Centros de mecanizado verticales desmitificados:una guía CNC profesional

El centro de mecanizado vertical existe desde hace muchos años y sigue siendo una parte integral de la moderna tecnología CNC. Los centros de mecanizado verticales CNC son eficaces para mecanizar diferentes piezas industriales. Estas máquinas son versátiles y eficientes. Eliminan capas de material de un sustrato para producir la pieza deseada con varias características.

Este artículo analiza el centro de mecanizado vertical, sus principios de funcionamiento, componentes, aplicaciones y todo lo que necesita para elegir el centro de mecanizado adecuado para su proyecto. ¡Vamos a sumergirnos!

La tecnología de mecanizado vertical es una de las herramientas más productivas en el taller de mecanizado CNC. Dispone de diversas herramientas en el cambiador y otras opciones que potencian y personalizan la productividad. Los centros de mecanizado vertical CNC son herramientas multifuncionales flexibles que ayudan a mecanizar agujeros y otras propiedades en componentes con una superficie plana. Funciona en dirección vertical mediante un husillo que trabaja en un ángulo pronunciado.

Los controles computarizados de los molinos verticales permiten la automatización, selección/rotación de herramientas, repetibilidad y control de contorno. Estas modernas máquinas CNC han aumentado la productividad de las fresadoras al más alto nivel, dando origen a los centros de fresado vertical CNC. Estos centros de mecanizado varían según sus ejes, función y otras opciones disponibles.

Puede referirse al centro de mecanizado vertical como un caballo de batalla industrial porque puede entregar piezas con una precisión excepcional y plazos de entrega más cortos. Sus componentes tienen diseños robustos para ofrecer par, potencia y velocidad de mecanizado superiores. El nivel de automatización de los centros de fresado vertical también les permite cortar diversos materiales y reducir los costos generales de fabricación.

Principio de funcionamiento de los centros de mecanizado verticales

Los centros de mecanizado verticales operan sobre el modelo de diseño de componentes. Las numerosas máquinas herramienta y los parámetros necesarios para las piezas se transforman en códigos de información generalmente aceptables y legibles por el dispositivo de control numérico de la máquina.

El programa de procesamiento ayuda a procesar el programa CNC del componente automáticamente. Estos códigos de instrucción generalmente se almacenan en soportes de información como discos o cintas perforadas mientras estos soportes se envían al dispositivo de entrada. Puede leer esta información y transferirla al dispositivo de control numérico. Además, puede utilizar la computadora y el centro de mecanizado para enviar información directamente para lograr la entrada y salida del programa del componente.

El centro de mecanizado vertical generalmente tiene tres coordenadas de movimiento lineal. También hay una mesa giratoria de eje horizontal adjunta a su mesa de trabajo. Esto le ayuda a fabricar piezas circulares fácilmente.

Componentes de un centro de mecanizado vertical

El centro de mecanizado vertical comprende muchos componentes importantes. Estos componentes se combinan para fabricar piezas de acuerdo con los estándares de fabricación ISO. Los componentes incluyen lo siguiente:

Husillo giratorio

El husillo de fresado suele ser perpendicular/vertical a la mesa de trabajo. Es un eje giratorio con una unidad para sujetar una herramienta o pieza de trabajo. Generalmente, el eje del husillo actúa como accionamiento posicionador, de soporte y giratorio para las piezas de trabajo.

Mesa de trabajo

La mesa es plana sobre la que se puede colocar la pieza de trabajo directamente o mediante varios dispositivos, como tornillos de sujeción duros o piezas fresadas de aluminio. La mesa tiene un eje X que incluye el movimiento hacia la izquierda y hacia la derecha, mientras que el eje Y tiene un movimiento hacia adelante y hacia atrás. Estos ejes y el eje Z le permiten agregar funciones ilimitadas a las piezas de trabajo en todos los planos de movimiento.

Cambiador de herramientas

El cambiador de herramientas aumenta la productividad del centro de mecanizado vertical al permitir la selección automática de herramientas para diferentes tareas que van desde el desbaste hasta el taladrado de agujeros finos.

Mesas giratorias

Agregar ejes adicionales a los molinos verticales puede mejorar significativamente la productividad al cambiar una simple fresadora de 3 ejes en una máquina de 4 o 5 ejes capaz de producir componentes complejos con diferentes superficies, como álabes de turbina.

Sistema de refrigeración

La mayoría de los centros de fresado vertical CNC utilizan sistemas de refrigerante de recalculo para garantizar que las piezas y las herramientas de corte estén bien lubricadas. Este sistema de refrigeración suele utilizar agua y aceite soluble entre varios líquidos.

