNC en función de sus requisitos de producción.

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Fresadoras CNC

Molinos de control numérico por ordenador tienen la capacidad de leer órdenes numéricas o basadas en letras para trabajar en piezas de varias máquinas. El lenguaje comúnmente utilizado es el código G, o tal vez un medio único creado por el equipo de fabricación. Las fresadoras CNC básicas pueden leer fácilmente imágenes tridimensionales, es decir, X, Y y Z, pero si la producción pide una máquina multidimensional, hay algunas fresadoras avanzadas disponibles en el mercado.

Tornos

Para los productos circulares, ninguna máquina podría trabajar tan eficazmente como Tornos CNC con herramientas indexables. Han demostrado su capacidad para trabajar con diseños complejos en los que la alta velocidad y la precisión son cruciales. Sin embargo, su sistema de control es similar al de las fresadoras CNC, lo que facilita a los fabricantes la actualización a tornos CNC (desde fresadoras CNC) cuando lo deseen. De hecho, los tornos CNC también funcionan con códigos G o comandos propietarios exclusivos, pero en 2 ejes, es decir, X y Z.

Cortadoras de plasma

Estas cortadoras son ideales para trabajar con materiales metálicos, ya que sus antorchas de plasma producen suficiente energía y velocidad para cortar los metales. Los cortadores de plasma, conocidos como la combinación de arcos eléctricos y gas de aire comprimido, se encargan de muchas tareas pesadas.

Máquinas de descarga eléctrica o EDM

Máquinas de descarga eléctrica también se conoce como mecanizado por chispa y electroerosión por penetración. La electroerosión utiliza chispas eléctricas para convertir la materia prima en las formas deseadas. Cuando dos electrodos chocan y crean corriente, el material se secciona en las piezas necesarias. De hecho, los fabricantes pueden aumentar o disminuir fácilmente la distancia entre dos electrodos para reforzar o debilitar el campo eléctrico, respectivamente.

Cortadoras de chorro de agua

Al igual que las electroerosionadoras y las cortadoras de plasma, las cortadoras por chorro de agua también se encargan de realizar trabajos de corte duros, especialmente en metal y granito. La diferencia radica en su agente de corte: como su nombre indica, las cortadoras por chorro de agua emplean agua como agente de corte, que se combina con arena o cualquier sustancia abrasiva para obtener un mejor rendimiento. Las cortadoras por chorro de agua son especialmente importantes para materiales que no toleran el calor, como la minería y la industria aeroespacial. Son necesarias para tallar y cortar materiales de forma que no se produzca ningún cambio en sus propiedades intrínsecas.

Tipos de sistemas de mecanizado CNC

El mecanizado CNC funciona en lenguaje de código G, cuyo principal objetivo es maximizar el control del comportamiento de las máquinas correspondientes, como el avance, la coordinación y la velocidad.

En la práctica, es bastante fácil preprogramar la posición y la velocidad de las máquinas herramienta CNC mediante software en ciclos repetitivos con la mínima supervisión humana. Los fabricantes sólo tienen que desarrollar diagramas CAD en 2D o 3D y convertirlos en códigos informáticos para que sean legibles para los sistemas CNC.

Este tipo de mecanizado es especialmente útil para la fabricación de plásticos y metales. Solo se trata de elegir la programación CNC adecuada en función de los siguientes detalles:

Sistema de mecanizado de bucle abierto o cerrado

Es muy importante garantizar el control de posición mediante sistemas de bucle abierto o cerrado. En los lazos abiertos, las señales fluyen en una dirección, es decir, entre el motor y el controlador CNC, mientras que en los lazos cerrados, es bastante fácil recibir realimentación desde cualquier dirección. Esta eficacia facilita a los fabricantes y al sistema de mecanizado minimizar el mayor número posible de errores, especialmente de posicionamiento y velocidad.

Aquí, el hecho digno de mención es que las operaciones se llevan a cabo en dos ejes, es decir, X e Y. Las herramientas, en función, emplean servomotores o motores paso a paso para replicar los movimientos según lo dirigido por el código G. Para movimientos limitados de máquinas CNC con una velocidad y fuerza mínimas, los sistemas de bucle abierto son ideales, mientras que los de bucle cerrado funcionan bien para fines industriales. Los sistemas de bucle cerrado garantizan una mayor precisión, velocidad y consistencia para realizar trabajos pesados como la metalurgia.

