La (máquina) herramienta adecuada para el trabajo adecuado

Una de las primeras pistas de que Precision Plus es diferente de otros talleres mecánicos fue un suave chasquido. El sonido emana de más de una docena de tornos tipo suizo accionados mecánicamente en el centro del taller. Alineadas en filas ordenadas y atendidas por alimentadores de barras obviamente más nuevos, estas máquinas cortan descubiertas, sin los recintos amortiguadores de ruido que caracterizan a las máquinas CNC del taller. Una mirada más cercana revela una media docena de herramientas que entran y salen simultáneamente de la pieza de trabajo mientras giran las levas.

Aquí, Mike Reader está junto a un Miyano Torno CNC bihusillo BNX. Mike está a cargo del programa de aprendizaje del taller, que capacita a los nuevos empleados en el uso de máquinas de tornillo tipo suizo. Crédito de la foto:Precisión Plus

Algunas de estas máquinas ya habían estado produciendo piezas durante años cuando la compañía se mudó a su ubicación actual en Elkhorn, Wisconsin en 2000. Bajo el liderazgo del presidente de la compañía, Mike J. Reader, la compañía ha agregado varios equipos CNC más nuevos, que incluyen Tornos de dos husillos Miyano ABX y BNX, así como varios tornos CNC de tipo suizo Star y Tsugami. Y, sin embargo, Precision Plus todavía depende en gran medida de equipos que funcionan de la misma manera que cuando el padre de Reader, Phil, compró la empresa por primera vez en 1988, es decir, mediante el uso de levas físicas en lugar de CNC para espaciar el tiempo y la profundidad. de cortes ¿Por qué?

Esta fue mi primera pregunta a Michael P. Reader, vicepresidente de ingeniería (e hijo de Mike Reader). Su respuesta fue simple:"Las máquinas impulsadas por levas, cuando se pueden usar, son más baratas de operar", dice.

Elegir cámaras en lugar de CAM

Piezas pequeñas de precisión, como este tornillo para oboes y fagotes, son ideales para máquinas accionadas por levas. La ranura se corta con una hoja de sierra unida al accesorio de recogida. Crédito de la foto:Precisión Plus

“Para piezas cilíndricas pequeñas con volúmenes anuales más altos, las máquinas de levas suizas son muy económicas”, dice Reader. La flota de tornos tipo suizo accionados mecánicamente de Tornos tiene costos eléctricos más bajos y, lo que es más importante, a menudo puede cortar piezas significativamente más rápido.

Ese último factor puede sorprender a algunos, ya que una máquina herramienta operada por computadora parece no tener problemas para competir con una máquina que no tiene absolutamente ningún poder de cómputo. Sin embargo, las máquinas impulsadas por leva pueden utilizar múltiples herramientas de corte a la vez, con muy poco recorrido. “Todas las herramientas están en reposo a menos de dos pulgadas de la pieza”, dice Reader, señalando un semicírculo de herramientas cortantes que cortan frenéticamente un percutor de una barra delgada. "Esto lo hace mucho más rápido que un CNC".

Cinco herramientas de corte rodean la pieza de trabajo en esta leva -Máquina de tornillo de tipo suizo impulsada. A medida que gira el árbol de levas, las diferentes herramientas de corte realizan sus operaciones y cortan una pieza terminada una vez por rotación del eje. El posicionamiento cercano de las herramientas de corte en relación con la pieza de trabajo lo convierte en una excelente opción para producir rápidamente piezas con solo unas pocas características. Crédito de la foto:Precisión Plus

¿Cuánto más rápido podría ser? “Tenemos una parte que tardaría ocho segundos por pieza en un CNC suizo”, dice Reader. “En la máquina de leva, toma tres segundos”. Más del doble de la velocidad de producción es una gran diferencia, especialmente cuando se trata de grandes volúmenes. "Si tuviéramos que usar un CNC en esa parte", dice, "ni siquiera alcanzaríamos el punto de equilibrio".

Pero, ¿cuándo son preferibles las máquinas CNC?

