¿Es el mecanizado CNC más barato para formas complejas? Guía definitiva 2022

En este artículo, basado en los conceptos básicos del mecanizado, presentaremos los puntos de piezas mecanizadas rentables en los que tienden a caer los diseñadores mecánicos principiantes.

Fresado CNC Punzonado

Déjame contarte sobre la parte en la que puedes hacer las cosas más baratas con el corte.Cuando piensa en el mecanizado, es posible que tenga una imagen de todas las piezas inorgánicas rugosas de los productos industriales, pero, de hecho, puede crear una variedad de formas, como superficies curvas retorcidas.

Piezas de mecanizado CNC

Esta vez, presentaremos varias "formas maravillosas" mientras presentamos el proceso de realizar formas complejas cortando con el control de computadora actual.

¿Qué es el procesamiento NC?

Aunque se ha mencionado muchas veces, el corte es un proceso en el que se presiona una cuchilla giratoria contra un material a lo largo de una trayectoria determinada para rasparlo y eliminar las piezas innecesarias.

　Entonces, ¿qué significa "a lo largo de una trayectoria establecida"?

He dejado la expresión vaga hasta ahora, pero es una parte muy importante del corte, así que la explicaré con un poco más de detalle.

Dejemos de lado las máquinas herramienta de uso general que son "operadas manualmente", como las fresas de uso general, por el momento, y hablemos de las llamadas máquinas herramienta NC "operadas automáticamente", como las fresas NC y los centros de mecanizado.

En tales máquinas, las cuchillas que cortan el material son movidas por el lenguaje de comandos de la máquina.Cuando ingresa el comando "Mueva la fresa de extremo a esta posición" en la máquina, la máquina se mueve automáticamente de acuerdo con el comando.La posición de la fresa de extremo se expresa por cada valor numérico de X, Y y Z. El mecanizado avanza moviendo estos valores​​según el programa.

¿Qué es la fresa NC?

Diferentes tipos de fresas NC

El "NC" en el cortador de fresado NC significa "Control numérico".”X” es la “dirección horizontal”, “Y” es la “dirección de ida y vuelta” y “Z” es la “dirección vertical”.Al ingresar continuamente la "siguiente posición para mover", es posible mover la fresa de extremo dibujando curvas suaves y trayectorias complejas

Por el contrario, la máquina solo funciona de acuerdo con las instrucciones de entrada.La forma final depende del programa NC de entrada.Antes del desarrollo de las computadoras, parece que los programas NC se estampaban en cintas de papel especiales y se pasaban por una máquina para leerlos.Esta parece ser la razón por la que los artesanos veteranos se refieren a los programas de NC como "cintas".

Programas NC en cintas de papel especiales

Actualmente, manejamos programas NC como datos de computadora.El programa NC se almacena como datos en la memoria de la máquina y, mientras lo lee línea por línea como instrucciones, funciona de acuerdo con el contenido de las instrucciones.

La configuración del programa NC

Un programa NC básicamente tiene una configuración común para cualquier máquina herramienta."La parte que controla el movimiento de la máquina" como "código G" o "código M" que gira el husillo o cambia la velocidad de movimiento, y la "posición de la punta de la fresa" como los valores de las coordenadas X, Y, Z consiste en una combinación de la parte que da el valor del comando.

Corte moderno con ordenadores: CAD/CAM

Se pueden crear fácilmente programas NC simples como "simplemente perforar un agujero" o "simplemente mover la cuchilla en línea recta", pero los programas NC complejos como "cortar una superficie curva" requieren el cerebro del ingeniero.Va más allá del nivel de pensar y escribir a mano.

El llamado sistema CAD/CAM entra en juego en tales situaciones.”CAO/CAM” es “Diseño asistido por computadora” y “Fabricación asistida por computadora”, por lo que básicamente es un término general para “diseñar y fabricar usando computadoras”.

Actualmente, en un sentido estricto, CAD se refiere al software que crea dibujos y modelos 3D en una computadora, y CAM se refiere al software que creaprogramas CNutilizando datos CAD.Incluso la creación de programas NC complejos requiere asistencia informática.Algunos software tienen funciones CAD y CAM, y también hay software con funciones independientes.

Determinar el proceso apropiado para el mecanizado

CAD se ha cubierto en detalle en varios sitios, por lo que aquí explicaré con un poco más de detalle acerca de CAM, que los diseñadores no suelen conocer.En el proceso de creación del programa NC utilizando CAM, es necesario determinar el proceso apropiado, el tipo de fresa de extremo y las condiciones de mecanizado en función del material y la forma de la pieza de trabajo, e ingresarlos como información.