Mecanizado CNC automatizado

La tecnología emergente ha hecho posible maximizar la producción mediante software preprogramado. Hoy en día, los fabricantes no necesitan contratar una enorme mano de obra para llevar a cabo las operaciones. Los protocolos CNC permiten a los fabricantes iniciar la producción automatizada mediante diseños CAD. Las dimensiones se mencionan claramente en estos diagramas, que se introducen con CAD o software avanzado de diseño asistido por ordenador. A continuación, los diagramas se convierten eficazmente en productos acabados con la ayuda de CAM o software de fabricación asistida por ordenador.

A veces, la fabricación puede requerir el uso de máquinas herramienta como cortadoras o taladradoras para evitar cualquier tipo de compromiso en la calidad de los productos. Los fabricantes pueden utilizar equipos con múltiples funciones de mecanizado CNC o instalar varias máquinas junto con manos robóticas que se encarguen de las operaciones. Para ello, se necesitaría un programa independiente que dirigiera a los robots para trasladar las piezas de un lugar a otro.

Diferentes procesos de mecanizado CNC

En función de los requisitos industriales, los fabricantes de CNC han descubierto múltiples procesos en los que el mecanizado CNC funciona de forma diferente y eficaz. Veamos algunos de ellos:

Torneado CNC

Los tornos CNC se utilizan en el torneado CNC para moldear plásticos y metales en los tamaños y formas deseados. Estos tornos han demostrado sus efectos en la producción de piezas de torneado CNC robustas que prometen una alta precisión para industrias como la de dispositivos médicos, automoción, electrónica, aeroespacial, etc.

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Fresado CNC

El fresado CNC se refiere al proceso de cortar un gran bloque de metal o plástico en pequeñas piezas con diferentes geometrías. Este proceso sustractivo funciona con máquinas de 3, 4 y 5 ejes para producir piezas con una tolerancia de 0,01 mm. Los fabricantes sólo tienen que recordar una regla: a mayor número de ejes, mayor capacidad para conseguir ángulos de corte y piezas complejas. Desde la creación de prototipos hasta los productos personalizados, deben elegir la fresadora CNC adecuada para obtener productos de alta calidad y precisión.

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Corte por hilo y electroerosión

Este tipo de proceso de corte CNC utiliza hilos de molibdeno, cobre o grafito para obtener las esquinas afiladas deseadas, rebajes e incluso la eliminación de materiales de desecho de las piezas. De hecho, las máquinas de electroerosión se utilizan mucho para el mecanizado rápido y el moldeo. Se dividen a su vez en las siguientes categorías:

• Rough Cut (Primera pasada): Conocida por trabajar en superficies más rugosas para lograr diseños específicos, la EDM de corte rugoso se enorgullece de ofrecer una tolerancia de 0,002 (+/-). Con una precisión de 90% en la primera pasada, el nivel de tolerancia es ideal para cumplir los requisitos de acabado de superficies.
• Corte de acabado (segunda pasada): Para obtener mejores resultados, el corte de acabado surge como un proceso de segundo paso con una tolerancia de hasta 0,0005 (+/-). También se espera un acabado superficial de 72 µin, cuya diferencia es indistinguible a simple vista.
• Detalles granulares (tercer pase): Este método es ideal para conseguir los acabados más finos y los cortes de alambre más delicados para aplicaciones sensibles como piezas aeroespaciales y de dispositivos médicos. Este proceso de 3 pasos ayuda a los fabricantes a reducir el acabado a 35 µpulg. para crear productos excepcionales.

Rectificado CNC

Para trabajar con superficies planas o piezas redondas, el rectificado CNC ha resultado ser la elección perfecta. Además, la tolerancia para este tipo de productos es de 0,005 mm (+/-), en función de la demanda de producción.

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Mecanizado suizo

Para piezas complejas o finas, los fabricantes deben elegir el mecanizado suizo por su eficacia de corte. El proceso puede cortar fácilmente material de espacios estrechos y cerca del soporte para evitar distorsiones.

