8 factores críticos a considerar al seleccionar herramientas CNC

¿Qué necesitas de herramientas CNC?

• Precisión (por supuesto) — La vara de medir definitiva de cada proyecto de mecanizado CNC:la precisión requiere algo más que las capacidades adecuadas
• Rigidez fiable — Una herramienta debe mantener su forma, permanecer estable y resistir la flexión o la vibración durante las operaciones de corte
• Durabilidad sólida — Obtener valor de larga duración de una herramienta es una medida de control de costos que afecta el resultado final, lo que hace que la durabilidad sea un indicador clave de rendimiento importante
• Fácil instalación/ajuste — Poder cambiar y ajustar fácilmente las herramientas no solo es eficiente, sino que también mejora la vida del operador del CNC

Cómo quieres que funcione una herramienta es sencillo. El desafío para muchos ingenieros de talleres de mecanizado CNC es seleccionar la herramienta adecuada para garantizar que el trabajo se realice correctamente.

De la lista anterior, rendimiento La calidad de la herramienta es vital, pero no es lo único a considerar. La experiencia de su taller de mecanizado CNC juega un papel importante. Y costo También es un factor importante, que abordaremos a continuación.

Al seleccionar herramientas CNC, los ingenieros deben considerar:

1. Material y características de la pieza de trabajo
2. Volumen de producción
3. Posibilidades de combinación
4. Capacidad de la máquina
5. Material de herramientas
6. Selección del fabricante de herramientas
7. Planificación
8. Experiencia de la Tienda

1. Material y características de la pieza de trabajo

El material de la pieza de trabajo conduce selección de herramientas. Por ejemplo, un taller puede mecanizar principalmente piezas fundidas de aluminio, hierro dúctil y hierro gris (que describe Stecker Machine), por lo que probablemente existan herramientas de corte de metal de mecanizado CNC favoritas para cada material. Los ingenieros eligen herramientas estandarizadas probadas En primer lugar, ayudar a reducir el riesgo, el inventario y los costos.

Se requieren herramientas CNC (taladros, fresas, machos de roscar) para mecanizar diferentes funciones, y existen herramientas estándar para cada tipo de herramienta y material. Nuevamente usando a Stecker como ejemplo, tenemos tres fresas escuadradas estándar diferentes de 90°, una para mecanizar aluminio, otra para hierro dúctil y otra para hierro gris. De estos materiales, el aluminio tiene la mayor maquinabilidad , por lo que las herramientas de aluminio tienen una mayor superficie de pies por minuto (SFM), para que puedan ejecutarse más rápido.

2. Volumen de producción 

Herramientas de corte de alta gama especializadas Por lo general, se seleccionan para proyectos de gran volumen, mientras que los trabajos de bajo volumen utilizan más herramientas de nivel económico. Todo se reduce a economía de escala , y el coste de las herramientas de alta gama y con características específicas se justifica por la gran cantidad de piezas que se fabricarán con esa herramienta.

Como gran parte de la fabricación, el mecanizado CNC es un proceso centrado en la producción. negocio, y los centros de mecanizado desempeñan un papel importante en la eficiencia de un taller mecánico.

3. Posibilidades combinadas

Las herramientas con múltiples funciones pueden suponer un enorme ahorro de costes y mano de obra en el mecanizado CNC. Si se pueden completar varias tareas (tres, cuatro o más) con una sola herramienta, aumenta el tiempo del ciclo y al mismo tiempo reduce el tiempo necesario para cambiar las herramientas.

Por ejemplo, cuando se diseña correctamente, una herramienta combinada insertable puede perforar y biselar posiblemente de tres maneras diferentes, realizando el trabajo en una sola pasada con una sola herramienta, en lugar de seis herramientas (y seis pasadas). Sí, esa herramienta de múltiples funciones personalizada Puede costar más de $3000, pero los ahorros se acumulan rápidamente para compensar los costos, especialmente en un proyecto de gran volumen.

4. Capacidad de la máquina

La mayoría de las herramientas CNC se pueden utilizar en la mayoría de las máquinas CNC. Eso no siempre significa que esas máquinas sean las más eficientes , sin embargo. Los ingenieros y operadores saben que una máquina con mayor potencia y con un cono más grande ofrece oportunidades para utilizar herramientas combinadas. (mencionado anteriormente) que puede realizar muchas funciones.

Mientras que las piezas de fundición grandes requieren la ayuda de polipastos para moverlas, las piezas más pequeñas no presentan ese desafío. De hecho, puede haber oportunidades para aumentar la eficiencia diseñando un dispositivo que pueda ejecutar dos o tres piezas pequeñas al mismo tiempo en una máquina más grande. Este es un ejemplo de cuando una máquina grande =una pieza fundida grande no necesariamente es cierta.

Encontrar la mejor eficiencia consiste principalmente en seleccionar la herramienta adecuada para adaptarse a las necesidades del proyecto y a la capacidad y disponibilidad de la máquina para ejecutarlo. Si una máquina puede ejecutar varias piezas al mismo tiempo y el operador cambia tres en lugar de una, eso es una obviedad.

La ejecución de varias piezas en un palé ahorra tiempo reduciendo el número de cambios de paletas y herramientas por pieza. Por ejemplo, ejecutar tres piezas simultáneamente, frente a una, ahorra 1/3 del cambio de herramienta y cambio de palet tiempo por pieza, además aumenta los movimientos rápidos entre las tres piezas en el centro de la máquina.

5. Material de herramienta

La misma herramienta de corte se puede fabricar con muchos materiales diferentes , algunos más duraderos (y caros) que otros.

