Máquinas de Torneado Suizo: Artesanía de Precisión para Relojería

El principio suizo fue desarrollado en Suiza en el siglo XIX para el torneado de piezas de reloj muy pequeñas, intrincadas y largas. La industria relojera ha sido muy importante para el pueblo suizo por mucho tiempo, así que inventaron el torno suizo que hacía piezas pequeñas que no podían hacerse en un torno convencional de "cabezal fijo". Esto se debía a la extrema relación longitud-diámetro encontrada en muchas piezas de reloj, así como a los diámetros pequeños que requerían delicadeza de torneado con herramientas pequeñas y especializadas.

Torneado de Cabezal Fijo

El principio de cabezal fijo tiene la tendencia de que la pieza se desvíe por la presión de la herramienta cuando la relación de longitud a diámetro supera 4:1. Ese era normalmente el límite en un torno convencional donde la pieza de trabajo se alimentaba a la longitud y luego la barra se torneaba a un diámetro dado. En algunos casos, podías ir más allá de 4:1 dependiendo del tamaño del material, la longitud y diámetro a tornear, y el número de pasadas aplicadas para completar el diámetro de acabado.

El uso de un contrapunto puede ayudar la capacidad de torneado de longitudes mayores, al igual que un apoyo fijo, pero estas dos características solo son efectivas en piezas más grandes. En diámetros donde entran en juego las máquinas suizas, generalmente buscamos tamaños de barra hasta 38mm—y el mayor uso bajo 1" de diámetros de barra.

El Automático Suizo se llama con varios nombres diferentes como Tipo Suizo, Máquina de Tornillos Suiza, Torno de Cabezal Deslizante, etc. Las Máquinas de Control Numérico Computarizado (CNC) Suizas se usan en varias industrias donde nada más sería tan efectivo—como instrumentos médicos, tornillos óseos, implantes dentales, pines de contacto de conectores eléctricos, piezas de reloj y muchas otras piezas pequeñas, intrincadas o complejas siempre hechas de barra.

Los Tornos Automáticos Suizos están diseñados específicamente para correr barras y normalmente usan barras de 12' de largo. En muchos casos, estas máquinas tienen alimentadores de barras de revista automáticos que pueden apilar varias barras que se recargan automáticamente una vez que una barra se agota. La producción de alto volumen es una práctica común con máquinas CNC suizas.

Es un caso muy raro en el que un suizo se usa para trabajo de operación secundaria donde una pieza torneada se sujeta nuevamente en el husillo principal para hacer trabajo adicional en una pieza.

Piezas Típicas Suizas

El factor clave que hace la máquina de torneado suiza tan efectiva para torneado piezas largas y delgadas de una barra es el uso de una buje guía. La buje guía está montada en la fundición del cabezal y el DI de la buje se dimensiona al diámetro de la barra dentro de décimas. La barra se sujeta en un collet ubicado en el cabezal deslizante detrás de la buje guía. La barra es empujada a través de la buje guía (eje Z) y las herramientas de torneado, ubicadas justo frente a la buje guía, se mueven a un diámetro dado (eje X) y el torneado tiene lugar con casi cero deflexión de la pieza de trabajo.

En los primeros días de los automáticos suizos accionados por levas, la buje guía no rotaba. Así, la barra tenía que ser rectificada sin centro y con tolerancia muy cercana para que un ajuste cercano al DI de la buje guía permaneciera consistente. Como la barra rotaba dentro de una buje no rotativa, podía ocurrir alta fricción; esto demandaba que aceite de corte se dirigiera a la buje guía así como a las herramientas de corte.

Hoy, casi todos los constructores de máquinas de torneado estilo suizo incluyen una buje guía síncrona accionada que rota 1:1 con el collet del cabezal, lo que elimina mucha de la tendencia a la fricción y calor. Dicho esto, la mayoría de las casas suizas aún usan aceite de corte en oposición a fluido de corte soluble en agua. El uso de aceite de corte ayuda a mantener la máquina lubricada y libre de óxido y desgaste prematuro. Las máquinas suizas usadas pierden mucho de su valor cuando se ha usado refrigerante a base de agua y se vuelven muy difíciles de revender cuando esta información es conocida por un comprador potencial.

Los automáticos suizos CNC de hoy han avanzado desde el suizo original accionado por levas que era estrictamente una máquina de torneado. Hoy, casi todas las máquinas suizas tienen dos husillos—principal y sub—cada uno equipado con un eje "C" independiente, herramientas vivas para cada husillo, y un eje "Y" que permite a una herramienta viva moverse por encima y por debajo de la línea central. Muchos constructores también incluyen un eje "B" o rotacional para un banco de herramientas capaz de realizar características completas en una pieza.

Más allá de todos estos avances modernos en máquinas de torneado suizo, también puedes encontrar modelos híbridos de varios constructores que ofrecen sus máquinas completamente equipadas que pueden correr con o sin la buje guía. Esto se usa cuando una serie de piezas a correr es relativamente corta y se vuelve más práctico correr la serie sin la buje guía. Para correr sin la buje guía, el soporte de la buje se remueve, permitiendo que el collet del cabezal sobresalga en la fundición del cabezal, lo que permite que la máquina opere como un torno de cabezal fijo con un eje Z lineal. Ahora, el material puede ser material de laminación normal con algo de variación en el DE.

Los dibujos a continuación muestran la diferencia entre un cabezal deslizante con la buje guía y la misma máquina con la buje guía removida para que la pieza pueda tornearse directamente desde el collet del cabezal. Esta capacidad de cambiar de un modo a otro solo está disponible en ciertas marcas y modelos dentro de esas marcas.

Las máquinas suizas usadas usualmente aún están en excelente condición de funcionamiento después de 8-10 años de producción de alto volumen. El uso de aceite de corte extiende enormemente la vida de la porción mecánica de la máquina—como los rieles guía lineales encontrados en la mayoría de tornos suizos. Además, las piezas pequeñas y a menudo delicadas tienden a no gravar la máquina, como sería más el caso en un torno de plato de 8" o 10".

Las máquinas suizas más populares son de Star, Citizen y Tsugami—pero hay varias otras que toman una porción menor del mercado (como Tornos, Hanwha y Nexturn). Normalmente, encontrar una marca top que tenga 4 o 5 años es raro ya que la gente tiende a aferrarse a un suizo bien equipado hasta que ven cambios mayores en tecnología antes de siquiera considerar poner la máquina a la venta.