El mecanizado suizo puede encargarse de todo el proceso, desde la creación de prototipos hasta la producción en serie de materiales plásticos y metálicos. Los productos así desarrollados prometen la funcionalidad deseada durante más tiempo.

Fresado CNC

El fresado CNC funciona en materiales blandos como EVA, espuma EPS e incluso madera, junto con algunas piezas metálicas o de plástico. Las máquinas pueden crear productos con tolerancias estrechas y bordes afilados.

Multiejes en el mecanizado CNC

La industrialización ha supuesto un enorme cambio en las técnicas, métodos y procesos de mecanizado CNC. La aplicación del mecanizado CNC multieje ha simplificado la creación de formas afiladas y complejas a lo largo de características intrincadas y una precisión de fabricación asombrosa.

Denominado mecanizado CNC multieje, este moderno sistema de mecanizado permite a los fabricantes producir formas complicadas mediante los pasos más sencillos.

A diferencia del mecanizado tradicional en los ejes X, Y y Z, este concepto multiaxial se enorgullece de colocar más ejes en la pieza o la herramienta, lo que permite el movimiento en varios ejes. Permite a los fabricantes realizar diseños modernos y elegantes que no son posibles con las técnicas de mecanizado simples.

El mecanizado multiaxial CNC se divide en las siguientes categorías, que tienen importancia en función de sus aplicaciones:

Mecanizado CNC de 3 ejes

El mecanizado en 3 ejes es un proceso típico que gira en torno a tres mecanismos. Comienza con el husillo arriba y abajo, seguido del movimiento lateral y de vaivén.

El mecanizado en 3 ejes se centra en tres ejes X, Y y Z que funcionan según los principios de corte clásicos para cortar piezas uniformes. Sin embargo, no funciona en secciones de difícil acceso y las máquinas tienen que trabajar varias veces en una misma pieza, lo que a la larga disminuye la productividad y la eficiencia.

Mecanizado CNC de 4 ejes

Teniendo en cuenta las limitaciones del mecanizado en 3 ejes, el mecanizado en 4 y 5 ejes puede ser un gran sustituto.

Aunque el mecanizado CNC de 4 ejes sigue el mismo mecanismo, implica un eje adicional que facilita un poco el trabajo. Durante el trabajo, el husillo se desplaza en tres ejes -hacia delante y hacia atrás, de lado a lado y de arriba a abajo- manteniendo la pieza inmóvil.

En el mecanizado de 4 ejes, el husillo se desplaza a lo largo del eje A (o eje X) para hacer frente a situaciones como recortes o taladrado de agujeros. Este eje adicional también aumenta la precisión y la eficacia de la producción.

Mecanizado CNC de 5 ejes

Con 2 ejes adicionales, esta versión de mecanizado CNC de 3 ejes promete un rendimiento y una satisfacción increíbles.

En el sistema de mecanizado de 5 ejes, la herramienta de corte y el husillo trabajan en tres ejes, mientras que hay más rotaciones en el eje Z (también llamado eje C), el eje Y (eje B) y el eje X (eje A). El sistema puede utilizar cualquiera de los dos ejes de rotación en función de sus necesidades.

El mecanizado en 5 ejes se divide a su vez en:

Mecanizado CNC de 3 + 2 ejes

Conocido como el subtipo de mecanizado de 5 ejes, el mecanizado de 3 + 2 ejes se sitúa entre el de 5 ejes y el de 3 ejes, lo que lo convierte en un método de fabricación muy eficaz y beneficioso. A veces, también se denomina mecanizado posicional de 5 ejes.

Lo mejor del mecanizado en 3+2 ejes es que no cambia la posición de la herramienta con la rotación de la mesa o el husillo. Como resultado, la herramienta de corte no corta perfectamente y ayuda a conseguir formas complicadas e irregulares.

Mecanizado CNC de 4 + 1 ejes

En esta configuración de mecanizado de 5 ejes, los ejes estacionarios están en funcionamiento, es decir, los sustratos de un eje en una posición fija. El mecanizado de 4+1 ejes es la forma más sencilla de mecanizado de 5 ejes, ya que emplea 1 eje de rotación y 3 ejes de traslación.

