Deflexión y precisión en el mecanizado CNC suizo

La importancia del casquillo guía en las máquinas roscadoras suizas

En 2011, Citizen Machinery Company introdujo un buje de guía adaptable diseñado para ayudar a eliminar los costos asociados con el procesamiento de material en barra sin rectificar. Citizen es especialista en máquinas-herramienta y líder en tecnología de torneado CNC.

Ese buje guía adaptativo ya no es nuevo. Sin embargo, una visita reciente a la sede nacional de Citizen (a minutos de nuestra fábrica) para revisar algunas especificaciones de una de nuestras máquinas nos hizo pensar en la importancia del buje guía. ¿Cuál es la función de esta característica a menudo poco reconocida?

Esta es la historia.

Problemas de desviación en la eliminación de material

Una pieza de trabajo que se somete a fuerza se desviará, desviando la pieza de trabajo. Si la fuerza de corte causa demasiada desviación, la desviación excesiva afectará la precisión del corte.

Imagínese:si sujeta firmemente una pieza de trabajo por un extremo y empuja hacia un lado el extremo sin soporte, la pieza de trabajo se doblará X cantidad. Empuje con la misma fuerza una pieza de trabajo más larga que tenga el mismo diámetro y la pieza de trabajo se doblará aún más.

De hecho, cuando la distancia del apoyo a la fuerza es el doble, la misma fuerza producirá ocho veces la deflexión. Por lo tanto, si una fuerza aplicada al extremo de una pieza de 2,0″ (50,8 mm) provoca una desviación de 0,001″ (0,0254 mm), la misma fuerza aplicada al extremo de una pieza de 4,0″ (101,6 mm) provocará una desviación de 0,008″ (0,2032 mm). ) de deflexión.

Compensar la desviación

Para compensar la desviación, la mayoría de los métodos de corte, incluido el mecanizado suizo, realizan varias pasadas lentas para eliminar el material. Sin embargo, realizar pasadas adicionales también aumenta el margen de error, especialmente en piezas de gran longitud.

La "regla" generalmente aceptada para un torno convencional dice que cuando esté torneando piezas que tengan una relación de longitud a diámetro superior a 3:1, debe usar un contrapunto para evitar una desviación excesiva. Cuando la relación entre la longitud y el diámetro sea superior a 6:1, debe apoyar la mitad de las piezas con una luneta o una luneta continua.

La pinza de sujeción, que brinda estabilidad a la pieza de trabajo, se agregó a las máquinas suizas en la década de 1870 para reducir la desviación. Hoy en día, las máquinas de tornillo suizas modernas mejoran aún más la eficiencia y la precisión con la adición del buje guía, que brinda rigidez al material al sostenerlo cerca de la herramienta.

Obtenga más información sobre cómo ha evolucionado el mecanizado suizo CNC en The Swiss Machine in Today's Machine Shop.

Cómo funciona el buje guía en Swiss Machining

El propósito del buje guía es soportar la pieza de trabajo y mantener la precisión durante todo el mecanizado de la pieza de trabajo.

Con una máquina suiza, el buje guía sostiene la pieza de trabajo tan cerca de la herramienta que la desviación debida a la fuerza de corte se reduce esencialmente a cero. Por lo tanto, la herramienta de corte puede realizar una pasada profunda en lugar de varias superficiales, de modo que:

• Hace un solo corte mientras mantiene las dimensiones precisas en la pieza
• Reduce el desgaste de la herramienta, lo que ayuda a garantizar una mayor consistencia y precisión

Optimización del buje guía

La precisión de un buje guía se indica mediante la coaxialidad, una medida de la concentricidad de múltiples diámetros a lo largo de un eje teórico. Para mantener las tolerancias en micras de forma constante a lo largo del tiempo, los casquillos guía deben tener una coaxialidad de 0,0002”.

Hay varios tipos de casquillos guía:

• Casquillos guía giratorios giran simultáneamente con la pieza de trabajo y se utilizan mejor cuando se tornean piezas más anchas, con tolerancias superiores a ±0,0005”.
• Casquillos guía fijos permanecen estacionarios mientras el material en barra gira y son mejores cuando se requieren tolerancias más estrictas.
• Casquillos guía de alta precisión están disponibles para materiales difíciles o tolerancias estrictas, como las requeridas para la fabricación de piezas pequeñas utilizadas como componentes en dispositivos médicos u ortopedia.

Además, la precisión dimensional requiere una configuración, un ajuste y un control adecuados de la máquina suiza CNC. Por ejemplo, donde las tolerancias a nivel de micras pueden hacer que la repetibilidad sea un desafío, se utiliza una táctica llamada segmentación, en la que se fabrica una parte de la pieza de trabajo a la vez a medida que avanza, para aprovechar el buje guía y mejorar la consistencia.

Ventajas del mecanizado CNC suizo con casquillo guía

El casquillo guía combinado con la geometría y la mecánica de la zona de la herramienta permite que el mecanizado CNC Swiss ofrezca una serie de ventajas. Por ejemplo:

• Algunas máquinas ofrecen 20 o más herramientas.
• Un solo corte pesado a menudo elimina todo el material necesario.
• Un excelente acabado superficial puede eliminar la necesidad de esmerilado.
• Las operaciones y herramientas simultáneas agilizan el corte de piezas complejas.
• La eliminación de operaciones secundarias puede acelerar la producción y reducir los costos.
• Muchas piezas salen de la máquina listas para enviarse.

Para obtener más información sobre cómo el mecanizado CNC Swiss podría optimizar sus procesos y ayudarlo a lograr sus requisitos de precisión, descargue nuestro artículo técnico sobre algunas de las preguntas más frecuentes de Swiss Screw Machining.