¿Cuáles son los tipos de máquinas CNC?

El mecanizado CNC se ha convertido en uno de los métodos más populares de corte y producción de piezas y componentes en la industria manufacturera, ya que los procesos controlados por computadora pueden realizarse de forma rápida y precisa al mismo tiempo que ofrecen ahorros de costos significativos en comparación con los procesos de mecanizado tradicionales. Sin embargo, hay muchos tipos diferentes de máquinas CNC, incluidas máquinas que fresan, taladran y tornean. Algunas de estas máquinas también se basan en los tipos de métodos de corte utilizados, como herramientas, láser, plasma y descarga eléctrica. Puede ser un desafío para los propietarios de talleres y fabricantes saber qué máquina CNC deben usar para su industria específica.

En este artículo, explicamos las aplicaciones y limitaciones de cada tipo de máquina CNC para ayudarlo a decidir cuál se adaptará mejor a sus requisitos de mecanizado.

Tipos de Máquinas CNC

Las máquinas CNC se pueden dividir en dos categorías principales:máquinas CNC de 3 ejes y máquinas CNC de varios ejes.

Una máquina CNC de 3 ejes se puede utilizar tanto para fresado como para torneado, mientras que una máquina CNC de varios ejes tiene tres clasificaciones diferentes:

• Mecanizado CNC indexado 3+2 ejes
• Máquina CNC continua de 5 ejes
• fresado-torneado

Máquinas CNC de 3 ejes

Estos son los tipos más comunes de máquinas CNC que se encuentran en los talleres. Estas máquinas permiten que la herramienta se mueva en relación con la pieza de trabajo en tres direcciones diferentes:eje X, Y y Z. La nomenclatura básica de estos ejes es la siguiente:

• Eje X: izquierda-derecha
• Eje Y: atrás-adelante
• Eje Z: arriba-abajo

Hay dos tipos de máquinas CNC de 3 ejes:fresadoras y tornos.

Fresadoras CNC

En este caso, la pieza de trabajo se mantiene estacionaria sobre el tornillo de banco y los materiales se eliminan con herramientas de corte especiales. Estas herramientas de corte están unidas a un husillo que gira a una velocidad muy alta a lo largo de tres ejes lineales:X, Y y Z.

Beneficios:

• Relativamente fácil de programar
• Funciona mejor que otras configuraciones
• Bajo costo

Aplicaciones:

• Bueno para producir geometrías estándar

Limitaciones:

• No apto para aplicaciones donde se requieren dos o más combinaciones de ejes para producir la forma requerida

Máquinas de Torno CNC (Máquinas de Torno)

Las máquinas de torneado CNC pueden producir más volúmenes de trabajo a un menor costo por pieza que la máquina de fresado. En este caso, la pieza de trabajo se mantiene estacionaria en un husillo mientras una herramienta de corte mecaniza su perímetro externo e interno para lograr la forma requerida. La máquina de torno también puede perforar orificios en el centro de la pieza de trabajo con brocas centrales y herramientas de corte internas.

Beneficios:

• Bajo costo por unidad
• Excelente precisión

Aplicaciones:

• Útil para producir roscas de tornillo, superficies planas o productos complejos tridimensionales

Limitación:

• Solo puede producir piezas en forma cilíndrica

Máquina CNC de 5 ejes

Una máquina CNC de 5 ejes supera fácilmente las limitaciones de un torno CNC. Como sugiere su nombre, este tipo de CNC gira en cinco direcciones; X, Y, Z, A y B. El eje A se denomina cuarto eje y denota la rotación alrededor del lecho, o el eje X. De manera similar, el eje B es el quinto eje y denota la rotación alrededor del cabezal de la herramienta, o el eje Y.

Beneficios:

• Fácil de diseñar geometrías complejas más rápido debido al posicionamiento de ángulo compuesto
• Menor tiempo de ciclo para optimizar los costos de mecanizado
• Estabilidad dimensional mejorada

Aplicaciones:

• Piezas que involucran formas complejas y espacios mínimos como impulsores, turbinas, puertos de entrada, etc.

Limitaciones:

• Requiere una configuración costosa y operadores expertos

Vale la pena saber que hay dos tipos de máquinas CNC de 5 ejes:el tipo indexado y el tipo continuo. El tipo continuo permite el movimiento simultáneo de los cinco ejes al mismo tiempo, mientras que el tipo indexado no ofrece un contacto continuo alrededor de los ejes A y B. Gira alrededor de ellos, permanece estacionario durante la operación y se reorienta nuevamente para la nueva ubicación de corte.

Centro CNC de torneado de fresado

Los centros CNC de torneado de fresado son equivalentes a las máquinas de torneado CNC pero tienen capacidades de fresado. Por lo tanto, se vuelve relativamente más fácil retirar materiales de la pieza de trabajo. El husillo sujeta la pieza de trabajo y puede girar como un torno para lograr una mayor productividad. Los centros CNC de torneado de fresado pueden aspirar a una flexibilidad geométrica compleja como una fresadora CNC de 5 ejes.

Beneficios:

• Reduce los tiempos de sujeción
• Reduce los costos de adquisición
• Ahorra tiempo de cambio de herramienta
• Aumenta la eficiencia del proceso

Aplicaciones:

• Útil para crear piezas redondas que requieran fresado o taladrado

Limitaciones:

• La rotación alrededor del eje z no es posible

Máquina CNC de 7 ejes

A veces, el diseño de topografías complejas para piezas aeroespaciales y militares requiere la rotación alrededor de la pieza de trabajo o la rotación del cabezal de la herramienta. Estas funciones no están disponibles en máquinas CNC de 5 ejes. Aquí es donde las máquinas CNC de 7 ejes se vuelven imprescindibles. Además de todos los ejes de una máquina de 5 ejes, ofrecen movimiento a lo largo del eje Z y rotación del brazo para ahorrar tiempo en el traslado de la pieza a otra máquina.

Beneficios:

• Rotación alrededor de la pieza de trabajo
• Ahorra tiempo en el cambio de máquinas
• Mejora la velocidad de procesamiento

Aplicaciones:

• Se utiliza para diseñar componentes aeroespaciales y militares complejos

Limitaciones:

• Más cara que las máquinas de 5 ejes

Máquinas CNC de 12 ejes

Entre todos los tipos de máquinas CNC disponibles, las máquinas CNC de 12 ejes son las más avanzadas. Estas máquinas ofrecen una gran autonomía de mecanizado sin necesidad de intervención humana. Pueden realizar operaciones de fresado, taladrado y corte en aleaciones ligeras como el aluminio. La mejor parte es que estas máquinas CNC vienen con dos cabezales:un centro de mecanizado vertical (VMC) y un centro de mecanizado horizontal (HMC). Por lo tanto, pueden lograr precisión en 12 ángulos diferentes, como se muestra en la figura a continuación.

Beneficios:

• Flexibilidad de diseño sin igual
• Cambios rápidos de configuración

Aplicaciones:

• Ideal para los procesos de mecanizado más exigentes

Limitaciones:

• Requiere una configuración altamente sofisticada y operadores expertos

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