El hecho digno de mención es que los fabricantes no pueden determinar fácilmente el ángulo de la superficie debido a la estabilidad del movimiento. Este mecanizado dependiente de la superficie reduce la velocidad y la eficacia, por lo que tiene aplicaciones limitadas para formas cilíndricas.

Mecanizado CNC simultáneo en 5 ejes

En este sistema de mecanizado dependiente de la superficie, la herramienta de corte se coloca sobre el sustrato y permite que la herramienta de corte se mueva en 3 ejes primarios. Por otra parte, la pieza de trabajo también gira a lo largo de 3 ejes de rotación, lo que permite a las herramientas de fresado o corte cortar a través de zonas de difícil acceso.

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Materiales utilizados en el mecanizado CNC

La industria del mecanizado CNC se ha convertido en uno de los campos más versátiles para demostrar creatividad e innovación. Permite a los fabricantes trabajar con más de 150 tipos de plástico y metal para satisfacer las necesidades de sus clientes.

mateirals	Descripción
Cobre	El cobre ofrece una excepcional conductividad eléctrica y térmica, además de plasticidad. De hecho, es resistente a la corrosión, dúctil y fácil de soldar.
Aluminio	El aluminio es un metal dúctil por su increíble relación resistencia-peso. Los fabricantes pueden elegir cualquier tipo de trabajo.
Acero inoxidable	Debido a su baja formación de carbono, el acero inoxidable es un buen material para aplicaciones industriales. Además, contiene cromo 10%.
Plásticos	Gracias a su asequibilidad, mayor rapidez de mecanizado y gran variedad de opciones, los fabricantes de CNC pueden fabricar una enorme variedad de productos con plásticos.
Titanio	El titanio es conocido por su resistencia a la corrosión, su capacidad para tolerar temperaturas extremas y las reacciones químicas. El secreto reside en su increíble relación resistencia-peso.
Latón	El latón se utiliza sobre todo por su baja fricción, su aspecto de latón dorado y su conductividad eléctrica.

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¿Por qué elegir el mecanizado CNC? Principales ventajas

El mecanizado de precisión CNC puede costar un poco más que los métodos de mecanizado tradicionales. Sin embargo, a largo plazo, las ventajas que ofrece el proceso hacen que merezca la pena la importante inversión.

Alta precisión

Las tolerancias estrechas son una indicación directa de que el producto final fabricado mediante mecanizado de precisión será muy exacto. Por lo general, el mecanizado de precisión se realiza en piezas que deben interrelacionarse con otras. Por lo tanto, una alta precisión es esencial para que estas piezas específicas funcionen perfectamente en una fase posterior.

Alta repetibilidad

El concepto de repetibilidad es una de las piedras angulares de la fabricación moderna. Cada pieza fabricada mediante un proceso determinado tiene un aspecto similar a otras piezas para el usuario final. Cualquier desviación de esta réplica suele considerarse un defecto. El mecanizado de precisión resulta atractivo en este sentido. Mediante el mecanizado CNC de alta precisión, es posible hacer que cada pieza sea idéntica al original con desviaciones insignificantes.

Bajos costes de producción

Al no haber desviaciones con el mecanizado de precisión, se producen menos piezas defectuosas. Como resultado, el proceso puede reducir significativamente la tasa de piezas desechadas. En consecuencia, los costes de material son bajos. Además, los procesos automatizados de fabricación asistida por ordenador pueden reducir los costes de mano de obra. La reducción combinada de los costes de mano de obra y de material significa que el mecanizado CNC es menos costoso de producir que cualquier otra alternativa.

Velocidad y eficacia

El mecanizado de precisión implica robótica de alta velocidad que puede crear piezas más rápido que la fabricación manual en un torno tradicional. Además, estas piezas se acaban con gran precisión y tolerancias estrechas, por lo que no es necesario un mecanizado secundario. Esto reduce el tiempo de producción y aumenta la productividad y la eficacia en el taller.

Capacidades de mecanizado complejo

Las máquinas CNC pueden realizar operaciones de mecanizado complejas, como fresado de superficies en 3D, corte helicoidal y mecanizado simultáneo en varios ejes. Pueden controlar con precisión el movimiento de herramientas y piezas de trabajo según programas escritos previamente, lo que permite mecanizar formas y estructuras complejas.

