Los dispositivos de sujeción de piezas son una parte inseparable de un taller CNC. A medida que el mecanizado CNC ha evolucionado a lo largo de los años y las piezas se han vuelto más complejas, también se han realizado muchas investigaciones sobre el diseño de accesorios CNC. Sin embargo, no se analizan con tanto detalle como otros desarrollos, aunque su papel en el posicionamiento preciso de las piezas y la precisión del mecanizado es innegable.
En este artículo, analizamos el tema de las plantillas CNC y analizamos varios tipos innovadores de plantillas CNC.
Tipos de accesorios CNC
Profundicemos en el tema. Existen muchos tipos de accesorios de mecanizado, dependiendo de la pieza, la máquina y el maquinista. Las siguientes secciones sobre tipos de accesorios CNC tienen como objetivo cubrir los principales tipos que se encuentran en la caja de herramientas de accesorios de un maquinista.
Dispositivo de torno CNC
Las prensas CNC son el dispositivo de mecanizado preferido para la mayoría de las configuraciones de mecanizado debido a su versatilidad y facilidad de uso. Se derivan del torno tradicional, popular en carpintería y artesanía, y representan la versión más precisa del mismo.
Las prensas CNC proporcionan una fuerza de sujeción increíble a través de un mecanismo de tornillo hidráulico/neumático. Su mecanismo interno consta de dos superficies inclinadas (a modo de cuña) presionadas entre sí para aumentar la rigidez y evitar el levantamiento de las mandíbulas.
Además, también cuentan con bordes planos y precisos en su perímetro exterior. Estas superficies son perpendiculares entre sí, lo que permite colocar el tornillo de banco con precisión en la mesa de trabajo o en accesorios personalizados.
Otra característica es la construcción de la mandíbula. Aunque parecen planas, la textura de la superficie y la fuerza de sujeción crean una alta presión de sujeción que mantiene un agarre firme de la pieza durante el mecanizado.
Dispositivo angular
Las plantillas angulares son otra herramienta de uso común entre los accesorios de piezas CNC. Su principal objetivo es sujetar la pieza en determinados ángulos. Las aplicaciones más comunes incluyen achaflanado, achaflanado y taladrado en ángulo.
Al igual que el torno CNC, los dispositivos angulares son fiables y estables. La placa angular suele tener un patrón de orificios para una colocación y montaje convenientes de las piezas. Además, muchos productos también cuentan con un ángulo ajustable con un mecanismo de bloqueo para que los maquinistas puedan ajustarlo según sus necesidades.
Las plantillas angulares son extremadamente útiles para los maquinistas que trabajan con piezas que están más allá de las capacidades de su máquina. Por ejemplo, una pieza prismática con algunas superficies en ángulo se puede mecanizar fácilmente en una máquina de 3 ejes con un dispositivo de ángulo. Al mismo tiempo también se puede procesar en máquina de 4 ejes, aunque con un coste adicional.
Dispositivo de sujeción
Las abrazaderas vienen en muchos tipos y formas diferentes, pero el propósito básico sigue siendo el mismo. Mantienen la pieza en su lugar aplicando fuerza mecánica. Esta fuerza suele ejercerse mediante tornillos o resortes. Algunos tipos populares de abrazaderas incluyen abrazaderas escalonadas, abrazaderas de borde, abrazaderas de abrazadera y abrazaderas de borde.
Si bien las abrazaderas no son necesariamente un dispositivo CNC en sí, entran en una categoría amplia. Por lo tanto, vale la pena mencionarlos aquí.
Dispositivo de tensión
Las plantillas son importantes dispositivos de mecanizado que se utilizan para guiar el movimiento de la herramienta de corte y colocarla con precisión sobre la pieza de trabajo. Una aplicación común de las plantillas es la perforación. Si una pieza tiene varios orificios en diferentes ubicaciones, usar una plantilla con orificios pretaladrados (como una plantilla) ahorra mucho tiempo.
