Mecanizado de piezas grandes:comprensión de los problemas y soluciones

Al comienzo de la revolución digital, la gente pensó que las computadoras y los robots expulsarían a los humanos del lugar de trabajo, haciendo su trabajo más rápido y más barato. En cambio, hemos descubierto que la creatividad y el ingenio humanos son componentes esenciales e insustituibles para la resolución de problemas. Si bien las computadoras pueden completar tareas basadas en reglas de manera rápida y eficiente, aún se necesitan trabajadores humanos experimentados e ingeniosos para pensar fuera de la caja.

Un gran ejemplo de esto proviene del mecanizado de piezas grandes. Una máquina CNC puede completar piezas pequeñas y simples con una supervisión mínima, pero necesita la ayuda de maquinistas experimentados para manejar operaciones más desafiantes. Cuando la pieza de trabajo es demasiado grande para el gabinete o necesita soportes adicionales para evitar la distorsión, un taller de maquinaria creativo a menudo puede encontrar alternativas para completar el trabajo de formas inesperadas.

Este artículo presenta algunos desafíos comunes para el mecanizado de piezas grandes y algunas posibles soluciones utilizadas por los talleres de mecanizado ingeniosos.

4 problemas comunes al mecanizar piezas grandes

#1:el área de trabajo no es lo suficientemente grande

El rango de movimiento del equipo no puede alcanzar todo lo que se necesita mecanizar. O la pieza es demasiado grande o las capacidades de la máquina son demasiado pequeñas.

Soluciones:

• Trabajar en segmentos . Mecanice todo en un área, luego vuelva a colocar la pieza de trabajo para que se pueda acceder a una nueva área. Incluso se pueden usar plantillas y soportes personalizados para hacer que el deslizamiento o la rotación de la pieza de trabajo sea más fácil y preciso.
• Usar maquinaria diferente . Los talleres mecánicos tienen una amplia gama de equipos para completar operaciones especializadas. En algunos casos, todo lo que se necesita es hacer el trabajo usando diferentes máquinas con diferentes capacidades.

#2 – Demasiado grande para el recinto

La pieza de trabajo es demasiado alta, demasiado larga, demasiado ancha o demasiado voluminosa. Tal vez no haya suficiente espacio debajo del cabezal de la herramienta, o la pieza de trabajo sea demasiado larga para caber dentro de las barricadas de la máquina. Quizás la pieza de trabajo pesada exceda la capacidad de peso del equipo.

Solución:

• Divídelo . Si bien no es posible en todos los casos, algunas partes se pueden dividir en piezas más pequeñas. Las operaciones pueden incluso completarse simultáneamente en diferentes máquinas para acelerar los tiempos de procesamiento. Esto se aborda mejor durante la fase de diseño de la pieza.
• Alterar la maquinaria . ¿Se puede reemplazar el cabezal de herramientas por uno más corto para proporcionar más espacio libre? ¿Se pueden eliminar las barreras para permitir que las partes se extiendan más allá de los límites normales? Este enfoque puede ampliar las capacidades del equipo, pero se necesita una planificación adicional para evitar daños al equipo y las piezas. Considere el uso de herramientas CAD para identificar problemas de antemano. También pueden ser necesarias precauciones adicionales para garantizar la seguridad de los trabajadores.
• Introducir apoyos externos . Si la pieza está desequilibrada, puede causar problemas de tolerancia. Si la pieza supera la capacidad de peso del equipo, también podría dañar el equipo o presentar un peligro para la seguridad. Los soportes adicionales pueden aliviar la carga de la maquinaria y estabilizar la pieza de trabajo.

#3 – No cumple con las tolerancias de diseño

Después del mecanizado, la pieza no cumplió con los requisitos de calidad para el mecanizado de precisión. Quizás los trabajadores no reposicionaron correctamente la pieza de trabajo entre operaciones, o las piezas mecanizadas por separado no se alinean. Tal vez la parte grande e incómoda fue difícil de asegurar y se desplazó durante las operaciones de mecanizado.

Solución:

• Tómatelo con calma . Dedique más tiempo a la planificación para evitar errores y verifique dos veces para asegurarse de que la pieza de trabajo esté correctamente colocada y asegurada. Si bien esto aumenta los tiempos de proceso, un maquinista experimentado sabe que el costo de la mano de obra y los materiales para el retrabajo no valen la pena por unos minutos ahorrados.
• Use pases de semiacabado . Mecanizar piezas grandes requiere mucho cuidado y paciencia. Particularmente cuando las tolerancias son estrechas, realizar una pasada adicional entre las pasadas de desbaste y acabado puede ayudar a garantizar la precisión y la exactitud.

#4 – Distorsión de características

Cuando se exponen a calor extremo y fuerzas dinámicas, las piezas pueden deformarse y distorsionarse. El alto estrés térmico del mecanizado de piezas grandes puede hacer que el metal se expanda de manera desigual. Si se mecaniza según el diseño mientras está expandido, es probable que esté fuera de las tolerancias una vez que se enfríe. Además, para un torno CNC, una pieza larga y desequilibrada puede tambalearse al flexionarse fuera de posición, lo que da como resultado un perfil distorsionado y una calidad de acabado superficial más pobre.

Solución:

• Plan de expansión . Implemente soportes adicionales debajo de los segmentos vulnerables y asegúrese de que la pieza de trabajo esté equilibrada para garantizar la precisión.
• Gestionar la entrada de calor . Los maquinistas experimentados saben que la expansión térmica es un desafío aún mayor en piezas grandes. El mecanizado de piezas grandes puede requerir que no elimine tanto material en cada pasada para reducir la entrada de calor. También asegúrese de usar el refrigerante correcto y que fluya bien sobre el área de corte.

Hacer frente al desafío del mecanizado de piezas grandes

El mecanizado de piezas grandes es sin duda un reto. Los impactos de los errores y las imprecisiones se magnifican, lo que los hace mucho más costosos de remediar de lo que sería para piezas más pequeñas. Y al menos por el momento, las computadoras y los robots por sí solos no pueden hacer frente a los desafíos matizados de las piezas de trabajo de gran tamaño.

Mecanizar piezas grandes requiere paciencia y una planificación cuidadosa que puede que no valga la pena correr el riesgo para algunos talleres mecánicos. Pero también presenta una oportunidad para que los talleres mecánicos de primer nivel muestren su experiencia e ingenio.

Gensun tiene la capacidad de manejar piezas con una amplia variedad de formas, tamaños y materiales. Consulte nuestra página de Servicios de mecanizado CNC para ver todo lo que tenemos para ofrecer.