Seguridad

Las máquinas CNC sustituyen la mano de obra humana por controles numéricos informatizados y eliminan el factor de riesgo de error humano implicado en el proceso de corte, reduciendo en gran medida los peligros potenciales a los que se enfrentan los trabajadores al utilizar la máquina. Los trabajadores también pueden pasar a ocupar puestos que requieren una gran destreza, como las operaciones de diseño CNC.

Reducir los errores humanos

Dado que el funcionamiento de las máquinas herramienta CNC está controlado por ordenadores, se reduce el impacto de los factores humanos en la calidad del mecanizado. Los errores humanos, como la fatiga, el funcionamiento inconsistente y el juicio, a menudo conducen a malos resultados de mecanizado. El uso de una máquina herramienta CNC reduce estos errores y mejora la consistencia y precisión del mecanizado.

Gran flexibilidad

Las máquinas CNC pueden adaptarse a diferentes necesidades de mecanizado cambiando los programas preescritos. Esta flexibilidad permite mecanizar muchas piezas diferentes en la misma máquina sin necesidad de realizar grandes cambios o ajustes en los equipos.

Aplicaciones del mecanizado CNC

¿Qué tipos de piezas pueden mecanizarse con el mecanizado CNC, tan ampliamente utilizado? Sus principales piezas de trabajo se dividen en cinco categorías: piezas tipo caja, superficies complejas, componentes de forma irregular, piezas tipo disco/manguito/placa y operaciones especiales de procesamiento.

1. Piezas tipo caja

Las piezas tipo caja se refieren generalmente a componentes con múltiples sistemas de perforación, cavidades internas y relaciones definidas entre longitud/anchura/altura.

Estas piezas se utilizan ampliamente en máquinas-herramienta, automóviles, fabricación aeronáutica y otras industrias. Requieren el mecanizado en varias estaciones de sistemas de taladros y planos con tolerancias elevadas, especialmente un estricto dimensionado y tolerado geométrico (GD&T).

Cuando se mecanizan más estaciones de trabajo, o cuando es necesario girar la mesa de mecanizado varias veces para completar el ángulo de las piezas, generalmente se eligen los centros de mecanizado de mandrinado/fresado horizontales.

Cuando hay menos estaciones que mecanizar y la envergadura no es grande, se puede optar por un centro de mecanizado vertical (CMV) para mecanizar desde un extremo.

2. Superficies complejas

Las superficies complejas ocupan un lugar especialmente importante en la industria de fabricación de maquinaria, sobre todo en la industria aeroespacial.

En particular, las superficies complejas son difíciles o incluso imposibles de conseguir con los métodos de mecanizado ordinarios. El método tradicional consiste en utilizar fundición de precisión, y cabe imaginar que su precisión es baja.

Las piezas de superficie compleja más comunes son diversos impulsores, turbinas eólicas, superficies esféricas, moldes de conformado curvo, hélices y propulsores, así como algunas otras superficies de forma libre.

Subtipos clave:

Levas y mecanismos de levas

Como elementos básicos de almacenamiento y transmisión de información mecánica, las levas y los mecanismos de levas se utilizan ampliamente en diversas máquinas automáticas. A la hora de procesar estas piezas, se pueden elegir centros de mecanizado simultáneo de 3, 4 o 5 ejes en función de la complejidad.

Impulsores integrales

Piezas como los rodetes integrales se utilizan a menudo en compresores para motores aeronáuticos, expansores para equipos generadores de oxígeno, compresores de aire monotornillo, etc. El mecanizado de tales perfiles sólo puede realizarse con un centro de mecanizado de cuatro ejes o más simultáneos. Para tal perfil, se puede utilizar más de cuatro ejes de vinculación del centro de mecanizado para completar.

Moldes

Moldes como moldes de inyección, moldes de caucho, moldes de espumado al vacío, moldes de fundición a presión, etc.

Superficies esféricas

Las superficies esféricas pueden fresarse en centros de mecanizado. El fresado en 3 ejes se limita a una aproximación ineficiente con fresas de punta esférica, mientras que el fresado en 5 ejes permite un mecanizado envolvente eficiente utilizando fresas de punta plana para aproximarse al perfil esférico.