Cubiertas/Cubiertas Completas

Estas cubiertas ayudan a reducir las salpicaduras provocadas por las operaciones de fresado. Asimismo, protege a los maquinistas y al medio ambiente de la operación de mecanizado.

Cargadores de carga rápida

Las mesas lanzadera u otros sistemas automatizados de carga de piezas ayudan a aumentar la productividad del centro de mecanizado vertical CNC al tiempo que reducen el tiempo de inactividad.

Transportador de tornillo/virutas

Los transportadores de virutas o los sinfines pueden ayudar a mover las virutas del área de trabajo para facilitar la productividad y eliminar el tiempo de inactividad al palear manualmente las virutas de desecho.

Aplicaciones y Usos de los Centros de Mecanizado Verticales

Los centros de mecanizado verticales CNC pueden mecanizar varias piezas y productos para diferentes industrias y usos. Sectores como el aeroespacial, la industria manufacturera, los fabricantes de maquinaria y el sector médico utilizan esta tecnología de mecanizado CNC debido a su alta precisión y aplicaciones de producción en volumen.

Estas son algunas de las piezas mecanizadas:

Piezas con formas inusuales

Estructuras como una canasta o una base tienen formas irregulares. La mayoría de estas piezas mecanizadas requieren un procesamiento mixto multipunto de punto, línea y cara. Los centros de fresado vertical con capacidad de mecanizado automático le permiten mecanizar estos componentes complejos que a menudo son difíciles de crear utilizando técnicas tradicionales.

Pieza tipo caja

Las piezas CNC de tipo caja son aquellas que tienen un sistema de un solo orificio y varias cavidades en su interior. Estas piezas tipo caja son comunes en automóviles y aviones. – Bloque de motor, caja de husillo, carcasa de bomba de engranajes, bloque de motor diésel. Con un centro de mecanizado vertical, puede ejecutar entre el 60 y el 95 % del funcionamiento de máquinas herramienta estándar con una sola sujeción.

Además, los centros verticales tienen alta precisión, eficiencia, rigidez y cambiador automático de herramientas. Siempre que la secuencia del proceso esté bien programada y se utilicen accesorios y herramientas adecuados, se pueden resolver los difíciles problemas del mecanizado de piezas tipo caja.

Piezas complejas con muchas curvas

Componentes como hélices, levas e impulsores con curvas complejas son estándar en la aviación y el transporte. Las máquinas herramienta tradicionales hacen que estos componentes con piezas curvas, contornos de superficie y cajas/fundición con cavidades internas cerradas sean difíciles de crear con la precisión de mecanizado deseada.

Sin embargo, los centros de mecanizado verticales de ejes múltiples integrados con la tecnología de máquinas CNC ayudan a producir piezas curvas con la mayor precisión y exactitud de manera eficiente y en un período más corto.

Nuevas piezas en producción de prueba

El centro de mecanizado vertical ofrece alta flexibilidad y adaptabilidad. Cuando cambia el objeto mecanizado, puede crear e ingresar nuevos programas, cambiar algunos segmentos del programa o utilizar instrucciones especiales específicas.

Por ejemplo, puede utilizar la función de zoom para producir piezas con la misma forma pero de diferentes tamaños. Ofrece una excelente comodidad para la producción de lotes pequeños, pruebas de nuevos productos o producción de variedades múltiples. Además, reduce el ciclo de preparación de la producción y fabricación de prueba.

Diferencias entre centros de mecanizado verticales y horizontales

Los centros de mecanizado CNC son máquinas herramienta sofisticadas con automatización integrada, mecanizado compuesto, versatilidad y alta velocidad. Los centros de mecanizado horizontales y verticales son las fresadoras CNC estándar. Esta sección analiza las diferencias entre las capacidades estructurales y el rendimiento técnico de estas máquinas herramienta.

La orientación del husillo

Ambas máquinas poseen diferentes orientaciones que permiten disfrutar de la profundidad que ofrecen los centros de mecanizado horizontales o la precisión que aporta el mecanizado vertical a la mesa. Esta es una diferencia principal entre estas dos máquinas. La orientación o estructura del husillo determina cómo interactúa/se relaciona el cortador con la pieza de trabajo.

Geometría de herramienta

La geometría de una herramienta a menudo influye en las especificaciones y resultados de corte. Los centros de mecanizado horizontales son más cortos y gruesos, lo que significa que tienen la estabilidad necesaria para mantener la resistencia mientras mecanizan cortes más profundos.

