Mecanizado CNC de 3, 4 y 5 ejes: Diferencias clave explicadas

La fabricación y procesamiento de productos o piezas bajo control computarizado se conoce como mecanizado CNC. El mecanizado CNC es la eliminación automática de material mediante máquinas de control numérico computarizado (CNC) para dar forma y dimensiones a una pieza de material o workpiece. Generalmente, los materiales utilizados son plásticos o metales, y al completar la eliminación se obtiene el producto final.

Este proceso también se denomina fabricación sustractiva. Normalmente se requiere una aplicación informática para controlar el movimiento de la herramienta de máquina y realizar el mecanizado CNC.

Tipos comunes de máquinas-herramienta CNC

Los procesos de mecanizado CNC incluyen el fresado CNC y el torneado CNC como los más comunes, seguidos por rectificado, electroerosión, etc.

Fresado CNC

El fresado CNC aplica una herramienta rotativa sobre la superficie de la pieza, moviéndose a lo largo de 3, 4 o 5 ejes. Permite el corte o desbaste de piezas, mecanizando rápidamente geometrías complejas y piezas de precisión a partir de metales o termoplásticos.

La fresadora CNC es un equipo de procesamiento automático desarrollado posteriormente, basado en una fresadora convencional. La tecnología de procesamiento de ambas es básicamente la misma y la estructura es algo similar. Las fresadoras CNC se dividen en dos categorías: sin cambiador de herramientas y con cambiador de herramientas. Las fresadoras CNC con cambiador de herramientas también se conocen como centros de mecanizado.

Torneado CNC

El torneado CNC utiliza un torno para fabricar piezas que contienen características cilíndricas. La pieza gira sobre un eje y contacta con una herramienta de torneado de precisión para formar bordes redondeados, agujeros radiales y axiales, y ranuras.

Ventajas del mecanizado CNC

Comparado con el mecanizado manual tradicional, el mecanizado CNC es más eficiente. Si la codificación informática es correcta y se ajusta al diseño, la precisión dimensional del acabado es alta y el error es mínimo.

La fabricación CNC es un método ideal para prototipado rápido. También puede usarse para fabricar productos y componentes de uso final, pero generalmente solo es rentable en producciones de bajo volumen y series cortas.

Mecanizado CNC multi-eje

El mecanizado CNC implica el uso de herramientas rotativas para eliminar material. La pieza permanece estacionaria, la herramienta se mueve sobre la pieza o la pieza entra en la máquina en un ángulo predeterminado. Cuantos más ejes de movimiento tenga la máquina, más rápido y complejo será el proceso de conformado.

Mecanizado CNC de 3 ejes

El mecanizado CNC de 3 ejes sigue siendo uno de los procesos de mecanizado más populares y ampliamente utilizados. En el mecanizado de 3 ejes, la pieza permanece estacionaria y la herramienta rotativa corta a lo largo de los ejes X, Y y Z. Es una forma relativamente simple de mecanizado CNC que produce productos con estructuras simples. No es adecuado para mecanizar geometrías complejas o productos con componentes complejos.

Dado que solo se puede cortar en 3 ejes, las velocidades de mecanizado pueden ser más lentas que usando un CNC de 4 o 5 ejes. Puede ser necesario reposicionar manualmente la pieza para obtener la forma deseada.

Mecanizado CNC de 4 ejes

En el mecanizado CNC de 4 ejes, se añade un cuarto eje al movimiento de la herramienta de corte, permitiendo la rotación alrededor del eje X. Ahora hay cuatro ejes: eje X, eje Y, eje Z y eje A (rotación alrededor del eje X). La mayoría de máquinas CNC de 4 ejes también permiten que la pieza gire, lo que se llama eje B, de modo que la máquina puede funcionar tanto como fresadora como torno.

Una explicación más precisa del mecanizado CNC de 4 ejes: se refiere a la interpolación de 4 ejes. En primer lugar, el torno debe tener cuatro ejes controlables, y los cuatro ejes pueden realizar control de movimiento de interpolación simultáneamente. Es decir, los cuatro ejes pueden realizar control de enlace simultáneo.

