Optimización de soluciones de sujeción de piezas:consideraciones clave para la configuración y la precisión

Incluso con herramientas de corte avanzadas, puede resultar complicado producir piezas con alta exactitud y precisión si no existe un método de sujeción de la pieza. Los dispositivos de sujeción ayudan a sujetar las piezas firmemente durante el mecanizado. Desde prensas de fresado hasta plantillas y accesorios, hay muchas opciones de sujeción disponibles.

Sin embargo, el tipo de materiales con los que está trabajando y la cantidad de piezas que desea producir son factores que influyen a la hora de determinar el método más viable a adoptar. Este artículo analiza las diferentes soluciones de sujeción disponibles, su ubicación y los factores que debe considerar antes de elegir un método de sujeción.

¿Qué es una sujeción en el mecanizado?

Un sujetapiezas es cualquier herramienta o dispositivo que impide que una pieza de trabajo se mueva de su posición original durante un proceso de mecanizado. Más detalladamente, un dispositivo de sujeción realiza dos tareas básicas; localización y sujeción.

La localización ayuda a alinear la pieza de trabajo con la herramienta de corte. Por otro lado, la sujeción sujeta la pieza de trabajo con suficiente firmeza para soportar la fuerza del corte y al mismo tiempo evita que se deformen el dispositivo de sujeción y la pieza.

Además, en el proceso de mecanizado CNC, un dispositivo CNC sujeta firmemente una pieza de trabajo mientras una plantilla CNC dirige el movimiento del cortador. Aunque un soporte de mecanizado no realiza ninguna operación de corte, son valiosos y son las herramientas no cortantes más importantes.

¿Por qué debería elegir un método de sujeción fuerte?

Elegir un método de sujeción de piezas CNC sólido es tan importante como elegir la herramienta de corte adecuada para su pieza. Los dispositivos de sujeción, cuando se usan correctamente, permiten que la máquina CNC funcione a su máxima capacidad para producir piezas de alta calidad. Un método de sujeción fuerte es importante por lo siguiente:

Aumento de la inmovilidad de la pieza

Para lograr una alta exactitud y precisión, toda la operación de corte debe ser estable e inmóvil. La máquina CNC, el dispositivo de corte, la pieza de trabajo y el método de sujeción empleado contribuyen a la rigidez del proceso de mecanizado. Incluso un ligero movimiento durante la operación de mecanizado puede provocar errores que requieran rehacer las piezas. Con un método de sujeción sólido, puede minimizar el tiempo y los gastos asociados con el mecanizado.

Asegúrelo contra las fuerzas del mecanizado

El mecanizado genera algunas fuerzas que pueden afectar la posición de la pieza de trabajo y la posterior precisión del proceso. Como resultado, la pieza de trabajo impide su movimiento fijándola en su lugar. Esto es muy importante, especialmente cuando se mecanizan diseños con esquinas internas afiladas o cuando se trabaja con técnicas CNC como fresado y torneado que generan un par elevado.

Mantenga la seguridad

La seguridad del operador y de la pieza de trabajo depende de qué tan fuerte sea el método de sujeción de la pieza. Aunque la máquina CNC contendrá la pieza de trabajo. Puede que este no sea siempre el caso. Si el dispositivo de sujeción no es lo suficientemente fuerte, la pieza de trabajo o fragmentos de la herramienta de corte pueden salir volando. Por tanto, la pieza de trabajo debe permanecer estacionaria para garantizar la seguridad de los empleados.

Ejemplos de soluciones de sujeción que puede utilizar en la fabricación de piezas

Los siguientes son ejemplos de dispositivos de sujeción que puede utilizar para sujetar la pieza de trabajo durante las operaciones de corte.

Tornillo de fresado

Ésta es la solución de sujeción de piezas más popular. El tornillo de banco de fresado más común utilizado es el tornillo de banco de maquinista. Un tornillo de banco de maquinista utiliza sus mandíbulas para mantener una pieza inmóvil mientras el cortador gira a través de ella.

Puede sujetar la pieza entre las mordazas fijas y móviles. Debido a que estas prensas generalmente están hechas de materiales blandos, es posible que no funcionen con todos los materiales de ingeniería.

Sin embargo, puede utilizar cualquier tornillo de banco para fresar para sujetar plásticos, acero, aluminio y otros materiales. Además, la forma y el grosor del material influyen en su uso. Cuando utilice prensas de fresado, configúrelas adecuadamente para producir piezas precisas.

