Por Qué el Mecanizado 3+2 en Máquinas de 5 Ejes Mejora la Precisión y Eficiencia

Desde configuraciones más fáciles y rápidas hasta tolerancias más ajustadas y mejores opciones de control, realizar mecanizado 3+2 en un sistema de 5 ejes puede ayudar a asegurar algunas de las fabricaciones de piezas más precisas y eficientes en la manufactura actual.

Hay muchas razones para usar mecanizado 3+2 en una máquina de 5 ejes. Tal vez el gran contrato para implantes médicos que su taller usó para justificar la compra de un centro de mecanizado de 5 ejes terminó y está buscando nuevo trabajo. Quizás está teniendo dificultades para cumplir requisitos de posición verdadera entre dos características de pieza que actualmente se mecanizan en operaciones separadas. O quizás está cansado de todas las piezas esperando ser completadas en sus centros de mecanizado de 3 ejes. Sea cual sea la situación, usar su máquina de 5 ejes para hacer trabajo 3+2 podría ser la mejor decisión que haya tomado. Aquí está por qué.

Sumando las Ventajas del Mecanizado 3+2

¿Necesita convencimiento? Repasemos la configuración, tolerancia, remoción de metal y flexibilidad que se pueden lograr con mecanizado 3+2 en una máquina de 5 ejes.

Suponiendo que sus piezas son ortogonales y necesitan mecanizado en las seis caras, lo cual es común para la mayoría de las piezas fresadas, una máquina de 5 ejes elimina dos tercios de las configuraciones y manipulación de piezas. Menos operaciones significan menos fijaciones, WIP reducido y menos posibilidad de que una pieza termine en el contenedor de desecho en el camino. También significa menos sobreproducción en anticipación de piezas perdidas durante el proceso de fabricación. En lugar de cinco o seis piezas extra, ahora solo una será suficiente.

Las tolerancias geométricas entre características en diferentes lados de la pieza de trabajo son más fáciles de mantener cuando se completan en la misma operación. La capacidad de inclinar piezas en el ángulo que desee a menudo significa que las herramientas pueden hacerse más cortas y por lo tanto más rígidas, mejorando la vida de la herramienta y la calidad de la pieza mientras aumenta las capacidades de remoción de metal. Porque es fácil rotar alrededor a múltiples lados de la pieza de trabajo en una sola operación, hay mayor flexibilidad en la secuenciación de los pasos de mecanizado. El desbarbado de características intersectantes es mucho más simple también.

Un modo de "posicionamiento" 3+2 en un centro de mecanizado de 5 ejes no está limitado solo a movimientos de 90 grados. Los agujeros inclinados en los colectores hidráulicos en los que ha estado trabajando ahora pueden completarse sin una configuración o fijación adicional. Lo mismo ocurre con el jefe roscado en el cuerpo de válvula F-16 que se sienta en un incómodo 27 grados, o los lados cónicos y rebajados del molde que acaba de cotizar. Estas características se producen fácilmente en un centro de mecanizado de 5 ejes, incluso si nunca lo usa para trabajo "verdadero" de 5 ejes.

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Mecanizado 3+2: Preparado para la Precisión

A pesar de las claras ventajas, sin embargo, algunos talleres permanecen renuentes a perseguir una estrategia de mecanizado 3+2 en una máquina herramienta de 5 ejes simultánea. Puede considerarse exagerado, por ejemplo, usar una de las máquinas más capaces y tecnológicamente avanzadas en el taller de esta manera, especialmente comparado con instalar una mesa giratoria basculante (trunnion) en un centro de mecanizado vertical de 3 ejes.

Sin embargo, los centros de mecanizado de 5 ejes ofrecen características de control no encontradas en sus primos de 3 ejes, trunnion o no. La precisión volumétrica está asegurada con capacidades de "auto-ajuste", que compensan y ajustan automáticamente inexactitudes cinemáticas. El control de punto central de herramienta y entrada de vector de herramienta simplifican la programación, y los desplazamientos de trabajo dinámicos simplifican las configuraciones. Con sus controles avanzados, las máquinas de cinco ejes son, simplemente, mejores en mecanizado multi-lado, ya sea usado en modo simultáneo o no.

Genial, pero ¿y ahora qué? ¿Qué sujeción de pieza y portaherramientas? ¿Debe un taller hacer aún más inversión en tooling una vez que se ha tomado la decisión de ir 3+2? La buena noticia es que —siempre que el cono del husillo sea el mismo— todos los portaherramientas actualmente en su VMC de 3 ejes pueden usarse en una máquina de 5 ejes. Lo mismo ocurre con los tornillos de banco, fijaciones y mandrinos, aunque existen algunas advertencias.

Es Hora de las Herramientas: Lo Que Necesita para Mecanizado 3+2

Comencemos con los portaherramientas. Cualquiera que compre una nueva máquina herramienta, sea lo que sea, debería aprovechar la oportunidad para maximizar su potencial con tooling de alta calidad. Si un husillo HSK o interfaz de doble contacto similar está disponible, entonces por todos los medios consígalo. La mayor velocidad y precisión de una interfaz moderna más que compensa el costo adicional del tooling.

Profundice. Consulte "Lecciones en Mecanizado de Alto Rendimiento: No Olvide los Portaherramientas".

Además, este podría ser el momento perfecto para desechar los portapinzas y mandrinos de cierre lateral que ha estado usando por portaherramientas de ajuste por contracción (shrink-fit) o hidráulicos, manteniendo así el ritmo con las capacidades de su máquina.

En el lado de la sujeción de pieza, la vida se volvió mucho más fácil. Una amplia variedad de tornillos de banco de 5 ejes están disponibles, la mayoría de los cuales agarran el 1/8 de pulgada inferior o así de la pieza de trabajo y levantan la pieza lo suficientemente alto para proporcionar acceso completo a todos los lados. Cuando la pieza está hecha, simplemente corte el material sacrificial y mecanice lo que quede en la parte inferior de la pieza.

Mientras está en eso, ¿por qué no equipar sus nuevos tornillos de banco de 5 ejes con un punto cero o sistema comparable de sujeción y posicionamiento de cambio rápido? A diferencia de un VMC de 3 ejes, donde toda la mesa puede llenarse con piezas, el mecanizado con 3+2 generalmente significa una pieza de trabajo a la vez. Un sistema de punto cero hace fácil meter y sacar piezas de la máquina rápidamente, y también reduce los tiempos de configuración.

¿Cómo usa el mecanizado 3+2 para la ventaja de su taller? ¿Lo usa en una máquina de 5 ejes? Comparta sus trucos y consejos.