Centros de mecanizado horizontales de alta velocidad: Visión general e impacto industrial

Al principio, los centros de mecanizado horizontales evolucionaron del diseño de fresadoras convencionales a mediados del siglo XX; desde entonces, la investigación y desarrollo de este tipo específico de máquinas herramienta han experimentado progreso continuo en el laboratorio así como en la industria. Después de eso, modelos diversificados de centros de mecanizado se aplican ampliamente en todo tipo de industrias para usos profesionales y de precisión, contribuyendo a una amplia gama de logros industriales.

Centros de mecanizado

El término "centro de mecanizado horizontal" puede usarse para describir una amplia variedad de maquinaria de fresado y taladrado CNC que incluyen varios accesorios críticos diseñados y ensamblados junto con el bastidor de la máquina, como almacén de herramientas, ATC (cambiador automático de herramientas), MMC (Máquina de Medición por Coordenadas), torreta de herramientas motorizada, mesas de trabajo multi-ejes, husillo integrado avanzado, por nombrar solo algunos aquí. Los tipos de husillo a menudo son motorizados y necesitan ser compactos. Junto con la compilación del arreglo de mecanizado horizontal, los centros de mecanizado horizontales con husillos motorizados se fabrican así. Vale la pena notar que el papel de los husillos es bastante importante ya que determina muchas cosas relacionadas como trabajos de servicio pesado, y con los procesos de mecanizado horizontales especialmente en el procesamiento de alto par y servicio pesado de mecanizado de materiales duros. El mecanizado de alta velocidad depende en gran medida de la velocidad de rotación del husillo y el control de par de los husillos para que este asunto del husillo se cuide cuidadosamente.

Inventario de mecanizado: Horizontal y Vertical

Tanto el mecanizado de alta velocidad como el horizontal son dos características separadas que pueden hacer un inventario completo para procesamiento de servicio pesado en la clasificación de centros de mecanizado. La fase de corte trabaja con el husillo y la fase de sujeción para operar, así que básicamente hay dos tipos de direcciones. Una es vertical y la otra horizontal. Los centros de mecanizado verticales son el arreglo de su estructura que alinea los husillos y sujeción verticalmente, y las piezas se mecanizan así por herramientas de corte que bajan y suben verticalmente por los centros de mecanizado verticales con husillos motorizados. Mientras tanto, al contrario de los centros de mecanizado verticales, los centros de mecanizado horizontales tienen el husillo dispuesto horizontalmente y el procedimiento de mecanizado se procesa horizontalmente, lo cual es diferente del proceso de mecanizado vertical.

El centro de máquina fue un tipo de máquina herramienta avanzada evolucionada de fresadoras en los años 1960 y desde entonces, el desarrollo de este tipo específico de máquinas herramienta progresa bien en la industria, y después de eso los centros de máquina se aplicaron ampliamente en todo tipo de industrias en los años 1990, el mercado se volvió muy maduro y la tendencia continúa hasta ahora. Similar al torneado, el fresado es uno de los métodos de mecanizado más usualmente adoptados que rinden tolerancias precisas. Además del modelo vertical y horizontal, todavía hay otras categorías en el inventario de centros de mecanizado.

Alto RPM y corte de servicio pesado

La definición de qué tan alta puede ser la velocidad para referirse como centro de mecanizado de alto RPM difiere de lugar a lugar. Para la mayoría del mercado asiático, un husillo con RPM que excede 15.000 podría considerarse centro de mecanizado de alto RPM. Sin embargo, para el mercado japonés, la velocidad puede ser más alta por otros diez mil RPM o dos, y en el caso de Europa Occidental, alrededor de 30.000 RPM puede considerarse un centro de mecanizado de alto RPM. Para estos centros de mecanizado horizontales de alta velocidad, a menudo se instalarán con torretas de potencia para consideraciones de servicio pesado. Con la ayuda de una torreta motorizada, el tiempo de ciclo se acorta significativamente. Con las herramientas vivas, los portaherramientas y la conexión del husillo principal son muy complicadas, por lo que la velocidad debe coordinarse bien con la fuerza de par que también trabaja importante para el mecanizado.

