Uno de los errores más fáciles de cometer al comprar una máquina CNC es elegir el recorrido de la máquina directamente a partir de las dimensiones de la pieza de trabajo.
Si su pieza más grande tiene 800 mm de largo, puede parecer lógico buscar una máquina CNC con 800 mm de recorrido del eje X-.
Pero eso no suele ser suficiente.
El espacio real necesario para el mecanizado depende de mucho más que las dimensiones de la pieza en bruto. Los accesorios, el acceso a las herramientas, la sujeción de piezas, la holgura, la dirección de mecanizado y la posición de las funciones afectan el recorrido requerido de la máquina CNC.
Esta es la razón por la que un buen proveedor de máquinas CNC no debería seleccionar una máquina simplemente haciendo coincidir el tamaño de la pieza con los números X/Y/Z.
El mejor enfoque es comenzar con la configuración completa del mecanizado.
1. El recorrido de la máquina CNC no es el mismo que el tamaño máximo de la pieza de trabajo
Los recorridos X, Y y Z de una máquina CNC describen qué tan lejos pueden moverse sus ejes.
No significan que se pueda mecanizar cómodamente una pieza con exactamente las mismas dimensiones.
Por ejemplo, suponga que su pieza mide:
800 × 500 × 400 milímetros
Sería arriesgado seleccionar una máquina simplemente porque tiene:
X=800 milímetros
Y=500 mm
Z=400 mm
Casi no habría subsidio para:
Dimensiones del accesorio
Enfoque de herramienta
Posicionamiento de la pieza de trabajo
Reprimición
Longitud de la herramienta
Distancia de seguridad
Mecanizado más allá del límite nominal de la pieza
Técnicamente, la máquina puede adaptarse a las dimensiones, pero el proceso de mecanizado real podría ser extremadamente restrictivo.
En la práctica, el recorrido requerido de la máquina CNC normalmente debería ser mayor que la propia pieza de trabajo.
El margen exacto depende de la configuración de la máquina y del proceso de mecanizado.
2. Comience con la parte más grande, pero no se detenga ahí
Si tiene varias piezas, identifique primero la pieza de trabajo representativa más grande.
Luego mire tres dimensiones:
Longitud
Ancho
Altura
Suelen corresponder a los de la máquina:
Recorrido del eje X-
Recorrido del eje Y-
Rango de trabajo del eje Z-
Pero no los combine simplemente uno-a-uno.
Por ejemplo, un componente largo puede tener una dimensión X grande pero requiere muy poco mecanizado cerca de cualquiera de los extremos.
Otro componente puede ser más pequeño en general, pero tener cavidades profundas o funciones ubicadas cerca del borde, lo que crea un mayor requisito de acceso a herramientas-.
Por lo tanto, al elegir el recorrido de la máquina CNC según el tamaño de la pieza de trabajo, pregunte:
¿Dónde tiene lugar realmente el mecanizado?
Esa pregunta puede ser más importante que las dimensiones generales de la pieza.
3. Recorrido del eje X-: normalmente, la primera dimensión que comprueban los compradores
Para un centro de mecanizado vertical convencional, el recorrido del eje X-generalmente determina qué tan lejos se puede cubrir la pieza de trabajo de izquierda a derecha.
Si su pieza tiene 900 mm de largo, debe considerar algo más que simplemente encontrar un VMC con 900 mm de recorrido X.
También necesitas espacio para:
Posicionamiento del accesorio
Reprimición
Enfoque de herramienta
Autorización
Características cerca de ambos extremos de la pieza.
Por ejemplo, la gama VMC de Dabai incluye modelos con diferentes áreas de trabajo, lo que permite a los compradores adaptar el tamaño de la máquina a los diferentes requisitos de producción. Una especificación VMC actual enumera un recorrido X/Y/Z de 800/550/550 mm con una mesa de trabajo de 1000 × 550 mm y una carga máxima de mesa de 500 kg.
Esto ilustra un punto importante:
El recorrido de la máquina y el tamaño de la mesa están relacionados, pero no son la misma especificación.
Una máquina puede tener una mesa grande sin proporcionar la misma cantidad de recorrido de eje utilizable.
