Como a mecânica de precisão CNC cumpre suas tarefas

Cómo los mecánicos de precisión CNC realizan sus tareas

Imagen característica de ingeniería de precisión CNC

La mayoría de las industrias CNC modernas dependen de piezas mecanizadas con tolerancias estrictas, acabados suaves y alta confiabilidad. Todo esto hace que los productos modernos sean robustos, eficientes y competitivos. Todo esto impulsa el progreso industrial. Sin embargo, estas piezas no se producirán solas. Le debemos a la ingeniería de precisión CNC todas las piezas de alta calidad que nos permiten conducir automóviles, volar a diferentes continentes y sentarnos aquí leyendo este texto. Producir piezas precisas es una tarea ardua que implica varios pasos en la industria de fabricación de prototipos.

Desarrollo de proyectos de piezas de precisión.

Mecánica de Precisión CNC-02

Existe una disputa constante entre diseñadores e ingenieros mecánicos sobre la precisión de las piezas desarrolladas. Los diseñadores abordan los problemas que encuentran desde una perspectiva teórica e idealmente quieren que cada parte de la máquina sea perfectamente precisa y lo más cercana posible a la geometría ideal. Sin embargo, si hiciéramos las cosas como les gustaría a los diseñadores, costaría una cantidad de dinero insuperable y proporcionaría poca eficiencia adicional. De hecho, lo mismo podría decirse de la complejidad geométrica.

Esta es la razón por la que los ingenieros de producción y los diseñadores luchan. Incluso hay un chiste que dice que la pieza ideal para el ingeniero de producción es un bloque de madera, mientras que el diseñador quiere construir un avión. El resultado es un producto que presenta superficies de alta precisión en lugar de piezas de alta precisión. Esta lucha elimina recursos económicamente ineficientes y reduce los costos del producto manteniendo un alto rendimiento.

Determinación de las principales tareas tecnológicas.

Ahora que hemos establecido que las piezas de alta precisión son en realidad piezas con superficies o grupos de superficies de alta precisión, está claro que el proceso de fabricación se puede dividir en dos fases. En una primera fase se fabrica la pieza requerida con calidad normal, dejando algo de material sobrante en las superficies que requieren mayor precisión.

La segunda fase se ocupa de lograr los requisitos de precisión y rendimiento requeridos (como la dureza del material, la resistencia a la tracción y parámetros adicionales de acabado de la superficie). Cada parte representa una tarea individual separada con su propia combinación de características, y es importante considerar cómo se pueden realizar estas tareas antes de diseñar el proceso de fabricación. Si la pieza tiene muchas superficies precisas con diferentes valores de TI, la segunda fase del proceso de fabricación se puede dividir en grupos de TI.

Estrategia de ingeniería CNC

Mecánica de Precisión CNC-03

El mecanizado de precisión CNC se realiza principalmente mediante rectificado, ya que produce los mejores resultados. El material debe tener una dureza mínima para poder ser rectificado de manera eficiente, por lo que las piezas suelen recibir un tratamiento térmico hasta cierto punto. Sin embargo, la mayoría de estas piezas requieren un endurecimiento complejo en varias etapas, por lo que realmente debe preocuparse por cómo restaurar las superficies base después del tratamiento.

Por ejemplo, la tarea final se puede lograr mecanizando ambas superficies en una única configuración o sujetando la pieza a una superficie mientras se mecaniza la otra.

Cómo cumplir los requisitos de rendimiento

CNC-04 Mecánica de Precisión

Muchas piezas de alta calidad tienen requisitos especiales. Los engranajes, por ejemplo, deben tener superficies muy duras, manteniendo la masa blanda del material. Esto se consigue endureciendo la superficie. Otras piezas requieren el uso de carbono o nitrógeno junto con un tratamiento térmico para lograr la dureza requerida. Hay piezas que necesitan ser recubiertas y la capa de recubrimiento es tan delgada que contiene iones o átomos individuales. Y todos los métodos son bastante complejos y requieren parámetros específicos para cada material y dureza o propiedad del recubrimiento.

¿Cómo se resuelve esto? Imagine que tiene un eje especial que necesita ser nitrocarbonizado. Nunca has hecho esto antes e invertir en este método requiere mucho tiempo y es inútil porque puede resultar que nunca lo uses una vez que el lote esté listo. Bueno, encontré dos soluciones. Ellos subcontratan. Es posible que haya un taller de máquinas o prototipos cerca que pueda realizar estas operaciones por usted.

El coste por pieza puede ser mayor, pero en realidad se ahorra en costes de inversión y mano de obra. La otra opción es hablar con el diseñador y convencerlo de que cambie a un material más caro que no requiera un tratamiento tan complejo. La maquinabilidad general del material puede ser menor, pero aun así se puede ahorrar dinero al renunciar a la introducción de una tecnología previamente desconocida.

Medición de alta precisión y control de calidad.

Mecánica de Precisión CNC-05

Una de las tareas más importantes en la ingeniería de precisión CNC es determinar si la pieza que se está creando realmente tiene la calidad requerida. Esta no es una tarea trivial, ya que las piezas mecanizadas por CNC de alta precisión suelen tener una tolerancia más estricta que la mayoría de los dispositivos de medición. ¿Qué recomendaciones hay aquí?

  1. Evite el uso de plantillas tanto como sea posible. Cada elemento del sistema de medición introduce errores adicionales, por lo que lo mejor es evitarlos por completo. Las mediciones modernas de alta precisión se realizan colocando la pieza (si es posible) sobre una losa de piedra muy plana.
  2. Las mediciones ópticas son una buena opción. La mayoría de las herramientas de medición dependen del contacto físico para medir la tolerancia o el acabado de la superficie. Sin embargo, las piezas en contacto se desgastan y pierden precisión. Este no es el caso de las herramientas de medición ópticas y ninguna sustancia no deseada puede interferir cuando la herramienta y la pieza de trabajo entran en contacto.
  3. Si no hay forma de determinar la precisión de la pieza, pruébela. Ésta es la única manera de determinar verdaderamente si los requisitos de rendimiento de la pieza son suficientes. También puede medir los requisitos de piezas indirectamente. Por ejemplo, los ejes de alta velocidad, como los utilizados en herramientas de molienda y equipos de mezcla de medicamentos, requieren una desviación de IT4 o menos, que es prácticamente imposible de medir. Por lo tanto, simplemente se instalan en los cojinetes de las alas y se prueban. Si la temperatura de funcionamiento del eje está dentro de los límites, significa que la desviación es bastante pequeña.

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