¿Cómo elegir el centro de mecanizado CNC adecuado para sus piezas?

La elección del centro de mecanizado CNC adecuado comienza con la pieza, no con el catálogo de la máquina.

Muchos compradores comienzan comparando la velocidad del husillo, el recorrido de la máquina, el tamaño de la mesa y el precio. Estas especificaciones son importantes, pero no le dicen si un centro de mecanizado CNC en particular realmente mejorará su producción.

Las preguntas más útiles son:

• ¿Cuántos lados de la pieza necesitan mecanizarse?
• ¿Cuántas configuraciones se requieren?
• ¿Es el material difícil de cortar?
• ¿La pieza requiere una gran remoción de material o un acabado fino?
• ¿Se puede mecanizar la pieza con un proceso estándar de 3 ejes?
• ¿Un centro de mecanizado diferente reduciría el tiempo de preparación?
• ¿Es el volumen de producción lo suficientemente alto como para justificar una máquina más especializada?

Las respuestas generalmente le indicarán un centro de mecanizado vertical, un centro de mecanizado horizontal, un centro de mecanizado de pórtico, un centro de mecanizado de 5 ejes u otra configuración de máquina CNC.

1. Comience con la pieza que realmente necesita producir

El primer paso en la selección de una máquina CNC es observar las piezas en lugar de las especificaciones de la máquina.

Tome varias piezas representativas de su línea de producción e identifique:

• Dimensiones máximas de la pieza
• Peso de la pieza
• Material
• Número de superficies mecanizadas
• Agujeros, bolsillos, hilos y contornos necesarios
• Tolerancias requeridas
• Acabado superficial
• Número de configuraciones actuales
• Volumen de producción mensual o anual

Esta información le brinda al fabricante de máquinas CNC una comprensión mucho más clara de sus requisitos.

Por ejemplo, una pequeña carcasa de aluminio con agujeros y bolsillos en la parte superior puede no requerir una máquina complicada. Un molde de acero grande con cavidades profundas y un fresado superficial extenso es un problema de mecanizado completamente diferente.

Esta es la razón por la que no existe un centro de mecanizado CNC universalmente "mejor".

La máquina adecuada es aquella que resuelve los problemas de producción específicos creados por sus piezas.

2. ¿Cuántas configuraciones necesita realmente su pieza?

Los requisitos de instalación suelen ser más importantes de lo que los compradores creen inicialmente.

Considere un componente que necesita mecanizado en cinco lados.

Con un proceso convencional de 3 ejes, es posible que el operador necesite:

Mecanice el primer lado.

Retire la pieza de trabajo.

Gírelo y reposicionelo.

Realinee el accesorio.

Establecer una nueva coordenada de trabajo.

Mecanice otra superficie.

Repita el proceso.

La máquina puede ser capaz de producir la pieza, pero el proceso de producción se vuelve ineficiente.

Cada configuración adicional puede significar:

Más tiempo del operador

Más trabajo fijo

Ciclos de producción más largos

Alineación adicional

Mayor oportunidad de errores de posicionamiento

Aquí es donde cobra importancia la elección del centro de mecanizado CNC.

Si se puede acceder a varios lados sin retirar repetidamente la pieza de trabajo, un centro de mecanizado horizontal o un centro de mecanizado de 5 ejes puede reducir la cantidad de configuraciones.

Por tanto, la pregunta no es simplemente:

"¿Esta máquina CNC puede fabricar mi pieza?"

Una mejor pregunta es:

"¿Con qué eficiencia puede fabricar mi pieza este centro de mecanizado CNC?"

3. ¿Cuándo es un centro de mecanizado vertical la elección correcta?

Un centro de mecanizado vertical (VMC) suele ser una opción práctica para piezas donde la mayoría de las operaciones de mecanizado se pueden realizar desde arriba.

Los ejemplos típicos incluyen:

Soportes

Platos

Carcasas de máquinas

Componentes de montaje

piezas mecanicas generales

Componentes del molde

Si sus piezas requieren principalmente:

planeado

Fresado de cajeras

Perforación

tocando

Contornear

y se puede acceder a la mayoría de las funciones desde una dirección, un centro de mecanizado vertical puede proporcionar la flexibilidad que necesita sin introducir una complejidad innecesaria en la máquina.

El punto importante es que no se debe seleccionar una VMC simplemente porque es una máquina CNC común.

Mire su proceso de configuración real.