Cuando se mecanizan superficies complejas con centros de mecanizado, la carga de trabajo de programación es grande y la mayoría de ellos necesitan tecnología de programación automática.

03. Componentes de forma irregular

Los componentes de forma irregular son piezas con formas irregulares, la mayoría de las cuales requieren una mezcla de mecanizado de puntos, líneas y superficies.

Estas piezas suelen ser menos rígidas. Son fáciles de deformar y difíciles de controlar en el proceso de sujeción, y es difícil garantizar la precisión del mecanizado. Incluso en algunos casos concretos, las piezas mecanizadas con máquinas herramienta ordinarias son difíciles de completar.

Cuando se mecanizan componentes de forma irregular con centros de mecanizado, deben utilizarse medidas de proceso razonables. Por ejemplo, optimice los procesos utilizando configuraciones simples/dobles en los centros de mecanizado para aprovechar sus capacidades híbridas multioperación.

04. Piezas de disco/manguito/placa

Las piezas de tipo disco, manguito y placa se refieren a componentes de disco/manguito o eje con chaveteros, orificios radiales o patrones de orificios distribuidos en los extremos y superficies curvas. Algunos ejemplos son los manguitos de eje con brida, los ejes con chaveteros o extremos cuadrados, así como las piezas de placa que requieren un mecanizado de orificios extenso, como diversas cubiertas de motor. Las piezas tipo disco con patrones de orificios en los extremos y superficies curvas se recomiendan para centros de mecanizado verticales, mientras que las piezas con orificios radiales pueden utilizarse en centros de mecanizado horizontales.

05. Tratamiento especial

Después de dominar la funcionalidad de los centros de mecanizado, los operarios pueden realizar procesos especializados utilizando los útiles adecuados y herramientas específicas, como el grabado de texto, líneas o patrones en superficies metálicas.

Al equipar el husillo del centro de mecanizado con una fuente de alimentación de EDM de alta frecuencia, se puede realizar el enfriamiento superficial de barrido lineal en superficies metálicas.

Equipar el centro de mecanizado con un cabezal de rectificado de alta velocidad permite rectificar engranajes cónicos evolventes de módulo pequeño, así como diversas curvas y superficies.

Normas y tolerancias de mecanizado CNC

Cuando se trata de obtener servicios de mecanizado de precisión, es necesario comprender la importancia de las normas de mecanizado CNC y sus tolerancias. Para las mediciones lineales y angulares de las piezas de trabajo, ISO 2768-1, mientras que para la rugosidad superficial, es ISO 2768-2. Los fabricantes sólo tienen que estar seguros de las tolerancias requeridas para obtener resultados fiables y precisos.

A continuación se muestra la tabla de tolerancias de mecanizado CNC que representa las variaciones dimensionales para el proceso de mecanizado. Permite a los ingenieros y maquinistas hacerse una idea clara de las limitaciones aceptables en parámetros como acabados superficiales, características geométricas y dimensiones. ^[1].

Gama de dimensiones lineales (mm)	F (multa)	M (Medio)	C (Grueso)	V (Muy gruesa)
0,5 hasta 3	+/- 0.05	+/- 0.1	+/- 0.2	–
Más de 3 hasta 6	+/- 0.05	+/- 0.1	+/- 0.3	+/- 0.5
Más de 6 hasta 30	+/- 0.1	+/- 0.2	+/- 0.5	+ 1.0
Más de 30 hasta 120	+/- 0.15	+/- 0.3	+ 0.8	+ 1.5
Más de 120 hasta 400	+ 0.2	+ 0.5	+ 1.2	+ 2.5
Más de 400 hasta 1000	–	+ 0.8	+ 2.0	+ 4.0
Más de 1000 hasta 2000	+ 0.5	+ 1.2	+ 3.0	+ 6.0
Más de 2000 hasta 4000	–	+ 2.0	+ 4.0	+ 8.0

Tolerancia unilateral

Como su nombre indica, las tolerancias unilaterales son admisibles en una sola dirección. Puede ser de posición o negativa. Por ejemplo, una tolerancia unilateral de 0,00 / - 0,07 mm describe que el producto puede estar por debajo de 0,07 mm, pero no debe superar las dimensiones especificadas.