Precisión y Tolerancia en el CNC

Otra ventaja de las máquinas accionadas por levas de Tornos ? Las imágenes. “Las máquinas de levas suizas son fácilmente accesibles, por lo que puede ver lo que sucede”, dice Reader. Esto los hace perfectos para el programa de aprendizaje de la empresa, al que Reader atribuye la creación de mano de obra. Crédito de la foto:Precisión Plus

“Realmente depende de las necesidades de la pieza”, dice Reader. "Algunas piezas necesitan una mayor precisión, que proporciona un CNC suizo". Tome el ejemplo de un componente dental que produce la instalación. En un extremo, el diámetro tiene solo 0,01 pulgadas de espesor y su relación longitud-diámetro es bastante alta, por lo que requiere soporte adicional para eliminar la vibración y evitar que se rompa el componente en la máquina. Estas características de la pieza hacen necesario el CNC, ya que es capaz de mayor precisión y mayor rigidez. Además, la rugosidad de la superficie debe ser casi impecable, ya que una ligera imperfección puede ser catastrófica. “Necesitamos asegurarnos de alcanzar exactamente la tolerancia”, dice Reader. "Si este componente dental tuviera imperfecciones en la superficie, podría provocar la propagación de grietas y fallas durante el uso".

Creo que cualquiera que se haya sentado en el sillón de un dentista está agradecido por la mayor precisión de la máquina CNC.

Este componente dental debe cumplir con tolerancias exigentes y tiene una gran relación longitud-diámetro, por lo que es necesario utilizar una máquina de torneado CNC tipo suizo en lugar de una accionada por levas. Crédito de la foto:Precisión Plus

Otros factores además de la tolerancia pueden influir en la elección de utilizar las máquinas CNC. Para empezar, pueden manejar piezas más grandes:12, 20 o 32 milímetros, según la máquina. Además, piezas como el componente dental requieren refrigerante a alta presión, lo que no es posible en los tornos suizos accionados por levas. El refrigerante también puede ser un factor importante para los materiales que generan virutas fibrosas o pegajosas, así como los componentes de válvulas con ranuras de juntas tóricas que requieren alta presión para eliminar las virutas.

Finalmente, los tornos de cabezal encuentran trabajo con piezas más grandes y complejas de hasta 2,5 pulgadas de diámetro. “Por lo general, cuando tenemos una gran cantidad de material que se elimina o un mayor grado de complejidad, vamos a utilizar nuestra plataforma Miyano”, dice Reader. El Miyano ABX se utiliza para un mecanizado agresivo y preciso, en parte debido a los mandriles operados hidráulicamente y al diseño robusto de la máquina que ofrece la plataforma. Una parte que se utiliza en la producción de semiconductores implica una gran cantidad de eliminación de material del interior, taladrado descentrado, roscado y torneado del exterior en acero inoxidable de alta resistencia a la tracción y alto rendimiento. En un torno de dos husillos con tres torretas, el componente se puede mecanizar completo en una sola operación a un precio muy competitivo.

Utilizado en la fabricación de semiconductores, esta parte es mejor adaptado al torno tradicional. Implica múltiples operaciones de taladrado descentrado, eliminación de material de diámetro interno pesado y varias características exteriores, todo en una aleación de acero inoxidable difícil de mecanizar. Crédito de la foto:Precisión Plus

El otro torno, el Miyano BNX, está ahí principalmente por su eficiencia. “El BNX ofrece tasas de producción más rápidas que el ABX al mismo tiempo que permite compensaciones de quinta decimal”, dice Reader. Precision Plus mecaniza componentes más o menos 1 diezmilésima de pulgada en torneado OD y un total de 3 diezmilésimas en orificios ID. Cuando no necesita ser tan preciso, es capaz de mecanizar simultáneamente en el husillo principal y secundario con la torreta única, lo que aumenta el rendimiento en muchas piezas. Ambas plataformas están equipadas con sistemas de sujeción de cambio rápido de Hainbuch para mejorar el tiempo de configuración y la concentricidad de la pieza de husillo a husillo.

Como ocurre con muchas cosas en el mecanizado, todo se reduce a la pieza. “En general, cuanto más grande y compleja es la pieza, más probable es que vaya a los tornos de cabezal fijo”, dice Reader. “Las piezas cilíndricas más pequeñas con tolerancias extremadamente estrechas o que necesitan refrigerante a alta presión van en las máquinas CNC suizas. Pero si podemos hacerlo en las máquinas CAM suizas, probablemente será más rápido e igual de preciso producirlo allí”.