Si la mayoría de las piezas se pueden cargar una vez y mecanizarse eficientemente desde arriba, un VMC puede ser una opción lógica.

Sin embargo, si los operadores tienen que retirar y rotar las piezas constantemente, puede ser el momento de considerar una configuración diferente del centro de mecanizado.

4. ¿Cuándo tiene más sentido un centro de mecanizado horizontal?

Un centro de mecanizado horizontal (HMC) resulta particularmente interesante cuando es necesario mecanizar varios lados de la pieza de trabajo.

Imagine un cuerpo de válvula, una carcasa de caja de cambios u otro componente con características de mecanizado en varias caras.

Una máquina vertical puede requerir varias operaciones de reposicionamiento.

Un centro de mecanizado horizontal puede proporcionar un enfoque de mecanizado diferente, permitiendo que el husillo se acerque a la pieza de trabajo desde un lado, mientras que el sistema de sujeción puede admitir el mecanizado de múltiples caras.

Esto puede ayudar a reducir:

Número de configuraciones

Manipulación de piezas

Operaciones de alineación

Interrupciones de producción

El mecanizado horizontal también puede resultar útil cuando la evacuación de viruta se convierte en un problema durante el mecanizado profundo-o de cavidades pesadas.

En lugar de elegir un centro de mecanizado horizontal porque tiene una especificación particular, pregunte si su configuración eliminará un problema en su proceso de producción existente.

Ésa es la razón más útil para elegir una HMC.

5. ¿Cuándo debería considerar un centro de mecanizado de pórtico?

Las piezas de trabajo grandes suelen crear un tipo diferente de problema de mecanizado CNC.

Un cliente puede tener un componente de dos metros de largo e inmediatamente suponer que necesita un centro de mecanizado de pórtico.

Pero la longitud parcial por sí sola no es suficiente para tomar esa decisión.

También necesitas saber:

¿Qué parte de la pieza realmente requiere mecanizado?

¿Qué profundidad tienen las operaciones de corte?

¿Qué peso tiene la pieza de trabajo?

¿Es necesario acceder a toda la superficie?

¿Cuánto espacio de instalación se requiere?

¿Qué fuerzas de corte se generarán?

Un molde grande, una matriz, un componente estructural o un componente mecánico pesado pueden requerir un centro de mecanizado CNC más grande porque la máquina debe mantener un corte estable en una gran área de trabajo.

En estas situaciones, el diseño estructural y la rigidez de un centro de mecanizado de pórtico se vuelven más importantes que simplemente tener una mesa grande.

El objetivo no es comprar la máquina CNC más grande disponible.

Es para asegurarse de que la máquina pueda manejar el tamaño, el peso, las fuerzas de corte y el área de mecanizado reales de la pieza de trabajo.

6. ¿Realmente necesita un centro de mecanizado de 5 ejes?

Ésta es una de las preguntas que los compradores deben responder con atención.

Un centro de mecanizado de 5 ejes puede resultar extremadamente útil para componentes complejos, pero no todas las piezas complicadas requieren un mecanizado de 5 ejes.

Considere un componente con varias superficies en ángulo.

En una máquina CNC de 3 ejes convencional, el operador puede necesitar múltiples accesorios y configuraciones para alcanzar estas superficies.

Un centro de mecanizado de 5 ejes puede cambiar la orientación entre la herramienta de corte y la pieza de trabajo, lo que potencialmente permite completar más funciones en menos configuraciones.

Esto puede ser valioso para:

Componentes aeroespaciales

Impulsores

Componentes de turbina

Moldes complejos

Componentes médicos

Superficies-de forma libre

Piezas con múltiples características angulares

Pero si sus piezas consisten principalmente en superficies planas, cavidades estándar, orificios verticales y contornos simples, es posible que la capacidad adicional de un centro de mecanizado CNC de 5 ejes no resuelva un problema de producción importante.

Entonces en lugar de preguntar:

"¿Es mejor el 5 ejes?"

preguntar:

"¿Cuántas operaciones de configuración, fijaciones y alineación eliminaría el mecanizado de 5 ejes?"

Esa es una forma mucho más práctica de evaluar la inversión.

7. Haga coincidir la máquina CNC con el material

El material que mecanice puede cambiar el tipo de centro de mecanizado CNC que necesita.

El aluminio y el acero, por ejemplo, pueden requerir estrategias de mecanizado muy diferentes.

