Cómo la ingeniería de precisión CNC realiza sus tareas

Publicado el 12 de marzo de 2019| Por Candy, directora de proyectos de WayKen

La mayoría de las industrias CNC modernas se basan en piezas procesadas con las tolerancias más estrictas con un acabado de superficie similar a un espejo y alta confiabilidad. Todo eso hace que los productos modernos sean robustos, eficientes y competitivos. Todo eso hace avanzar el progreso industrial. Sin embargo, esas partes no se van a producir solas. Tenemos que agradecer a la ingeniería de precisión CNC por todas las piezas de alta calidad que nos permiten conducir automóviles, volar a diferentes continentes y sentarnos aquí a leer este texto. La fabricación de piezas precisas es una tarea agotadora que implica una serie de etapas en las industrias de fabricación de prototipos.

Desarrollo de Diseño de Piezas Precisas

Hay una lucha constante entre los diseñadores y los ingenieros mecánicos con respecto a la precisión de las piezas desarrolladas. Los diseñadores abordan los problemas que encuentran desde un punto de vista teórico e idealmente les gustaría que cada parte de la máquina tuviera la precisión perfecta, lo más cerca posible de una geometría ideal. Sin embargo, si fuéramos y fabricáramos las cosas como les gustaría a los diseñadores, todo costaría una cantidad insuperable de dinero con poca eficiencia adicional. Por cierto, se podría decir lo mismo sobre la complejidad geométrica.

Por lo tanto, los ingenieros de fabricación y los diseñadores luchan. Incluso hay una broma en la que la parte ideal para el ingeniero de fabricación es un tronco de madera, mientras que el diseñador quiere crear un avión. Entonces, el resultado es un producto que cuenta con superficies de alta precisión en lugar de piezas de alta precisión. Esta lucha elimina las características económicamente ineficientes y hace que el producto cueste menos mientras mantiene un excelente rendimiento.

Determinación de las principales tareas tecnológicas

Ahora que hemos determinado que las piezas de alta precisión son en realidad piezas con superficies o grupos de superficies de alta precisión, resulta evidente que el proceso de fabricación se puede dividir en dos etapas. La primera etapa consiste en fabricar la pieza requerida de calidad regular y dejar un exceso de material en las superficies que necesitan la máxima precisión.

La segunda etapa se ocupa únicamente de lograr los requisitos de precisión y rendimiento requeridos (como dureza del material, resistencia a la tracción, parámetros adicionales de acabado superficial). Cada parte plantea una tarea individual separada con su propia combinación de propiedades y antes de diseñar el proceso de fabricación, es vital que se considere la forma en que se pueden abordar esas tareas. Si la pieza tiene muchas superficies precisas que tienen diferentes TI, la segunda etapa del proceso de fabricación puede subdividirse en grupos de TI.

Estrategia de ingeniería CNC

El mecanizado de precisión CNC se realiza principalmente mediante procesamiento abrasivo, ya que produce el mejor resultado. Hay una dureza mínima que debe tener el material para ser molido de manera eficiente, por lo que las piezas generalmente se tratan térmicamente al menos hasta cierto punto. Sin embargo, la mayoría de estas piezas requieren un endurecimiento complejo en varias etapas, por lo que lo que realmente tendrá que preocuparse es cómo restaurar las superficies de base después del tratamiento.

Aparte de eso, los especialistas en ingeniería de precisión CNC de WayKen han desarrollado diferentes estrategias para fabricar diferentes características de las piezas, como orificios estrechos y profundos precisos, planos muy uniformes y suaves o grupos de superficies que requieren un posicionamiento preciso en comparación entre sí.

Por ejemplo, la última tarea se puede lograr mecanizando ambas superficies en una sola configuración o fijando la pieza en una superficie mientras se mecaniza la otra.

Cómo cumplir con los requisitos de rendimiento

Muchas piezas de alta calidad tienen requisitos específicos. Por ejemplo, los engranajes deben tener superficies muy duras mientras retienen la masa blanda del material. Eso se hace mediante el endurecimiento de la superficie. Otras partes requieren el uso de carbono o nitrógeno junto con un tratamiento térmico para lograr la dureza requerida. Hay partes que necesitan ser recubiertas y la capa de recubrimiento es tan fina como para administrar iones o átomos separados. Y todos los métodos son bastante complejos, necesitan sus propios parámetros para cada material y cada característica de dureza o recubrimiento.

¿Cómo resuelves esto? Imagínese, tiene un eje especializado que requiere nitrocarbonización. Nunca ha hecho esto antes e invertir en este método lleva mucho tiempo y es bastante inútil porque puede resultar que nunca lo use después de que se haya terminado el lote. Bueno, he encontrado dos soluciones. Subcontratas. Es posible que haya una máquina o un taller de creación de prototipos que pueda hacer esas operaciones por usted.

El costo por pieza será mayor pero en realidad ahorrará en inversiones y contratación de personal. La otra opción es hablar con el diseñador y persuadirlo para que cambie a un material más caro que no requiera un tratamiento tan complejo. La maquinabilidad general del material puede ser menor, pero es posible que aún pueda ahorrar dinero al evitar la adopción de tecnología previamente desconocida.

Medición de alta precisión y control de calidad

Una de las tareas más importantes en la ingeniería de precisión CNC es encontrar formas de comprender realmente si la pieza que ha creado tiene la calidad requerida. No es una tarea trivial porque las piezas de mecanizado CNC de alta precisión suelen tener una tolerancia más estricta que la mayoría de los equipos de medición. ¿Cuáles son las posibles recomendaciones aquí?

1. Evite usar accesorios tanto como sea posible. Cada elemento del sistema de medición genera errores adicionales, por lo que es mejor evitarlos por completo. Las mediciones modernas de alta precisión se realizan con la pieza colocada sobre una placa de piedra muy uniforme (si es posible).
2. La medición óptica es una buena opción. La mayoría de las herramientas de medición se basan en el contacto físico para medir la tolerancia o el acabado superficial. Sin embargo, las piezas en contacto se desgastan y pierden precisión. Las herramientas de medición óptica no lo hacen y, además, ningún agente no deseado puede interferir cuando la herramienta y la pieza se tocan.
3. Si no hay forma de determinar la precisión de la pieza, pruébela. Esa es la única forma en que puede determinar si las calificaciones de rendimiento de la pieza son suficientes. También puede medir los requisitos de la pieza de forma indirecta. Por ejemplo, los ejes de alta velocidad de revoluciones, como los que se utilizan en las herramientas de molienda y los equipos de mezcla de medicamentos, requieren un descentramiento radial IT4 o inferior, que es prácticamente imposible de medir. Por lo tanto, simplemente se instalan en cojinetes aerodinámicos y se prueban. Si la temperatura de trabajo del eje está dentro de los límites, significa que el descentramiento es lo suficientemente pequeño.

Wayken:socio confiable en ingeniería de precisión CNC para usted

En WayKen, siempre nos dedicamos a convertirnos en un productor líder de servicios de mecanizado de precisión en las industrias de fabricación rápida, que cubren la creación de prototipos CNC de precisión, las herramientas de troqueles de precisión y las piezas de aluminio de precisión, etc. Poseemos máquinas CNC avanzadas de 5 ejes con tecnología de punta. , lo que nos permite concentrar nuestros esfuerzos en producir piezas de precisión superior para cualquier cliente del mundo, con el más alto nivel de calidad y entrega a tiempo, sin importar la complejidad.