Placas y Abrazaderas

Tanto las placas como las abrazaderas se utilizan para la fijación de fresadoras CNC. El dispositivo de sujeción más sencillo es una abrazadera personalizable para satisfacer las necesidades de una pieza concreta y adecuada para trabajar con metales de todo tipo, incluidos aluminio, hierro fundido, latón y acero.

Una abrazadera es una forma de palanca que funciona como todas las palancas. Una parte sujeta la superficie de la pieza de trabajo. Como las placas y abrazaderas están hechas de acero que puede endurecerse aún más, son muy resistentes al desgaste y puedes reutilizarlas.

Mandíbulas blandas

Las mandíbulas blandas están fabricadas con metales blandos como el aluminio. Pueden contener piezas con formas complejas y puedes reutilizarlas si las piezas tienen el mismo diseño. Pero, debido a que las mandíbulas blandas no son muy resistentes al desgaste, es posible que no sean útiles cuando se manipulan grandes cantidades de piezas. En este caso, puede optar por mandíbulas duras.

Aunque las mandíbulas blandas son útiles en las operaciones de mecanizado CNC, fabricarlas puede resultar un desafío. Las herramientas de sujeción no aumentan directamente los beneficios de la empresa. Por lo tanto, el proceso de fabricación debería considerarse rentable.

Abrazaderas para escalones

Con las abrazaderas escalonadas, se puede acceder a la superficie de una pieza mientras se trabaja en ella. Esto reduce su interferencia con la herramienta de corte. Las abrazaderas escalonadas agarran una pieza presionando contra sus lados. Además, este dispositivo funciona bien tanto con fresado manual como con mecanizado CNC.

Las abrazaderas escalonadas proporcionan una manera firme de asegurar una pieza de trabajo. Sin embargo, tienen algunos inconvenientes. No solo requiere reconfiguración antes de cada uso, sino que el tiempo para configurarlo también es relativamente largo.

Placas de fijación

Las placas de fijación utilizan numerosos orificios roscados para sujetar las piezas mientras se trabaja en ellas. Normalmente, los tornillos que encajan en estos orificios sirven como protección y pueden retirarse cuando esté listo para utilizar un orificio en particular.

Las placas de fijación son populares porque pueden sujetar la mayoría de los materiales, incluidas piezas grandes, complejas y de formas inusuales. Además, los costos de mantenimiento son bajos y pueden realizar tareas especializadas.

Posicionamiento de dispositivos de sujeción

Hay dos componentes principales de un método de sujeción de piezas:el dispositivo de sujeción de piezas y la herramienta utilizada para posicionarlo. Las siguientes son algunas herramientas que puede utilizar para configurar dispositivos de sujeción.

Ranuras en T

Una ranura en T es un dispositivo de sujeción con un corte en forma de T que se utiliza para asegurar piezas de trabajo en la bancada de una máquina. Es el dispositivo más común utilizado para configurar y posicionar soluciones de sujeción de piezas. Son fiables y fáciles de usar. Sin embargo, con las ranuras en T, puede resultar complicado reposicionar el dispositivo de sujeción. La acumulación de restos y suciedad también limita su uso.

Subplacas de accesorios

Las subplacas de fijación proporcionan superficies planas y estables para colocar los dispositivos de sujeción durante las operaciones de mecanizado. Las subplacas de fijación tienen diferentes formas y están fabricadas con diferentes materiales. Estas placas son fáciles de usar y puedes colocarlas vertical u horizontalmente para un posicionamiento preciso.

Placas de herramientas

Es similar a las subplacas de fijación. Las placas de herramientas tienen orificios que posicionan los dispositivos de sujeción con precisión. Este posicionamiento preciso permite que una pieza cumpla con las tolerancias de mecanizado.

Fijación modular

Un dispositivo modular puede ser la mejor opción para ahorrar costes. Estos dispositivos sostienen perfectamente los dispositivos de sujeción y puedes usarlos varias veces. Los sistemas de fijación modulares pueden venir con orificios en forma de rejilla o ranuras en T. Los sistemas con orificios de rejilla son más resistentes y tienen un mejor posicionamiento.

Accesorios de muñón

Los accesorios de muñón son ideales para aplicaciones automatizadas como el mecanizado CNC. El dispositivo se puede configurar en minutos y utiliza pasadores localizadores para posicionar rápidamente los dispositivos de sujeción. Con los accesorios de muñón, uno puede estar seguro de la coherencia entre lotes.