4. El recorrido del eje Y-se vuelve importante cuando la pieza es ancha
Los compradores suelen prestar más atención al largo de la pieza que al ancho.
Pero si la pieza de trabajo es ancha, el recorrido insuficiente del eje Y-puede convertirse en el factor limitante.
Imaginemos un plato que mide:
1200 × 700 milímetros
Una máquina con suficiente recorrido X aún puede tener problemas si el recorrido del eje Y-es demasiado pequeño.
Esto se vuelve especialmente importante cuando:
Los agujeros están ubicados lejos del centro.
Los bolsillos grandes se extienden hacia los bordes.
Es necesario llegar a múltiples funciones desde diferentes direcciones
Un aparato ocupa parte de la mesa.
Para placas grandes y componentes anchos, compare el recorrido real del eje Y-con el área de mecanizado en lugar de mirar solo las dimensiones de la mesa.
5. El recorrido del eje Z-es más complicado que la altura parcial
Aquí es donde muchos-compradores primerizos cometen errores.
Si la pieza tiene 400 mm de altura, no significa automáticamente que necesite 400 mm de recorrido del eje Z-.
La máquina también debe alojar:
Altura del accesorio
Portaherramientas
Longitud de la herramienta de corte
Posición del husillo
Autorización requerida
Profundidad de corte real
Por ejemplo:
Altura de la pieza: 300 mm
Altura de fijación: 150 mm
Extensión de herramienta y portaherramientas: 150 mm
El husillo puede necesitar un movimiento vertical considerablemente mayor del que sugiere la altura de la pieza de 300 mm.
Es por eso que la selección del eje Z-debe basarse en la pila de mecanizado completa, no solo en la altura de la pieza de trabajo.
Para piezas altas, moldes, cavidades profundas y accesorios grandes, esta puede ser una de las especificaciones de máquinas CNC más importantes a verificar.
6. No olvides el accesorio
Una máquina puede tener suficiente recorrido para la pieza pero seguir siendo inadecuada una vez instalado el accesorio.
Consideremos un ejemplo sencillo.
Su pieza de trabajo es:
600 × 400 × 250 milímetros
Pero el partido añade otro:
100 mm de altura
Ahora las condiciones de trabajo reales son muy diferentes.
Si también necesita una herramienta larga para llegar a una cavidad profunda, el husillo necesita espacio adicional.
Por este motivo, siempre que sea posible, debe proporcionar al fabricante de la máquina CNC el método de sujeción real.
Diles:
Dimensiones de la pieza
Peso de la pieza
Dimensiones del accesorio
Método de sujeción
Dirección de mecanizado requerida
Esto permite al proveedor evaluar el entorno de mecanizado real.
7. El tamaño de la pieza de trabajo no es el mismo que el del contorno de mecanizado
Esta distinción es particularmente importante.
Tamaño de la pieza de trabajo
Las dimensiones físicas de la pieza en bruto o terminada.
envolvente de mecanizado
El espacio en el que la máquina puede realmente mover la herramienta de corte y alcanzar las características requeridas.
Una pieza puede caber físicamente en la mesa pero aún así ser difícil o imposible mecanizarla de manera eficiente.
Por ejemplo, un dispositivo grande puede impedir que el eje alcance una característica cercana al borde.
Una pieza de trabajo alta puede reducir el espacio libre del husillo.
Una herramienta larga puede crear interferencias con la estructura de la máquina.
Por lo tanto, al comparar el recorrido de una máquina CNC, piense en términos de:
Pieza + accesorio + herramienta + holgura del husillo + movimiento de corte
en vez de:
Solo dimensiones de la pieza
8. El acceso a las herramientas puede cambiar el recorrido requerido de la máquina
Supongamos que una pieza tiene una cavidad interna profunda.
Las dimensiones exteriores pueden ser relativamente pequeñas, pero la herramienta debe penetrar profundamente en la pieza de trabajo.
Una herramienta más larga puede resolver el problema del alcance, pero puede introducir otro problema:
Deflexión y vibración de la herramienta.
Las herramientas largas son generalmente menos rígidas que las cortas.