La velocidad de movimiento de este enlace simultáneo es la velocidad combinada, no el control de movimiento respectivo. Es el movimiento simultáneo de un punto en el espacio a través de los cuatro ejes para alcanzar otro punto en el espacio. Se mueve simultáneamente desde el punto de partida y se detiene al mismo tiempo en el punto final. La velocidad de movimiento es la velocidad de cada eje que se sintetiza internamente por el algoritmo de interpolación de movimiento del controlador según la velocidad programada.

Para el centro de mecanizado de 4 ejes, son los ejes X, Y, Z más un eje de rotación A (también puede ser eje B o eje C). Las definiciones de los ejes A, B y C corresponden a la rotación alrededor de los ejes X, Y y Z respectivamente. Generalmente, el cuarto eje es el eje A cuyo eje gira alrededor del eje X o el eje B cuyo eje gira alrededor del eje Y, lo que depende de la posición de instalación del cuarto eje en la máquina real), y este cuarto eje no solo puede moverse independientemente, sino también enlazarse con uno, dos o estos cuatro ejes al mismo tiempo.

Algunas máquinas tienen cuatro ejes, pero solo pueden moverse solos y solo usarse como eje de indexación. 4 ejes y 3 enlaces. Del mismo modo, una máquina de enlace de 4 ejes puede tener más de 4 ejes en total o cinco o más ejes, pero el número máximo de ejes de enlace es 4.

Si necesita taladrar agujeros en el lateral de una pieza o en la superficie de un cilindro, el mecanizado CNC de 4 ejes es la opción ideal. Esto puede acelerar enormemente el proceso de mecanizado, y la precisión también es alta.

Mecanizado CNC de 5 ejes

El mecanizado CNC de 5 ejes tiene un eje de rotación adicional comparado con el de 4 ejes. El quinto eje es la rotación alrededor del eje Y, también conocido como eje B. La pieza también puede rotar en algunas máquinas, a veces llamado eje B o eje C.

Debido a la alta versatilidad del mecanizado CNC de 5 ejes, puede usarse para fabricar piezas de precisión complejas. Como piezas médicas para prótesis u huesos, piezas de maquinaria para petróleo y gas, piezas aeroespaciales y productos militares.

¿Cómo elegir entre mecanizado CNC de 3, 4 o 5 ejes?

El mecanizado CNC de 3, 4 y 5 ejes no son comparables directamente. Por ejemplo, su familia quiere comprar un coche. ¿Cree que es mejor comprar un superdeportivo? ¿O un camión pesado o un coche familiar corriente? Naturalmente, debe considerar muchos aspectos, como cuánto planea gastar, para qué usará el coche, etc.

De la misma manera, el mecanizado de 3 y 4 ejes tienen sus áreas de especialización. Algunas piezas son económicas de fabricar con 3 ejes, y otras deben hacerse con 4 ejes, y el mecanizado CNC de 3 ejes no puede hacerlo. Sin embargo, podemos analizarlo según la situación real. En la realidad, la mayoría de las piezas pueden procesarse con mecanizado CNC de 3 ejes. Además, las máquinas de 4 ejes son generalmente más caras que las de 3 ejes. Simplemente compre primero una máquina de 3 ejes. Así el precio es menor. Por supuesto, también puede pensarlo así: compre una máquina de 4 ejes, se pueden hacer piezas de 3 ejes y también de 4 ejes, de modo que se puede hacer en un solo paso.

Por supuesto, no tiene que preocuparse por eso. JTR ofrece servicios profesionales de mecanizado CNC. No necesita preocuparse por cómo elegir la máquina adecuada para el procesamiento, solo necesita decirnos sus necesidades y le ayudaremos a realizar la producción del producto. Si desea saber más sobre los servicios de mecanizado CNC de JTR, póngase en contacto con nosotros.