Por otro lado, el mecanizado vertical es más preciso e ideal para piezas más pequeñas. Sin embargo, esto tiene sus desventajas. No permite mecanizar cortes más profundos debido a la vibración, lo que produce desviaciones respecto a los diseños.

Especificaciones de corte y precisión

Los centros horizontales funcionan mejor que los centros verticales al considerar sus tasas de eliminación. Tienen una estabilidad muy alta y pueden producir cortes más profundos. Generalmente, las máquinas verticales se utilizan habitualmente para operaciones limitadas como ranurado y refrentado. Pero pueden ser muy precisos con los cortes y la superficie de acabado. Por lo tanto, esta capacidad de corte limitada da como resultado una tasa de eliminación más baja.

Número de lados a mecanizar

Los centros de mecanizado verticales, especialmente las fresadoras de 5 ejes, son más adecuados para trabajar en múltiples lados de las piezas de trabajo. A menudo vienen con palés integrados con accesorios o lápidas adjuntas. También ha mejorado considerablemente la utilización del husillo en los centros de mecanizado verticales. Como resultado, es más fácil acceder al frente y a los lados de las piezas de trabajo. Esto mejora la productividad y reduce el error humano. Sin embargo, estas capacidades se limitan a los centros de mecanizado horizontales.

Costo de cada máquina

Las máquinas horizontales son mucho más caras de comprar y mantener. Además, requieren maquinistas profesionales para manejar sus operaciones. Como resultado, esto aumenta el coste total de fabricación.

Las máquinas verticales, por otro lado, cuestan menos que las horizontales. Asimismo, las operaciones y mantenimiento de los centros de torneado y fresado verticales son mucho más sencillos en comparación con las máquinas horizontales. Como resultado, los hace adecuados para todas las producciones a pequeña escala.

¿Cómo elegir el centro de mecanizado adecuado para su proyecto?

No hay duda de que el centro de mecanizado vertical es una máquina herramienta ampliamente adoptada y utilizada en varios talleres mecánicos profesionales. Sin embargo, es fundamental tener en cuenta las amplias capacidades de los centros de mecanizado verticales a la hora de elegir uno para su proyecto.

Varios centros de mecanizado verticales pueden realizar diferentes operaciones de mecanizado, mientras que otros son adecuados para tareas especializadas específicas. Los VMC brindan múltiples capacidades de ajuste y versatilidad y son bastante duraderos. Más importante aún, realice una evaluación crítica de las especificaciones de su proyecto y las capacidades del centro de máquina vertical para descifrar si es lo mejor para su proyecto.

Centro de mecanizado integral de WayKen

Comprar un centro de mecanizado vertical puede suponer un coste elevado y puede optar por subcontratar su proyecto de mecanizado a un taller de mecanizado CNC profesional. En WayKen, ofrecemos servicios integrales de mecanizado CNC. Equipados con avanzados centros de mecanizado verticales y fresadoras de 3,4,5 ejes, somos totalmente capaces de atender todos sus proyectos de mecanizado.

De 1 a 10,000 piezas de producción, garantizamos entregarle precios competitivos y altos estándares de calidad. Si desea obtener los mejores resultados de su proyecto, contáctenos hoy y ¡hagamos realidad sus ideas!

Conclusión

El centro de mecanizado vertical es una máquina versátil y robusta que maneja operaciones de mecanizado complejas. Los modelos avanzados de centros de mecanizado verticales CNC cuentan con una tecnología sofisticada que permite mecanizar piezas con las tolerancias más estrictas. Además, mejora el tiempo de actividad y, por lo general, se puede personalizar para cumplir con las especificaciones de su pieza. Los centros de máquinas verticales tienen alta velocidad y ofrecen una calidad excelente.

Preguntas frecuentes

¿Cuáles son las limitaciones de las fresadoras CNC?

Las fresadoras CNC generalmente tienen numerosas limitaciones debido al movimiento del eje, el tamaño, las capacidades de la herramienta y el grado de libertad. Además, el coste total de mantenimiento de las fresadoras CNC es otra limitación importante.

¿Cuál es la velocidad de avance en el centro de mecanizado vertical?

La velocidad de avance se refiere a la velocidad a la que la herramienta de corte trabaja a lo largo de la pieza de trabajo durante su única rotación.

¿Para qué se utilizan los centros de mecanizado verticales?

Los centros de mecanizado verticales se utilizan a menudo para proyectos de producción en masa de alta precisión para varias industrias. Se utilizan más ampliamente en las industrias automotriz y aeroespacial debido a su eficiencia y capacidad para fabricar componentes complejos y de alta precisión.