Arreglo de mecanizado por ejes

Para modelos tanto verticales como horizontales, cualquiera podría equiparse con 5 ejes. Respecto a los centros de mecanizado de 5 ejes, hay principalmente tres tipos de métodos de construcción que constituyen el movimiento de cinco ejes. Con la cabeza oscilante sola que puede lograr todos los ángulos de procesamiento, el modelo de máquinas de cabeza oscilante se considera conveniente así como otros centros de mecanizado 4+1 y 3+2, mientras que los dos últimos tienen ventajas más prácticas como gran flexibilidad y precios prácticos.

Normalmente el modelo 3+2 es un centro de mecanizado CNC convencional de tres ejes para instalar con otra mesa de trabajo cuyo mecanismo contiene otros dos ejes. Por lo tanto, con los dos ejes diseñados en la mesa rotativa, los ejes x, y y z pueden moverse a dos nuevas dimensiones de trabajo que permiten múltiples ángulos de posibles procesos de corte. Por otro lado, los centros de mecanizado tradicionales están diseñados al menos con tres ejes, a saber, ejes x, y y z. Hoy en día, a medida que los procesos industriales se complican debido a las demandas de menos pasos de procesamiento, hay centros de mecanizado diseñados con el 4to e incluso 5to eje para completar todas las tareas de corte en una sola parada. Respecto a los centros de mecanizado de 5 ejes, hay principalmente tres tipos de métodos de construcción que constituyen una máquina de 5 ejes.

Con la cabeza oscilante sola que puede lograr la mayoría de los ángulos de procesamiento; este tipo de máquina se considera conveniente así como otros centros de mecanizado 4+1 y 3+2, mientras que el último tiene ventajas más prácticas. Hay muchos fabricantes de centros de máquina en Taiwán dedicados a la investigación y desarrollo en la industria y ofrecen soluciones óptimas para usuarios en todo el mundo.

Otras estructuras de composición

Lo mismo con la estructura 4+1 y todos estos mecanismos están bajo el control de una unidad de control numérico por computadora que hace acciones sincronizadas perfectamente coincidentes con la precisión objetivo. El valor de precisión del proceso de mecanizado de 5 ejes será estimado por los dispositivos MMC y eso también puede integrarse en uno de los trabajos de ejes. Así el proceso de mecanizado por ejes es muy amplio en el espectro de trabajo.

Durante la operación in situ, si el tamaño de la pieza es demasiado grande, el mecanizado causaría demasiada vibración al cuerpo de la máquina y así deterioraría el marco de precisión de los centros de mecanizado, por lo tanto, los fabricantes podrían agregar algunos otros diseños estructurales al cuerpo para hacerlo con mejor rigidez. Entre las muchas opciones de diseño posibles, la doble columna es una de las soluciones muy prácticas para resolver los problemas de vibración de mecanizado mientras mejora la precisión al mismo tiempo.

Los centros de mecanizado de doble columna normalmente se categorizan en dos tipos: ya sea columna fija o columna móvil. La versión fija es el diseño donde ambas columnas se quedan donde están sin posibilidad de moverse, y la versión móvil permite que nazca otro eje, mejorando así enormemente la conveniencia del mecanizado. Con la estructura de columna, la capacidad de corte general puede aumentarse a un nivel más alto y el asunto del par puede incluso mejorarse a un nuevo extent. Para que las columnas se dupliquen en la estructura, una vez que está haciendo el corte pesado, los problemas de vibración pueden reducirse a valores mínimos ya que las dos columnas pueden absorber las vibraciones bien. La capacidad de corte y la competencia de absorción de los centros de mecanizado horizontales de doble columna pueden ayudar al cuerpo de la máquina a lidiar con una serie de condiciones de trabajo para demandas de alta tecnología como mecanizado de 5 ejes de componentes aeroespaciales.