Esto puede afectar:
Acabado superficial
Precisión dimensional
Vida útil de la herramienta
Estabilidad de corte
Por lo tanto, simplemente seleccionar una máquina con un eje Z-más largo no siempre es la solución correcta.
A veces la mejor solución es mejorar:
Selección de herramientas
sujeción de piezas
Configuración de la máquina
Accesibilidad del husillo
Estrategia de mecanizado
Un buen proveedor de máquinas CNC debería evaluar el problema de acceso a la herramienta en lugar de simplemente recomendar un mayor recorrido del eje Z-.
9. ¿Cuándo tiene sentido una máquina CNC más grande?
Una preocupación común es:
"¿Deberíamos comprar la máquina más pequeña que pueda adaptarse a la pieza o elegir un centro de mecanizado CNC más grande?"
La máquina más pequeña posible no siempre es la opción más económica.
Si la máquina está demasiado cerca de los límites de la pieza de trabajo, puede encontrar:
Sujeción difícil
Acceso limitado a herramientas
Más configuraciones
Longitudes de herramienta más largas
Acceso restringido al operador
Dificultad para agregar tamaños de piezas futuras
Por otro lado, comprar una máquina que sea sustancialmente más grande que sus requisitos de producción reales puede aumentar:
Costo de compra
Espacio de piso
Consumo de energía
Requisitos de herramientas
Costo de mantenimiento
Por tanto, el objetivo no es maximizar el recorrido de la máquina CNC.
El objetivo es seleccionar suficientes recorridos para realizar las operaciones requeridas cómodamente, con un margen razonable para los accesorios y las necesidades de producción futuras.
10. ¿Cuándo debería considerar un centro de mecanizado de pórtico?
Si sus piezas de trabajo son significativamente más grandes de lo que un VMC o HMC convencional puede acomodar, es posible que sea necesario cambiar la configuración de la máquina.
Aquí es donde cobra relevancia un centro de mecanizado tipo pórtico.
La gama de pórticos de Dabai incluye modelos de gran-formato como el G2019Z, con recorrido X/Y/Z de 2000/1900/800 mm, una mesa de trabajo de 2200 × 1600 mm y una carga máxima de 4,5 toneladas.
La cuestión no es simplemente que una máquina de pórtico tenga un recorrido mayor.
Toda su estructura está diseñada para mecanizar piezas de trabajo sustancialmente más grandes.
Para moldes, matrices, componentes estructurales y otras piezas de gran tamaño de gran tamaño, es necesario tener en cuenta:
- Entorno de trabajo
- Carga de mesa
- Rigidez estructural
- Alcance del husillo
- Acceso a la pieza de trabajo
- Disposición de accesorios
Si sus piezas se acercan a los límites prácticos de un centro de mecanizado vertical convencional, puede ser más apropiado evaluar una configuración de pórtico en lugar de simplemente buscar un VMC con un poco más de recorrido.
11. Gran parte no siempre significa pórtico
Esta distinción es importante.
Supongamos que tiene un componente de 1500 mm-de largo, pero solo necesita mecanizar una pequeña sección.
Una máquina de pórtico muy grande puede no ser necesariamente la mejor solución.
Consideremos ahora un molde de 1.500 mm donde la mayor parte de la superficie requiere fresado continuo.
Esa es una aplicación completamente diferente.
El segundo caso impone exigencias mucho mayores a:
Entorno de trabajo de la máquina
Movimiento del husillo
Rigidez estructural
Estabilidad del mecanizado de superficies
Por eso, a la hora de seleccionar un centro de mecanizado pórtico no preguntes sólo:
"¿Qué tan grande es la pieza?"
Preguntar:
"¿Qué parte de la pieza debe mecanizarse y cómo debe moverse la herramienta alrededor de ella?"
Esto le brinda una base mucho mejor para la selección de la máquina.
12. Cómo elegir el recorrido para un centro de mecanizado de 5 ejes
El mecanizado de 5 ejes introduce otra consideración.
El tamaño físico de la pieza no es la única limitación porque los ejes giratorios también requieren espacio.