Hay innumerables opciones que se pueden tomar según el material y la forma del material, el orden de configuración, etc. El tipo de configuración que se debe realizar depende en gran medida de la experiencia y el sentido del ingeniero.

Por ejemplo, hay muchas formas de arreglar los materiales.Puede sujetarse con un tornillo de banco mecánico de precisión, fijarse directamente con una plantilla, fijarse con un tornillo, etc. Existen varias opciones según la forma y el proceso.Debe configurarse de acuerdo con todas las configuraciones y tipos de fresas de extremo y convertirse a programas NC.

Aplicación de fresas de extremo en el corte de superficies curvas

Hay varios tipos de fresas de extremo, como fresas de extremo de bola que son adecuadas para cortar superficies curvas con extremos redondeados, fresas de extremo plano que son adecuadas para cortar superficies rectas y planas y brocas para taladrar orificios.

varios tipos de molinos de extremo

Cada tipo se divide en varias formas, como el diámetro, el número de cuchillas y la longitud efectiva de la cuchilla.Establecer qué tipo de método de mecanizado y qué tipo demecanizadocondiciones de uso para cada end mill.

Incluso las fresas de extremo no se limitan a un tipo para una configuración.Más bien, no es raro usar docenas de tipos.Entonces los parámetros a establecer se vuelven enormes.

¿Cuáles son las condiciones de mecanizado para fabricar piezas complejas más baratas?

Las condiciones de mecanizado incluyen el número de rotaciones del husillo, la velocidad de movimiento y la cantidad de material a eliminar.Existe una combinación óptima según la forma de la fresa, el material y el material del material.La cuestión es cómo derivar la combinación óptima, evitar el desgaste de la fresa y acortar el tiempo de mecanizado.

Un excelente ingeniero de procesamiento de NC crea un programa de NC en el menor tiempo posible bajo las condiciones de corte que provocan vibraciones.Teniendo en cuenta las condiciones recomendadas por el fabricante de la cuchilla y mi experiencia pasada, fijé la imagen del estado de procesamiento en mi cabeza.

Al imaginar los sonidos y las vibraciones del tallado en mi cabeza, imagino cosas como: "Esta condición es demasiado rápida" o "Me pregunto si puedo cortar un poco más profundo".Es exactamente parte del profesionalismo.Esta combinación de procesos y programas NC puede reducir el tiempo de mecanizado a la mitad o incluso a una cuarta parte.

Ahora, echemos un vistazo a algunos ejemplos de cómo se puede usar CAD/CAM para crear programas NC que de otro modo serían imposibles y para crear formas que son más complicadas de lo que podría imaginar.

Representante del mecanizado de 5 ejes: impulsor

Un ejemplo típico de una pieza que solo se puede lograr mediante el llamado mecanizado simultáneo de 5 ejes es el "impulsor" que se usa en los turbocompresores de automóviles.

Sin CAD/CAM, el programa NC para cortar las partes complejas de este impulsor no sería posible.Es porque tiene la forma de un bulto del socavado.

El mecanizado simultáneo de 5 ejes solo se puede lograr mediante los movimientos complejos de la superficie de la mesa (eje A, eje B) en la que se coloca el material y las fresas de extremo (X, Y, Z) unidas entre sí.

Escultura Contemporánea: Modelado 3D

Siempre que tenga un modelo 3D, puede generar semiautomáticamente datos NC para cortar la forma con CAM.Por lo tanto, es posible realizar todas las formas tridimensionales, incluidas esculturas como estatuas y figuras.Por supuesto, es necesario considerar la esquina R y el socavado que he introducido hasta ahora.

La forma se puede reproducir fielmente al modelo 3D.Algunos de nuestros clientes están pensando en recortar personajes famosos mecanizándolos y vendiéndolos como objetos de ultra lujo.

¡Haga que el trabajo de corte sea más familiar!

Las piezas mecanizadas vienen en una variedad de formas según la aplicación, pero no importa cuán complicada sea la forma, se puede mecanizar siempre que se cuiden la esquina R y la muesca.

Puede pensar que la fundición es la mejor manera de producir en masa una forma más compleja, pero el mecanizado tiene muchas ventajas.Se puede evitar la porosidad, que tiende a ser un problema en la fundición, y dado que no hay necesidad de fabricar moldes, se pueden reducir los costos iniciales y se puede acortar la entrega.

Resumen

Me encantaría que tuviera en cuenta el uso del corte incluso para piezas procesadas producidas en masa.El costo total es sorprendentemente bajo y también tiene la ventaja de poder responder con flexibilidad a los cambios de diseño.

Esperamos que este artículo le ayude a familiarizarse más con el mecanizado y ampliar sus horizontes de diseño.