En la práctica, la tolerancia unilateral se aplica a los diseños de proyectos que implican el encaje de varias piezas. De este modo, las medidas se mantienen siempre iguales para que cada pieza pueda encajar como se requiere.

Tolerancias bilaterales

En la tolerancia bilateral, la diferencia respecto a las dimensiones exteriores requeridas puede ser cualquiera, es decir, positiva o negativa, lo que permite que la pieza sea más pequeña o más grande que las medidas. Por ejemplo, si la tolerancia bilateral es +/- 0,06 mm, significa que la pieza fabricada puede ser más larga o más corta en 0,6 mm. ^[2].

Dimensionamiento geométrico y tolerancia

Es más precisa y exhaustiva que otras tolerancias de mecanizado. GD&T tiene en cuenta tanto las medidas especificadas como la desviación razonable. Además, destaca el dimensionamiento geométrico y las tolerancias para garantizar una producción más fluida.

Es conocido por ser un sistema de tolerancia de mecanizado más avanzado y complicado que el mecanizado típico, que pone de relieve las medidas y las desviaciones adecuadas. Además, GD&T describe las características geométricas de los componentes de mecanizado, como la posición real, los niveles de planitud y la centricidad. El dimensionado geométrico y la tolerancia permiten a los fabricantes especificar el diámetro según las medidas deseadas.

Consejos: Más información sobre la guía completa de "Dimensionamiento geométrico y tolerancias".

Tolerancia unilateral

Como su nombre indica, las medidas pueden ser mayores o menores a la vez. Por ejemplo, una tolerancia de +/-0,06 mm indica que el tamaño de la pieza fabricada sólo puede ser inferior. Sirve específicamente para piezas que tienen que encajar en otros componentes para que la máquina sea útil.

Tolerancia límite

En la tolerancia límite, los valores múltiples siempre caen dentro de un rango determinado para que la pieza sea útil. Por ejemplo, cuando el rango es 13 ~ 13,5, las mediciones deben caer dentro de los límites superior (13) e inferior (13,5).

Consejos: Haga clic para hacer una comprensión completa para "Tolerancias de mecanizado CNC“.

¿Cómo elegir el proveedor de mecanizado CNC adecuado?

Seleccione un fabricante con amplia experiencia y conocimientos técnicos. El mecanizado de piezas de precisión exige habilidades y conocimientos avanzados. Sólo los fabricantes que poseen la experiencia necesaria pueden ofrecer productos de alta calidad. Evalúe su experiencia y capacidades de mecanizado a través de su sitio web o consultando directamente a los representantes de ventas.

Elija un fabricante equipado con maquinaria moderna y capacidad de procesamiento eficaz. Los equipos y procesos más modernos son esenciales para el mecanizado de precisión. La configuración completa de los equipos garantiza la precisión y estabilidad del producto, mientras que la capacidad de producción eficiente garantiza la entrega puntual.

Dar prioridad a los fabricantes que aplican sistemas y normas de gestión de la calidad. Un estricto control de calidad es fundamental para el cumplimiento de las normas de mecanizado de precisión. Opte por fabricantes con certificación ISO o acreditaciones similares, ya que una garantía de calidad sólida fomenta el ahorro de tiempo a largo plazo.

Seleccione un fabricante que ofrezca rentabilidad. A pesar de ser un sector con un uso intensivo de tecnología, el precio sigue siendo un factor clave. Obtenga presupuestos de varios fabricantes y compare no solo los costes, sino también los servicios incluidos y la asistencia posventa.

Consejos: Haga clic para saber más sobre "Costes de mecanizado CNC". También le puede interesar calificado "Servicios de mecanizado CNC“.

Preguntas más frecuentes (FAQ)

Referencias

[1] JLCCNC. (s.f.). Normas de tolerancia ISO 2768 para el mecanizado CNC. Obtenido de JLCCNC.com: https://jlccnc.com/help/article/ISO-2768-Tolerance-Standards-for-CNC-Machining

[2] Lynch, M. (1997, 4 de enero). Concepto clave de CNC nº 1 - Fundamentos del control numérico por ordenador. Taller mecánico moderno. https://www.mmsonline.com/articles/key-cnc-concept-1the-fundamentals-of-cnc