Para piezas de aluminio, una alta velocidad del husillo puede resultar útil cuando se utilizan herramientas de corte más pequeñas y altas velocidades de corte.

Para acero, hierro fundido u otros materiales que requieren cortes más intensos, la rigidez de la máquina, el par del husillo y la estabilidad estructural pueden volverse más importantes.

Si su máquina actual produce vibraciones al realizar cortes más profundos, es posible que comprar otra máquina simplemente porque tiene unas RPM de husillo más altas no resuelva el problema.

El verdadero problema puede ser:

Rigidez insuficiente

Saliente de herramienta

sujeción de piezas

Parámetros de corte

Características del husillo

Estructura de la máquina

Cuando analice sus requisitos con un proveedor de máquinas CNC, explique el proceso de eliminación de material real en lugar de simplemente especificar el grado del material.

Por ejemplo:

"Necesitamos eliminar 8 mm de material de un componente de acero en una sola operación".

es mucho más útil que:

"Mecanizamos acero".

Esa información permite al fabricante del centro de mecanizado CNC recomendar una configuración más adecuada.

8. No seleccione una máquina CNC basándose únicamente en la velocidad del husillo

La velocidad del husillo es una de las especificaciones más fáciles de comparar, y es exactamente por eso que puede resultar engañosa.

Unas RPM del husillo más altas pueden resultar valiosas para determinadas aplicaciones de mecanizado de alta-velocidad.

Pero si su producción implica cortadores grandes y corte de acero pesado, el par del husillo y la potencia disponible pueden ser más importantes.

Por ejemplo, una máquina diseñada principalmente para el mecanizado de aluminio a alta-velocidad puede no ser la opción más adecuada para el corte agresivo de acero.

Al comparar centros de mecanizado CNC, considere el requisito de corte completo:

Material + diámetro del cortador + profundidad de corte + velocidad de avance + tiempo de ciclo requerido

en lugar de mirar solo las RPM del husillo.

El mismo principio se aplica al desplazamiento de la máquina.

Un recorrido X/Y/Z mayor no significa automáticamente que la máquina sea mejor para sus piezas.

La pregunta es si el recorrido y la holgura disponibles coinciden con su pieza de trabajo y fijación reales.

9. Su dispositivo puede cambiar la máquina que necesita

Esta es una cuestión que a menudo se pasa por alto durante la etapa de compra.

Suponga que su pieza de trabajo mide 800 mm × 500 mm.

En papel, puede caber cómodamente en una máquina CNC con una mesa más grande.

Pero luego agregas:

Artículos fijos

Tornillo

mesa giratoria

Abrazaderas hidráulicas

Lápida sepulcral

sistema de localización

El espacio de mecanizado disponible puede cambiar significativamente.

Esto es especialmente importante al seleccionar un centro de mecanizado horizontal o un centro de mecanizado CNC grande.

Por lo tanto, cuando solicite una recomendación de un proveedor de máquinas CNC, proporcione las dimensiones de la pieza junto con los requisitos de fijación o sujeción siempre que sea posible.

Una máquina debe evaluarse como un sistema de producción completo, no solo como una mesa con recorrido X/Y/Z.

10. Deje que sus problemas de producción actuales guíen la selección de la máquina

Si ya opera máquinas CNC, sus problemas de producción existentes pueden indicarle qué debería resolver la próxima máquina.

Si tienes demasiadas configuraciones

Investigue un centro de mecanizado horizontal, una configuración de 4 ejes o un centro de mecanizado de 5 ejes, según la geometría de la pieza.

Si las piezas grandes son difíciles de mecanizar

Considere un centro de mecanizado de pórtico con una superficie de trabajo y una capacidad estructural adecuadas.

Si el corte pesado crea vibración

Mire más allá de la velocidad del husillo y examine la rigidez de la máquina, el par del husillo, la sujeción de la pieza y las condiciones de corte.

Si las superficies complejas requieren varios accesorios

Evaluar si un centro de mecanizado de 5 ejes puede reducir el número de configuraciones.

Si en la producción predominan los agujeros y los hilos

Un centro de taladrado y roscado de alta velocidad puede ser más adecuado que utilizar un centro de mecanizado de uso general-para cada operación.

Si su producción se compone principalmente de ejes y otros componentes rotativos

Un centro de torneado CNC o un torno CNC pueden ser más apropiados que un centro de mecanizado basado en fresado-.