Al elegir un centro de mecanizado de 5 ejes, considere:
- Diámetro de la pieza
- Altura de la pieza de trabajo
- Dimensiones de la mesa giratoria
- Peso máximo de la pieza de trabajo
- Espacio libre del eje-giratorio
- Interferencia de herramientas
- Ángulo de inclinación
- Espacio libre del husillo
Una pieza que cabe cómodamente en una máquina de 3 ejes puede resultar más difícil de acomodar después de agregar una mesa giratoria o un muñón.
El eje giratorio cambia la envolvente de mecanizado efectiva.
Es por eso que la selección de una máquina de 5 ejes debe basarse en la configuración cinemática completa en lugar de simplemente comparar el recorrido X/Y/Z.
13. Los centros de mecanizado horizontales requieren una vista diferente del espacio de trabajo
Para un centro de mecanizado horizontal, la orientación de la pieza de trabajo cambia la forma en que se debe evaluar el entorno de trabajo.
En lugar de pensar únicamente en si la pieza cabe en la mesa, considere:
- Dimensiones del accesorio o lápida
- Altura de la pieza
- Longitud de la herramienta
- Espacio libre del husillo
- Indexación rotativa
- Acceso a múltiples caras
La ventaja de un centro de mecanizado horizontal a menudo proviene de su capacidad para mecanizar múltiples lados de manera eficiente.
Por lo tanto, reducir el número de configuraciones puede ser más valioso que simplemente tener un recorrido lineal adicional.
Si una máquina con un recorrido ligeramente menor puede mecanizar cuatro caras en una configuración, mientras que un VMC más grande requiere varias configuraciones, la máquina más pequeña puede producir la pieza de manera más eficiente.
14. Deje suficiente espacio para piezas futuras
A menudo se espera que una máquina CNC permanezca en producción durante muchos años.
Por lo tanto, no dimensione la máquina exclusivamente en función de las piezas más pequeñas de hoy en día.
Mire las piezas que espera producir en los próximos años.
Por ejemplo:
Producción actual:
600 × 400 × 300 milímetros
Posibles piezas futuras:
800 × 500 × 400 milímetros
Si la máquina se compra sin casi ningún margen por encima del tamaño de pieza actual, es posible que alcance rápidamente su límite práctico.
Esto no significa que debas comprar automáticamente una máquina mucho más grande.
En su lugar, identifique el rango de tamaño de pieza-realista de su negocio y seleccione la máquina dentro de ese rango.
Esto es especialmente importante para los fabricantes que operan con producción mixta.
15. Una forma práctica de calcular el recorrido requerido de su máquina CNC
En lugar de simplemente agregar una cantidad fija a las dimensiones de la pieza de trabajo, utilice este proceso.
Paso 1: Mida la pieza de trabajo más grande
Registro:
Largo × Ancho × Alto
Paso 2: agregue las dimensiones reales del accesorio
Incluya la altura y la huella del sistema de sujeción.
Paso 3: Identificar las características de mecanizado más alejadas
La máquina debe llegar a los puntos más alejados de la referencia de configuración.
Paso 4: Verifique el acceso a la herramienta
Determine si la longitud requerida de la herramienta crea interferencia o saliente excesivo.
Paso 5: Verifique la holgura del eje
Asegúrese de que el husillo y el portaherramientas puedan acercarse a las superficies requeridas.
Paso 6: Verifique el sobre completo de la máquina
Compare los requisitos anteriores con:
- Recorrido del eje X-
- Recorrido del eje Y-
- Recorrido del eje Z-
- Tamaño de la mesa
- Distancia del husillo-a-mesa
- Espacio libre de columnas
Paso 7: considere la producción futura
Compruebe si la máquina puede adaptarse a la próxima generación realista de piezas que espera producir.
Este es un método mucho más seguro que simplemente hacer coincidir las dimensiones de la pieza de trabajo con el recorrido anunciado de la máquina.
16. Ejemplo: elección de una máquina CNC para una pieza de 800 mm
Supongamos que su componente más grande es:
800 × 500 × 350 milímetros
Requiere:
Fresado de superficie-superior
Perforación lateral
Múltiples bolsillos
tocando
Un elemento principal
Una máquina con exactamente:
X 800 / Y 500 / Z 350 mm
sería un mal punto de partida.
