Dominando las Fijaciones CNC: La Clave del Éxito del Operador

Nadie aprecia más tener «la herramienta correcta para el trabajo» que los operadores de máquinas CNC. Sin embargo, para que cualquier herramienta haga su trabajo correctamente, la fijación CNC correcta (también llamada fijación de sujeción de pieza CNC) tiene que asegurar y estabilizar cualquier pieza que se esté trabajando durante el mecanizado CNC.

El utillaje de fijación es complejo y puede ser bastante desafiante. Los ingenieros que aman las tareas difíciles abrazan el reto, sabiendo lo importante que es el utillaje en el mecanizado CNC. Además de ingeniería experta, hacer fijaciones CNC fiables también requiere algo de ciencia, un poco de arte y trabajo en equipo sólido.

Stecker Machine diseña fijaciones CNC siguiendo un proceso desarrollado de décadas de experiencia incorporando atención crítica al detalle. Nuestro proceso de ingeniería de fijaciones CNC va más allá del diseño con herramientas CAD como Solidworks, ProEngineer o AutoCAD.

Proceso de Diseño de Fijaciones CNC

Hay tres entradas clave al considerar el diseño de fijaciones CNC, y comienza con el plano de la pieza. Los ingenieros revisan el plano para identificar dónde están los datums y todas las características críticas. Luego, se determina un proceso de mecanizado/fabricación CNC. Finalmente, se desarrolla un presupuesto de fijación CNC.

Los equipos de Ventas e Ingeniería trabajan juntos con el cliente desde el inicio para revisar cualquier problema potencial que pueda surgir. Así es como típicamente progresa un proceso de diseño de fijación CNC:

Las características críticas del plano impulsan el diseño de la fijación CNC. Idealmente, cuando una pieza se fija, permite que todas las características críticas sean mecanizadas juntas en una sola operación, maximizando el control y la precisión del mecanizado. No tener que reubicar una pieza para numerosas operaciones evita problemas potenciales de tolerancia de diseño.

El diseño moderno de fijaciones se hace usando una herramienta de Diseño Asistido por Computadora tridimensional (3D CAD), como SolidWorks. El modelo CAD de la pieza del cliente se importa en el programa de diseño junto con los modelos del pallet del centro de trabajo CNC y área de trabajo. Desde ahí, la fijación CNC se diseña para sostener robustamente la pieza dentro del centro de mecanizado CNC.

Una consideración primaria es seguir el esquema de datums del plano. Las piezas a menudo usan un esquema de datums 3-2-1. Por ejemplo, vea la pieza, fijación y datums en la imagen. Los tornillos sostienen la pieza plana contra topes en tres datums X, y los dos datums Y descansan en topes verticales. Estos ubican la pieza con precisión para mantener los requisitos del plano, incluyendo dimensiones de fundición a mecanizado.

El datum Z único está contra un tope ubicando la pieza horizontalmente. Los topes y tornillos de sujeción deben ubicarse en datums o lo más cerca posible. Algunas piezas no pueden sostenerse en los datums, y algunas piezas pueden incluir características de sujeción especiales como lengüetas. Estas lengüetas se añaden a la fundición específicamente para sujeción en mecanizado CNC.

Diseño desde la Experiencia

Diseños pasados a menudo son un punto de partida para nuevos proyectos, y un nuevo diseño a menudo reutiliza ideas de proyectos pasados similares. Empezar desde un diseño probado y funcional es a menudo más rápido y exitoso que empezar desde cero. Cuanta mayor experiencia tiene el taller de máquinas CNC, más probable es que un problema similar se haya resuelto con éxito.

Otro paso es estandarizar y reutilizar componentes de fijación conocidos que funcionan, lo que acelera el diseño evitando la necesidad de buscar en varios catálogos estos componentes. La comunalidad de piezas también significa que los tenemos en stock, listos para usar; no hay necesidad de comprarlos y preocuparse por su entrega a tiempo.

