¿Qué Hace Compleja una Pieza Mecanizada CNC? 6 Factores Clave

Una vez entiendes que las piezas de mecanizado CNC se mecanizan repetidamente con extrema precisión, puedes asumir que, una vez que un taller tiene capacidades, puede fabricar cualquier pieza mecanizada CNC. ¡No es así!

Para sonar impresionantes, muchos talleres CNC afirman fabricar piezas "complejas", pero no siempre es cierto. Así que hablemos de qué es realmente una pieza compleja y descubramos las habilidades requeridas por un taller para trabajar en ellas. Aquí tienes seis condiciones diferentes que podrían clasificar una pieza como "compleja", con fotos de proyectos reales de Stecker Machine.

1. Peso y Tamaño de la Fundición

Este es sencillo. Algunas piezas de mecanizado CNC son grandes, lo que suele hacerlas pesadas también. Una pieza de más de 22 kg requiere un dispositivo de elevación y un plan para manipularla durante todo el proceso, desde la materia prima hasta la herramienta de máquina, inspección y embalaje final. Stecker Machine usa numerosas grúas y también puede diseñar y construir dispositivos de elevación según se necesiten.

Este sistema de elevación puede mover una fundición de más de 90 kg tras el mecanizado.

2. Utillaje de Sujeción

Simplemente sujetar piezas de mecanizado CNC puede ser un reto, especialmente piezas CNC personalizadas. Antes de fabricar cualquier utillaje de fundición, un taller trabaja con el cliente y la fundición para planificar cómo sujetar y fijar la pieza para el mecanizado. El esquema de datums de fundición suele asegurar que todos estén en la misma página. Ocasionalmente, los puntos de datum de fundición deben moverse para mejorar las capacidades de sujeción y fijación de un utillaje.

Las lengüetas de sujeción (ver círculos rojos) a menudo se añaden a una pieza para mejorar la sujeción durante el mecanizado, y pueden o no permanecer en la pieza tras el mecanizado.

Mantenerse al día con los últimos componentes hidráulicos puede ser un reto para algunos talleres, pero la sujeción hidráulica ofrece ventajas sobre la manual:

• Repetibilidad en la localización precisa de la pieza en el utillaje
• Velocidad de sujeción; puede ser segundos frente a minutos
• Comodidad para operadores CNC; menos fatiga

Para que el taladro salga redondo en tolerancia, creamos una forma de sujetar esta pieza sin ejercer presión sobre el taladro. Esa solución ha llevado a 12 años de entregas confiables.

3. Material de la Pieza

Desde aluminio hasta hierro dúctil y fundición, hay diferentes grados para cada tipo de material. Los proveedores de utillaje pueden ayudar a emparejar el grado correcto de plaqueta con el material a mecanizar. Algunas piezas mecanizadas a medida requieren materiales que pueden no ser fácilmente accesibles o simples de mecanizar.

El estrés en las fundiciones puede afectar una pieza mientras se mecaniza. Una vez que se elimina algo de material, el estrés puede causar que un taladro quede fuera de redondez o una superficie fresada fuera de planitud. Soluciones para la distorsión por estrés incluyen:

• Añadir una operación de acabado a la pieza
• Cambiar cómo se sujeta la pieza
• Añadir una herramienta de semi-acabado
• Hacer que la fundición sea aliviada de tensiones

4. Tolerancias del Plano

Las tolerancias ajustadas pueden hacer una pieza compleja. Aquí algunos ejemplos de cuándo la tolerancia se vuelve un reto: posición real de 0,1 mm en un taladro; tolerancia de diámetro en un taladro de 0,020 mm; concéntrica de varios taladros a tolerancias de 0,015 mm.

Estas tolerancias ajustadas determinan si se necesita utillaje especial, cuántas operaciones se requieren, cómo deben programarse las máquinas, y si se necesita una operación externa.

Cuanto mayores sean los taladros, más difícil es. Además, planitud de 0,05 mm, o paralelismo de 0,05 mm, pueden ser un reto en piezas grandes o de paredes delgadas. Las soluciones incluyen diferentes fresas de cara, plaquetas, y diferentes formas de sujetar la pieza.

5. Ensamblaje

La complejidad de la pieza y el número y tipos de componentes que necesitan ensamblaje determinan cómo se diseña un utillaje de ensamblaje. Se desarrollan utillajes de ensamblaje amigables para el operador para que todos los componentes necesarios se ensamblen, asegurando que todos los ensamblajes se envíen con componentes completos.

Cilindros neumáticos, sensores, interruptores de presión, etc., ayudan a asegurar que no falten componentes. De hecho, con la tecnología más reciente, los utillajes de ensamblaje previenen aún más el error humano mediante comprobación secuencial de errores. Algunas estaciones son lo suficientemente inteligentes para saber que los componentes se recogen e instalan por secuencia. El equipo evita que el empleado omita un paso.

El ensamblaje de otro taller de una manga de acero de 82,55 mm de diámetro en una pieza de aluminio (ajuste a presión de 0,18 mm) dañó los lados de la pieza de aluminio y creó caminos de fuga. Nuestra solución innovadora de prensar la manga con calor eliminó los caminos de fuga y satisfizo a nuestro cliente con calidad superior.

6. Prueba de Presión

La forma de una pieza puede hacerla compleja. Al sujetar una pieza para probarla a presión, las características críticas — taladros mecanizados, superficies planas mecanizadas, paredes delgadas — deben examinarse para prevenir distorsión. Si la pieza a probar es lo suficientemente grande y pesada como para requerir una grúa para elevarla, todos los pasos de manipulación deben planificarse con precisión.

Una prueba de agua es un método estándar de prueba de presión durante el cual el operador observa fugas de aire para determinar si la pieza pasa.

La prueba de decaimiento de aire usa un instrumento de prueba programable para grandes cantidades y proporciona indicación de pasa/falla. El instrumento de prueba y el computador de este utillaje a menudo cuestan más que la prueba de agua, pero eliminan el potencial de error humano.

La descripción de "complejo" puede parecer abierta a interpretación. Sin embargo, las seis formas que acabamos de cubrir son las únicas explicaciones verdaderas de piezas de mecanizado CNC "complejas". Estas requieren un taller de alta gama que invierta mucho en operadores CNC altamente cualificados y equipos, incluyendo robots.

Stecker se enorgullece de abordar proyectos complejos que otros talleres rechazan. ¿Quieres ver mini-estudios de caso que lo demuestren? Solo haz clic en la imagen de abajo para obtener tu copia de nuestro recurso "En un Aprieto".

Sobre el Autor

Jim es un gurú del diseño de utillajes, trabajando con clientes en revisiones de planos y diseño para fabricabilidad. Apoya la planta, incluyendo liderar su "formación avanzada de operadores". Mientras Jim reduce a 4 días por semana (acercándose a la jubilación), está formando a su reemplazo en diseño de utillajes. Jim estudió 5 años en Lakeshore Technical College (Tecnología de Máquinas Industriales / Maquinista) mientras trabajaba y formaba una familia. Al inicio de su carrera, programó fresadoras y tornos, creando 2-3 programas CNC al día y totalizando más de 2.500. A lo largo de su carrera, ha diseñado más de 2.500 utillajes.