Lápidas

Es aconsejable utilizar lápidas con dispositivos más compactos en lugar de aparatos voluminosos como tornillos de fresado. Las lápidas son una herramienta de posicionamiento confiable y eficiente para operaciones de mecanizado CNC. Más importante aún, la mayoría de las lápidas ya tienen tapones para los orificios instalados en la rejilla. Esto agiliza la limpieza y minimiza la acumulación de virutas.

Columna de herramientas

Las columnas de herramientas están fabricadas con aluminio o hierro fundido. Por este motivo, son muy resistentes al desgaste y puedes utilizarlos varias veces. Las columnas de herramientas se están volviendo populares porque proporcionan superficies para fijar y posicionar dispositivos de sujeción y piezas de trabajo.

La configuración de una solución de sujeción de piezas CNC depende del tipo de materiales, el punto de contacto y otros factores. Esta sección habla sobre los factores y lo que usted puede hacer al configurar la solución de sujeción:

Tipo de material

El material con el que está trabajando afecta significativamente la resistencia de su dispositivo de sujeción. Existen muchos materiales de ingeniería con diferentes texturas. Como regla general, cuanto más duro sea el material, mayor será la fuerza necesaria para sujetarlo. Por ejemplo, debido a que las prensas de fresado están hechas de materiales blandos, son más adecuadas para materiales blandos como plásticos y aluminio. Por otro lado, las mandíbulas duras pueden trabajar tanto con materiales duros como blandos.

Tamaño y forma del material

Este es otro factor clave que puede utilizar para reducir las opciones de sujeción de piezas. Una parte de forma irregular puede necesitar atención especial. Por ejemplo, fresar una pieza grande con formas y geometrías complejas requerirá accesorios más robustos que puedan soportar la fuerza de la operación de fresado. Además, puedes utilizar un dispositivo de sujeción simple si la pieza es pequeña y tiene una superficie plana.

Punto de contacto

También es necesario considerar el punto de contacto del dispositivo de sujeción y la pieza de trabajo. ¿Quiere que su dispositivo sujete los lados o la superficie de su pieza de trabajo? ¿Debe ser fácilmente accesible la superficie durante la operación de mecanizado? Estas son algunas de las preguntas que debe hacerse para elegir la solución de sujeción ideal para su pieza.

Número de piezas

La elección de la solución de sujeción debe depender del número de piezas que desee fabricar. Los dispositivos de sujeción utilizados para la producción a pequeña escala se diferencian de los de gran escala porque se desgastan con el tiempo. Si bien es posible pausarlos y cambiarlos durante el proceso de mecanizado, esto puede llevar mucho tiempo. Por lo tanto, considerar la cantidad de piezas que desea producir le ayudará a reducir las opciones a la hora de elegir los soportes de pieza adecuados para su proyecto.

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Desde la creación de prototipos hasta ciclos de producción completos, el éxito de cualquier operación depende de la solución de sujeción utilizada. Por este motivo, seleccionar la herramienta ideal para tu proyecto es fundamental. La solución ideal de sujeción de piezas no solo debe ser duradera y reutilizable para reducir costos. También deben ser fáciles de configurar para ahorrar tiempo y aumentar la productividad.

Todo el proceso de instalación del soporte de pieza adecuado puede resultar complicado. Es recomendable trabajar con expertos en fabricación. En WayKen, contamos con un equipo profesional que ofrece excelentes servicios de fabricación personalizados y sólidas soluciones de sujeción.

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Conclusión

Una buena configuración de sujeción de piezas puede agilizar las tiradas de producción rápidas y al mismo tiempo garantizar que todas las piezas del lote cumplan con las especificaciones. Debe saber que no existe una solución estándar para elegir el mejor método de proyecto. Puede considerar la versatilidad del dispositivo de sujeción. Esto se debe a que la fabricación tiene como objetivo reducir los costos y al mismo tiempo producir piezas de alta calidad.

Preguntas frecuentes

¿Cuáles son las características de un buen dispositivo de sujeción?

Un buen dispositivo de sujeción no sólo debe sujetar y posicionar la pieza de trabajo con respecto a la herramienta de corte. También debe resistir la fuerza asociada con la operación de mecanizado.

¿Existe alguna diferencia entre mandíbulas blandas y duras?

La principal diferencia es el material utilizado para fabricarlos. Las mandíbulas duras están hechas de acero endurecido. Por otro lado, las mandíbulas blandas están hechas de metales más blandos como el aluminio o el hierro fundido.

¿Qué son las plantillas y accesorios de sujeción?

Las plantillas y los accesorios no realizan la misma función. Un accesorio sujeta la pieza. Las plantillas no sólo sujetan las piezas, sino que también dirigen el cortador.