No tiene ninguna tolerancia práctica para el accesorio, el enfoque de la herramienta, el posicionamiento o la holgura.
Una máquina mejor puede tener un recorrido sustancialmente mayor, dependiendo del accesorio real y del proceso de mecanizado.
Ahora cambia la situación.
Supongamos que la misma pieza requiere mecanizado en cuatro lados.
La pregunta ya no es simplemente:
"¿Cuánto recorrido X/Y/Z necesitamos?"
También deberías preguntar:
"¿Un centro de mecanizado horizontal reduciría el número de configuraciones?"
O, si se trata de varias superficies en ángulo:
"¿Un centro de mecanizado de 5 ejes aprovecharía mejor el espacio de trabajo disponible?"
Por este motivo, el recorrido de la máquina siempre debe evaluarse junto con la configuración de la máquina.
17. ¿Qué debería enviarle a un fabricante de máquinas CNC?
Si desea una recomendación precisa para el recorrido de la máquina CNC, envíe al fabricante:
- Dibujo de la parte más grande
- Modelo 3D si está disponible
- Dimensiones de la pieza
- Peso de la pieza
- Dimensiones del accesorio
- Método de sujeción
- Características críticas de mecanizado
- Longitudes de herramienta requeridas
- Número de configuraciones
- Material
- Volumen de producción
El dibujo es especialmente útil porque el fabricante puede ver si el problema es realmente el desplazamiento de la máquina o si es causado por el acceso a la herramienta, la interferencia de los accesorios o la orientación del mecanizado.
Un fabricante profesional de máquinas CNC debería poder explicar por qué un rango de recorrido particular es apropiado para sus piezas en lugar de simplemente recomendar la máquina más grande disponible.
Final: elija la envolvente de trabajo, no solo los números X/Y/Z
Elegir el recorrido de la máquina CNC en función del tamaño de la pieza de trabajo no es cuestión de agregar 100 mm al largo, ancho y alto de la pieza más grande.
La selección correcta depende del envolvente de mecanizado completo:
Pieza de trabajo → Accesorio → Herramienta → Holgura del husillo → Movimiento de mecanizado → Recorrido de la máquina
Para componentes más pequeños y de uso general-, un centro de mecanizado vertical puede proporcionar suficiente espacio de trabajo.
Para el mecanizado de múltiples-caras, un centro de mecanizado horizontal puede hacer un mejor uso de la envolvente disponible al reducir las configuraciones.
Para moldes grandes y componentes de gran tamaño, un centro de mecanizado de pórtico puede ser más apropiado porque toda la estructura de la máquina está diseñada alrededor de piezas de trabajo más grandes.
Para componentes complejos que utilizan ejes giratorios, un centro de mecanizado de 5 ejes requiere una consideración adicional del espacio libre del eje giratorio-y el acceso a las herramientas.
El objetivo no es comprar la máquina con mayor recorrido X/Y/Z.
Se trata de comprar un centro de mecanizado CNC con suficiente espacio de trabajo utilizable para mecanizar sus piezas de manera eficiente, segura y con espacio para los accesorios, herramientas y requisitos de producción que los acompañan.
Si está comparando máquinas CNC, proporcione el dibujo de la pieza, las dimensiones de la pieza de trabajo, el peso, la información del accesorio y las operaciones de mecanizado requeridas al proveedor de la máquina CNC. Estos detalles permiten evaluar la configuración de la máquina y el rango de recorrido en comparación con el proceso de producción real en lugar de compararlo únicamente con el tamaño de la pieza de trabajo.
Dabai Precision Machine Tool ofrece centros de mecanizado verticales, centros de mecanizado horizontales, centros de mecanizado de pórtico y centros de mecanizado de 5 ejes en diferentes rangos de trabajo. El recorrido apropiado de la máquina CNC se puede evaluar de acuerdo con el tamaño real de la pieza de trabajo, la disposición de los accesorios, el acceso al mecanizado y los requisitos de producción.