Esta es la razón por la que el mejor punto de partida para la selección de máquinas CNC suele ser el cuello de botella de producción actual.

11. El volumen de producción cambia la respuesta

La misma pieza puede justificar diferentes configuraciones de máquinas CNC en diferentes volúmenes de producción.

Para prototipos u pedidos ocasionales, la flexibilidad puede ser más importante que la eficiencia máxima del tiempo de ciclo-.

Para una producción de gran-volumen, el tiempo de preparación se vuelve mucho más importante.

Supongamos que una configuración tarda 15 minutos y su proceso requiere cuatro configuraciones.

Eso ya supone una hora de trabajo de preparación por pieza antes de considerar el tiempo de corte real.

Si un centro de mecanizado CNC diferente puede reducir el proceso a una o dos configuraciones, la inversión en equipos adicionales debe considerarse frente a los ahorros de producción resultantes.

Es por eso que los compradores deben proporcionar el volumen de producción esperado cuando solicitan una cotización a un fabricante de máquinas CNC.

Sin volumen de producción, es difícil determinar si un centro de mecanizado especializado está económicamente justificado.

12. ¿Qué debe enviarle a un fabricante de máquinas CNC antes de solicitar una cotización?

Una solicitud de cotización útil debe contener suficiente información para que el proveedor comprenda su proceso de mecanizado.

Enviar, cuando esté disponible:

Dibujo de pieza o modelo 3D

Esto permite al fabricante comprender la geometría real.

Material

Incluya la calidad del material si afecta las condiciones de corte.

Dimensiones y peso de la pieza.

Utilice la pieza de trabajo representativa más grande en lugar de solo la pieza más pequeña.

Operaciones requeridas

Por ejemplo:

Molienda

Perforación

tocando

Aburrido

embolsarse

Contornear

Mecanizado de superficies-en ángulo

Número actual de configuraciones

Esto es particularmente importante cuando se considera una configuración de centro de mecanizado CNC diferente.

Volumen de producción

La cantidad mensual o anual es útil para evaluar el tiempo del ciclo y los requisitos de automatización.

Precisión y acabado superficial

Incluir dimensiones críticas cuando afecten la selección de la máquina.

Accesorios y herramientas existentes

Esto ayuda al proveedor de máquinas CNC a comprender el entorno de producción real.

Cuanto más completa sea la información, menos probabilidades tendrá de recibir una recomendación genérica de una máquina.

13. Lista de verificación práctica para la selección del centro de mecanizado CNC

Antes de tomar una decisión de compra, resuelva estas preguntas:

Esta lista de verificación suele ser más útil durante las discusiones de compra que una larga lista de especificaciones de la máquina.

14. El centro de mecanizado CNC adecuado es el que elimina su mayor problema de producción

No existe una respuesta universal a la pregunta de qué centro de mecanizado CNC es mejor.

Para un fabricante, un centro de mecanizado vertical puede proporcionar la combinación adecuada de flexibilidad y accesibilidad.

Por otro lado, un centro de mecanizado horizontal puede reducir varias configuraciones innecesarias.

Para moldes grandes o componentes estructurales, un centro de mecanizado de pórtico puede proporcionar el entorno de trabajo y la rigidez necesarios.

Para componentes complejos de múltiples-ángulos, un centro de mecanizado de 5 ejes puede reducir los accesorios y el reposicionamiento.

Para un gran-volumen de perforación y roscado, un centro de perforación y roscado puede ser una mejor solución de producción.

Lo importante es seleccionar la máquina en función del problema que necesita resolver, no del número de especificaciones que figuran en un folleto.

Si está comparando centros de mecanizado CNC, prepare varios dibujos de piezas representativos y revise el proceso de mecanizado con el fabricante. El fabricante de máquinas CNC adecuado debería poder explicar por qué una configuración particular de la máquina se adapta a sus piezas, dónde están sus limitaciones y qué problema de producción se espera que resuelva la máquina propuesta.

Dabai Precision Machine Tool suministra centros de mecanizado verticales, centros de mecanizado horizontales, centros de mecanizado de pórtico, centros de mecanizado de 5 ejes, centros de torneado CNC y centros de taladrado y roscado de alta velocidad para diferentes requisitos de producción. Para un proyecto específico, la selección de la máquina se puede evaluar a partir de la geometría de la pieza, el material, el método de sujeción, las operaciones de mecanizado y el volumen de producción reales.