Las fijaciones CNC se usan en producción para fabricar repetidamente miles de piezas, así que la carga de pieza suave y a prueba de errores es crítica para producción eficiente, correcta y repetible. Los operadores CNC trabajan con la fijación CNC en varias etapas: configuración, corrida y desmontaje. Los ingenieros saben que los diseños no están completamente probados en CAD; la verdadera prueba viene después de correr cientos de piezas.

Esta experiencia nos ha enseñado la importancia de poder ver y verificar que la pieza está contra los topes de trabajo. Similarmente, la experiencia muestra cómo la evacuación adecuada de virutas y el mantenimiento de la fijación marcan la diferencia. El ingeniero, con experiencia de producción, optimiza el diseño desde su perspectiva, lo que no solo incluye coste, resistencia y estética sino también eficiencia, ergonomía y facilidad de uso.

Una Lista de Verificación Solo para Fijaciones CNC

La ingeniería se trata de ser minucioso. Los ingenieros escudriñan meticulosamente los detalles, revisando cada aspecto para asegurar que un diseño de fijación CNC funcionará correctamente. Esto a menudo incluye usar una lista de verificación de diseño de fijación CNC, una herramienta para asegurar que los diseños capturen todos los detalles consistentemente.

Genial para nuevos ingenieros, que la consultan a lo largo del proceso de diseño, la lista de revisión también ayuda a diseñadores expertos a verificar un proyecto rápido.

No es una lista completa, aquí hay algunos temas de nuestra lista de verificación de fijaciones CNC:

• Sujeción y topes
• Carga/descarga de pieza
• Holganza fijación-pieza
• Prevención de cargas incorrectas
• Elevación/carga/centro de gravedad de la fijación
• Hidráulica
• Etiquetado
• Lista de Materiales (BOM)

Además, los elementos y partes de la fijación CNC deben revisarse en movimiento (lo que añade complejidad) incluyendo:

• Cómo los operadores de máquinas CNC cargan/descargan las piezas
• Cómo la fijación se carga/descarga de la máquina CNC
• La secuencia de componentes de sujeción y soportes
• Holganza de herramienta y husillo

Construcción y Liberación a Producción

Luego, los ingenieros revisan el diseño de la fijación CNC con el equipo de construcción para detectar cualquier problema potencial de fabricación antes de que se conviertan en problemas. Con el objetivo compartido de construir la fijación lo más suavemente posible, cubren cómo se fabricarán/ensamblarán los componentes y resuelven detalles sobre mecanizado de componentes, ensamblaje mecánico e hidráulico y pruebas.

Finalmente, la fijación CNC se libera a producción. Dos claves ayudan a minimizar problemas de producción: un proceso de diseño exhaustivo y compartir tanta información como sea posible con la planta. Enseñar al equipo de producción por adelantado les ayuda a entender el diseño y su propósito.

¡El Diseño de Fijaciones CNC es Divertido y Gratificante!

Los ingenieros son solucionadores de problemas impulsados a encontrar soluciones. Diseñar una fijación CNC puede ser un reto porque algunas piezas son difíciles de sostener y procesar.

Los ingenieros de Stecker Machine han diseñado y construido miles de fijaciones para varias piezas. Nuestro equipo se enorgullece de proporcionar soluciones para problemas complejos de fabricación CNC y mecanizar piezas de clientes precisamente al plano. Además, es gratificante ser parte de un equipo que crece junto y comparte ideas y experiencia.

Sobre el Autor

Dave disfruta diseñando utillaje de fijación para piezas desafiantes (piense en piezas curvas con ángulos extraños que son inherentemente difíciles de sostener). Trabajando en un sistema CAD y siguiendo estandarización de diseño, Dave ingeniera sistemas e incorpora listas de herramientas de ingeniería en el sistema ERP Plex de Stecker Machine. Comenzando su carrera en un taller pequeño cuando el CNC empezaba, Dave tomó la iniciativa de leer los manuales y aprender programación. Al obtener su título, Dave comenzó en SMC y trabajó 10 años como Mecanizador antes de destacar en ingeniería debido a su capacidad para pensar en 3D.