Mejora de la precisión y reducción de costos con bujes guía adaptativos en mecanizado suizo CNC

La importancia del buje guía en tornos automáticos suizos

En 2011, Citizen Machinery Company introdujo un buje guía adaptativo diseñado para eliminar costes asociados al procesamiento de 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 (minutos de nuestra fábrica) para revisar especificaciones de una de nuestras máquinas nos hizo pensar en la importancia del buje guía. ¿Cuál es la función de esta característica a menudo subestimada?

Aquí está la historia.

Problemas de deflexión en eliminación de material

Una pieza sometida a fuerza se deflexiona, desviándose de su trayectoria. Si la fuerza de corte causa demasiada deflexión, la deflexión excesiva afectará la precisión del corte.

Imagínelo: si sujeta firmemente una pieza en un extremo y empuja lateralmente el extremo sin soporte, la pieza se doblará X cantidad. Empuje con la misma fuerza en una pieza más larga del mismo diámetro y se doblará aún más.

De hecho, cuando la distancia del soporte a la fuerza es el doble de larga, la misma fuerza produce ocho veces la deflexión. Así, si una fuerza aplicada al extremo de una pieza de 2,0" (50,8 mm) causa 0,001" (0,0254 mm) de deflexión, la misma fuerza en una pieza de 4,0" (101,6 mm) causará 0,008" (0,2032 mm) de deflexión.

Compensación de la deflexión

Para compensar, la mayoría de métodos de corte —incluido mecanizado suizo— hacen varias pasadas lentas para remover material. Sin embargo, pasadas adicionales aumentan margen de error, especialmente en piezas largas.

La "regla" generalmente aceptada para torno convencional dice que al tornear piezas con relación longitud-diámetro mayor a 3:1, debe usar contrapunto para prevenir deflexión excesiva. Donde la relación es mayor a 6:1, debe soportar el centro de las piezas usando apoyo fijo o móvil.

El portabrocas, que da estabilidad a la pieza, se añadió a máquinas suizas en 1870s para reducir deflexión. Hoy, los tornos automáticos suizos modernos mejoran eficiencia y precisión con la adición del buje guía, que da rigidez al material soportándolo cerca de la herramienta.

Lea más sobre cómo ha evolucionado el mecanizado CNC suizo en La máquina suiza en el taller actual.

Cómo funciona el buje guía en mecanizado suizo

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

Con máquina suiza, el buje guía soporta la pieza tan cerca de la herramienta que la deflexión por fuerza de corte se reduce esencialmente a cero. Por tanto, la herramienta de corte puede hacer una pasada profunda en lugar de varias someras, de modo que:

• Hace un solo corte manteniendo dimensiones precisas en la pieza
• Reduce desgaste de herramienta, ayudando a asegurar más consistencia y precisión

Optimización del buje guía

La precisión de un buje guía se indica por coaxialidad, medida de concéntrica de múltiples diámetros a lo largo de un eje teórico. Para mantener consistentemente tolerancias de micras con el tiempo, los bujes guía deben tener coaxialidad de 0,0002".

Existen varios tipos de bujes guía:

• Bujes guía rotativos giran simultáneamente con la pieza y son mejores para torneado de piezas anchas, con tolerancias mayores a ±0,0005".
• Bujes guía fijos permanecen estacionarios mientras la barra gira y son mejores cuando se requieren tolerancias más ajustadas.
• Bujes guía de alta precisión disponibles para materiales difíciles o tolerancias duras, como las requeridas para fabricación de piezas pequeñas usadas como componentes en dispositivos médicos u ortopedia.

Además, la precisión dimensional requiere configuración, ajuste y monitoreo adecuados de la máquina CNC suiza. Por ejemplo, donde tolerancias de micras hacen la repetibilidad un reto, una táctica llamada segmentación —donde una porción de la pieza a la vez se fabrica a medida que avanza— se usa para aprovechar el buje guía y mejorar consistencia.

Ventajas del mecanizado CNC suizo con buje guía

El buje guía combinado con geometría y mecánica de la zona de herramienta permite al mecanizado CNC suizo ofrecer varias ventajas:

• Algunas máquinas ofrecen 20 o más herramientas.
• Un solo corte pesado a menudo remueve todo el material necesario.
• Excelente acabado superficial puede eliminar necesidad de rectificado.
• Operaciones y herramientas simultáneas agilizan corte de piezas complejas.
• Eliminación de operaciones secundarias acelera producción y reduce costes.
• Muchas piezas salen de la máquina listas para enviar.

Para aprender más sobre cómo el mecanizado CNC suizo podría agilizar sus procesos y ayudar a lograr sus requisitos de precisión, descargue nuestro artículo técnico sobre algunas de las preguntas más frecuentes sobre mecanizado de tornos suizos.