Existen diferentes tipos de dispositivos:
- medidor de placa
- Teoría de modelos
- medidor de ángulo
- Dispositivo de hoja
- calibre de diámetro
Es importante señalar que muchos ingenieros diferencian entre plantillas y accesorios debido a la función específica de los accesorios que controlan el movimiento de la herramienta. Los soportes, por el contrario, son dispositivos que sujetan y posicionan la pieza de trabajo. A pesar de esta distinción, las plantillas y los accesorios entran en la categoría amplia de sujeción de piezas y, a menudo, funcionan uno al lado del otro.
Dispositivo de indexación
Los dispositivos de indexación son extremadamente útiles para producir piezas con patrones geométricos espaciados uniformemente. Por ejemplo, una pieza circular con un agujero cada 30 grados. Las aplicaciones comunes incluyen ranuras de corte, engranajes y ranuras de fresado, todas las cuales son características geométricas espaciadas uniformemente.
Los cabezales divisores CNC son robustos y se pueden fijar fácilmente a la mesa de trabajo. Además, los modernos cabezales divisores CNC con servocontrol pueden automatizarse y controlarse directamente desde el controlador de la máquina o desde una unidad de control independiente.
Dispositivo modular
Los accesorios modulares son uno de los tipos de accesorios CNC más innovadores de esta lista. No forman parte de un sistema de sujeción ni de una geometría estándar, como los tornillos de banco y las abrazaderas. En cambio, constan de una amplia gama de componentes intercambiables que se pueden ensamblar en un conjunto de accesorios personalizado y exclusivo para la tarea en cuestión.
Estos componentes reconfigurables incluyen placas, abrazaderas, soportes y posicionadores en una variedad de tamaños. Además, su montaje es rápido y sencillo y se realiza mediante posicionadores o fijaciones.
Los dispositivos modulares ofrecen numerosas ventajas. Al ser adaptables a diferentes aplicaciones, ahorran costos al invertir menos en accesorios especializados. Además, son dispositivos de seguimiento precisos y pueden ampliarse a estructuras más grandes.
Consideraciones de diseño de accesorios CNC
El diseño de accesorios CNC puede ser un proceso bastante complejo. Dependiendo del diseño de la pieza y las funciones de la máquina, la dificultad del proceso puede variar. Le brindamos algunos consejos de expertos para que el proceso de diseño de fijaciones de piezas CNC sea más manejable y sistemático.
1. Defina claramente los requisitos de diseño de su dispositivo CNC
Como ocurre con cualquier proyecto de ingeniería, el diseño de dispositivos CNC comienza con la definición del problema. En este contexto, los diseñadores deben aclarar sus objetivos en términos de precisión de producción, costo, programación, etc., para obtener una imagen clara de lo que quieren.
2. Recopile información relevante de la tienda.
El siguiente paso es recopilar información sobre sus recursos. Esto incluye el tipo de máquina CNC que tiene, los materiales con los que trabajará su equipo, el número de operaciones de mecanizado y su secuencia y, por supuesto, las especificaciones de la pieza.
3. Desarrollar más de un proyecto para el diseño de accesorios CNC.
La ventaja de los dispositivos de sujeción de piezas CNC es que nunca existe una única solución. Podrás ser creativo en el diseño de accesorios y desarrollar diferentes soluciones para la fijación de piezas. Como diseñador, es recomendable reunir todas las ideas y preparar un boceto básico de cada idea para compararlas.
4. Elija la mejor idea de accesorio CNC
Una vez que tenga varias ideas sobre la mesa, el siguiente paso es sopesar los pros y los contras a la luz de las necesidades específicas de su proyecto. Con el tiempo, después de considerarlo un poco, decidirá qué opción es mejor para su aplicación. Recuerde considerar todo, incluidos los costos de fabricación, los costos de herramientas, el mantenimiento y la vida útil del producto.
5. Optimizar e implementar el dispositivo CNC seleccionado.
El último paso es optimizar el diseño elegido y finalizar los planes de producción. El objetivo es maximizar la precisión y rentabilidad del dispositivo. Los expertos aconsejan utilizar componentes estándar como abrazaderas, tornillos, placas, etc. si es posible para beneficiarse de su calidad y bajo coste.