Carburo sólido es confiable, pero herramientas con punta PCD alcanzar una durabilidad aún mayor. PCD, o diamante policristalino, es la herramienta de corte moderna más dura fabricada mediante la sinterización de partículas de diamante con un aglutinante metálico.

Una herramienta de perforación con punta de PCD tiene aproximadamente 4 veces la vida útil de una herramienta de carburo sólido (2500 piezas frente a 10 000) y puede funcionar un 25 % más rápido , lo que compensa la diferencia de costos entre los dos (alrededor de $180 para el carburo versus $960 para el PCD) y genera ahorros en la producción.

Las herramientas PCD se pueden reequipar varias veces , a diferencia de las herramientas de carburo sólido que pierden diámetro después de algunos reafilados. Los talleres de mecanizado CNC suelen utilizar monitores de corte , la vida útil de la herramienta y operadores experimentados para predecir y prevenir fallas en la herramienta, asegurando un corte adecuado.

Una alternativa económica El carburo sólido es un cuerpo de herramienta de acero con insertos de carburo soldados, lo que reduce los costos hasta en un 75%. Otras opciones incluyen herramientas de acero de alta velocidad y herramientas con punta de carburo , preferido por los talleres de mecanizado CNC más pequeños por su rentabilidad.

6. Selección del fabricante de herramientas

Como cualquier asociación con proveedores, un fabricante de herramientas y un taller de máquinas CNC prosperan gracias a la familia . La inversión estratégica de un gran taller en alrededor de siete a ocho fabricantes de herramientas (cada uno de ellos especializado en desafíos específicos como carburo sólido, herramientas combinadas, herramientas con punta de PCD) fomenta la confianza y crea beneficios (mayor poder adquisitivo, proyectos acelerados o voluntad de hacer un esfuerzo adicional para satisfacer a un cliente). Una vez más, cuanto más grande y más experimentado Los talleres CNC tienen la ventaja aquí.

Los ingenieros de los grandes talleres de mecanizado CNC pueden conceptualizar y diseñar más de ¾ de todas las herramientas necesario dentro de esa tienda. Por ejemplo, si el proyecto requiere una herramienta combinada insertable, el ingeniero envía la impresión de la pieza y el modelo al representante del fabricante de herramientas y, juntos, completan el diseño. Esa conexión práctica da como resultado un proyecto general más confiable. Los pequeños talleres de mecanizado CNC deben confiar completamente en su representante fabricante de herramientas para su experiencia en diseño e ingeniería.

7. Planificación

Cuando los ingenieros determinan cómo se completará un nuevo proyecto en el taller, a menudo crean el mejor escenario (mejores herramientas, tiempos de ciclo agresivos, accesorios de alta gama) y luego también

tener un “Plan B” (herramientas menos costosas, máquinas menos potentes, etc.). La tentación es seguir siendo competitivo eligiendo una opción menos costosa, lo que normalmente significa que las herramientas sufren.

El error en esa forma de pensar pasa por alto los posibles desafíos de las herramientas, que no solo igualan el costo del mejor escenario inicial, sino que también incluyen el gasto adicional de tiempo perdido. . Es por eso que los talleres de máquinas CNC confiables, experimentados y de alta gama no consideran seriamente las opciones del “Plan B”. El liderazgo comprende el valor de seleccionar inmediatamente materiales de alta calidad y utilizar los mejores procesos para completar un trabajo, manteniéndose a la vanguardia mientras la competencia los persigue. .

8. Experiencia de la Tienda

Algunos talleres de máquinas CNC tienen más experiencia personal que otros. Nada puede reemplazar el conocimiento adquirido tras décadas de proyectos exitosos utilizando máquinas CNC. Estos pioneros están familiarizados con el manejo de proyectos desde el diseño hasta el ensamblaje. Tienen implementados los procesos correctos, así como muchas de las herramientas CNC adecuadas. .

Entonces, ¿cómo puede un recién llegado unirse a un taller de mecanizado CNC con experiencia? Después de todo, seleccionar herramientas No es una habilidad que se enseña ni siquiera en las mejores clases o sesiones de capacitación de CNC de educación superior. En este caso, es un ejemplo de conocimiento tribal :experiencia transmitida de ingeniero a ingeniero, generalmente en talleres de máquinas CNC de alta gama.

¿Cómo se pueden evaluar las capacidades de una tienda? ¿Cuándo se trata de seleccionar herramientas CNC sin ver su trabajo en su proyecto? Es una tarea difícil. Busque experiencia primero y solicite referencias . Además, revise estas tres señales de que un taller de mecanizado CNC sabe cómo elegir las herramientas adecuadas para piezas complejas.

Ahora ya sabe lo que pueden hacer las herramientas CNC y qué deben buscar los ingenieros al seleccionar herramientas de corte para mecanizado CNC. A continuación, aprenda cómo maximizar sus prácticas de herramientas CNC leyendo Mejoras y asociaciones de herramientas CNC:una guía para resolver problemas específicos de herramientas . Haga clic en el enlace siguiente para su copia.

Acerca del autor

Dan se asegura de que las máquinas de Stecker Machine funcionen rápido. Optimiza herramientas y programas de corte para lograr la máxima eficiencia, corrige cualquier problema de fabricación y diseña y selecciona herramientas avanzadas para nuevos trabajos y mejoras de productos. Dan comenzó su carrera en un taller de herramientas y troqueles y se unió a SMC cuando la fabricación CNC apenas estaba despegando. En SMC, ascendió de Operador de Máquina a Ingeniero de Mejora Continua, implementando mejoras que le han ahorrado aproximadamente $500,000 en los últimos años.