Otra recomendación es no centrarse demasiado en el acabado ya que es sólo una plantilla. Utilice métodos costosos de acabado de superficies sólo si es absolutamente necesario.
Además, el último consejo es un poco contradictorio pero útil. También se deben evitar tolerancias de piezas muy estrictas. No necesariamente mejoran la precisión del posicionamiento, pero sí aumentan los costos. Normalmente, los maquinistas pueden eliminar fácilmente pequeñas imprecisiones en la configuración y posicionamiento de las piezas.
Técnicas avanzadas de sujeción CNC para piezas mecanizadas
El campo del diseño de accesorios CNC está evolucionando tan rápidamente como la propia tecnología de mecanizado. Con la llegada de la Industria 4.0, los accesorios CNC para piezas se han convertido en dispositivos inteligentes. En las siguientes secciones discutiremos algunos de estos desarrollos.
1. Carga de dispositivos robóticos
Cargar y descargar equipos de procesamiento siempre ha llevado mucho tiempo. Los talleres mecánicos modernos ahora ahorran mucho tiempo cargando y descargando equipos mediante robots. Esto no sólo es rápido, sino también mucho más preciso que la carga manual.
Además, los brazos robóticos pueden almacenar cientos de rutinas, lo que permite a los ingenieros de producción automatizar la carga y descarga de toda su flota de productos con un solo robot.
2. Monitoreo de dispositivos CNC
La supervisión de procesos y configuraciones mediante dispositivos CNC también es una aplicación interesante de las tecnologías modernas en este ámbito. Algunos diseñadores de dispositivos utilizan mediciones de sensores en varias ubicaciones del dispositivo para monitorear aspectos como la fuerza de sujeción, validar piezas y confirmar la posición del dispositivo.
3. Amortiguación del dispositivo
La amortiguación es un factor importante para suprimir las vibraciones del mecanizado, que pueden tener consecuencias catastróficas para la pieza cuando se producen problemas como la vibración. Ciertos tipos de accesorios CNC utilizan materiales amortiguadores especiales que pueden absorber las fuerzas de mecanizado mientras mantienen la pieza estable y bien posicionada. Esta es una gran solución para evitar problemas como la charla.
¿Necesito un accesorio CNC personalizado?
En las secciones anteriores hablamos de varios tipos de accesorios CNC. Sin embargo, a pesar de los numerosos accesorios de mecanizado disponibles en el mercado, no siempre es posible sujetar y posicionar determinadas piezas con soluciones de sujeción estándar.
En este caso, debería considerar un accesorio CNC personalizado. Como sugiere el nombre, se trata de un dispositivo hecho a medida para una aplicación específica.
Técnicamente hablando, es fácil decidir si necesitas o no un accesorio personalizado. Cuando las soluciones estándar no son suficientes, las necesita. Sin embargo, también debe considerar factores como el costo de diseñar y fabricar accesorios CNC personalizados y el retorno de la inversión. Es más una decisión empresarial que técnica.
Concluyendo
Los accesorios CNC son sin duda un elemento crucial de la industria del mecanizado y desempeñan un papel crucial en el mantenimiento de los estándares de calidad. Con varios tipos de accesorios CNC, este también es un campo diverso en proyectos de ingeniería.
Preguntas frecuentes
¿Qué tipo de piezas pueden soportar los accesorios CNC?
Los accesorios CNC son dispositivos flexibles que pueden contener piezas redondas, prismáticas, de placa, cilíndricas y de forma irregular.
¿Los accesorios CNC son intercambiables entre diferentes máquinas CNC?
La mayoría de los accesorios CNC son intercambiables debido a sus características geométricas estándar. Sin embargo, en casos excepcionales, esto puede no ser posible si las especificaciones de la máquina difieren significativamente o si el dispositivo está hecho a medida.
¿Cómo elijo el accesorio CNC adecuado para mi aplicación?
Se deben tener en cuenta varios factores, como las dimensiones, la forma y el material de la pieza, las operaciones de mecanizado, la secuencia de estas operaciones y las capacidades de la máquina CNC.
