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El mecanizado CNC es una tecnología indispensable e importanteen la fabricación moderna. Utiliza sistemas de control por computadora para guiar con precisión las máquinas herramienta para realizar diversas operaciones de procesamiento. En este artículo se profundizará encómo funciona el mecanizado CNCdesde los principios básicos, el flujo de trabajo y las tecnologías clave del mecanizado CNC.
¿Qué es el mecanizado CNC?
Mecanizado CNC, en resumen, utiliza tecnología de control numérico por computadora para controlar con precisión las máquinas herramienta para lograr el procesamiento automatizado de piezas de trabajo. La aparición de esta tecnología ha cambiado por completo las deficiencias del procesamiento mecánico tradicional que se basa en operaciones manuales y no puede garantizar la precisión, lo que hace que el proceso de procesamiento sea más estandarizado y preciso. Desde piezas tridimensionales complejas hasta la fabricación de moldes de precisión,Mecanizado CNCsatisface las necesidades de todos los ámbitos de la vida para un mecanizado de alta calidad y alta eficiencia con su excelente rendimiento.
¿Cómo funciona el mecanizado CNC paso a paso?
Así es como funciona:
Paso 1: Crear un dibujo CAD
El primer paso en el proceso de tecnología de mecanizado CNC es esbozar el concepto de la pieza mecanizada en papel. Sin embargo, utilizamos software CAD de mecanizado de precisión diseñado para el modelado bidimensional (2D) y tridimensional (3D). El dibujo CAD debe ser un modelo a escala que proporcione información sobre parámetros inherentes como el grosor, la profundidad y otras dimensiones.
Paso 2: Convertir de modelo CAD a CAM
Convierta modelos CAD a código CNC (código G) utilizando el software CAM (fabricación asistida por ordenador). Este código indica a la máquina cómo moverse y cortar.
Paso 3: Configuración de la máquina CNC
En este paso, el maquinista CNC configura la máquina de precisión para ejecutar el código G y el código M programados. Implica la verificación preliminar de los parámetros de entrada de mecanizado y la fijación de la pieza de trabajo en elMáquina CNC.
Paso 4: El maquinista CNC ejecuta el programa
Hoy en díaMecanizado CNC de trabajoprincipalmente introduciendo un códigopara empezar a fabricar y moverse en consecuencia. Recuerde, la tecnología de mecanizado CNC está automatizada y no se detendrá hasta que el maquinista presione el botón de parada. Por lo tanto, el operador debe permanecer atento durante la observación en caso de errores repentinos, emergencias o situaciones que requieran ajustes.
¿Cuáles son los tipos de mecanizado CNC?
1. Mecanizado de molienda
Mecanizado de rectificadoes un método de procesamiento que utiliza herramientas abrasivas (como muelas abrasivas, piedras de afilar, etc.) para moler la superficie de la pieza de trabajo. El principio básico es eliminar el material de la superficie de la pieza de trabajo a través de la fricción, el rayado y el raspado entre la herramienta de esmerilado y la superficie de la pieza de trabajo para lograr el tamaño, la forma y la calidad de superficie requeridos.
El mecanizado de rectificado es ampliamente utilizado en la fabricación de maquinaria, especialmente donde se requiere alta precisión y alta calidad superficial. Puede procesar superficies cilíndricas internas y externas, superficies cónicas y superficies planas de diversas piezas de trabajo, así como superficies de conformado especiales y complejas como roscas, engranajes y ranuras. Además, el rectificado también puede procesar materiales que son difíciles de procesar con otras máquinas herramienta, como acero endurecido, carburo, vidrio, cerámica, etc.
2. Mecanizado de torno
El principio básico de la Mecanizado de torno es utilizar un equipo de torno para eliminar el exceso de material de la pieza de trabajo girando la pieza de trabajo y haciendo que se mueva en relación con una herramienta de corte fija o móvil (como una herramienta de torneado) para obtener la forma, el tamaño y la calidad de superficie requeridos. partes o piezas de trabajo. El mecanizado de torno puede completar una variedad de tareas de procesamiento, que incluyen, entre otras, el procesamiento del círculo exterior, el procesamiento del círculo interior (como el mandrinado), el procesamiento de la cara final, el ranurado, el corte, el procesamiento de la superficie de formación, etc.
3. Mecanizado de fresado
El fresado es el proceso de cortar material de una pieza de trabajo utilizando una herramienta giratoria para crear la forma y el tamaño deseados. La selección de las herramientas de corte y el ajuste de los parámetros de procesamiento tienen un impacto significativo en el efecto del procesamiento. En términos generales, las herramientas de acero de alta velocidad son adecuadas para fresar la mayoría de los materiales metálicos, mientras que las herramientas de carburo son adecuadas para materiales más duros. Además, los ajustes de parámetros como la velocidad de corte, la cantidad de avance y la profundidad de corte también deben seleccionarse razonablemente en función de los materiales específicos y los requisitos de procesamiento.
Fresado MecanizadoEs adecuado para piezas de trabajo de diversos materialesy formas, incluidas superficies planas, ranuras, superficies en espiral, superficies de dientes, superficies formadas y círculos exteriores, etc. En la producción en masa, además de procesar planos largos y estrechos,Mecanizado de molinospuede reemplazar casi el cepillado y convertirse en un método común para procesar planos, ranuras y superficies formadas.
¿Cuál es el principio del mecanizado CNC?
El principio del mecanizado CNCes controlar y operar el movimiento de la máquina herramientaa través de un sistema de control por computadora para lograr un procesamiento preciso de la pieza de trabajo. En primer lugar, el software CAD (diseño asistido por ordenador) se utiliza en el ordenador para describir matemáticamente y modelar geométricamente la pieza de trabajo para generar un modelo geométrico de la misma. En este paso, se utilizan expresiones matemáticas como curvas y ecuaciones de superficie para describir la forma y las dimensiones de la pieza de trabajo. A continuación, el modelo diseñado se convierte en código G que puede ser reconocido por la máquina herramienta. El código G describe en detalle la trayectoria de movimiento de la herramienta, la velocidad de procesamiento, la selección de la herramienta y otra información durante el proceso de procesamiento.
¿Cuáles son las ventajas del mecanizado CNC?
Capacidades:El mecanizado CNC puede producir una amplia variedad de piezas, formas, características y geometrías altamente complejas. La tecnología permite a los fabricantes crear tanto piezas autónomas de uso final como ensamblajes completamente funcionales, lo que proporciona una enorme libertad y flexibilidad de diseño. Además, puede fabricar piezas grandes y micro.
Exactitud y precisión:Siempre que el diseño CNC esté optimizado,Mecanizado CNCPuede replicar el diseño con una precisión extremadamente alta. Las máquinas CNC son muy precisas y pueden producir piezas con tolerancias extremadamente estrictas. La mayoría de los aspectos del proceso CNC están controlados por computadora, lo que minimiza los errores y garantiza la consistencia.
Velocidad:El mecanizado CNC puede entregar geometrías complejas rápidamente. Esta característica es especialmente beneficiosa para aplicaciones de creación de prototipos. El mecanizado CNC reduce el tiempo de respuesta desde el diseño hasta el producto terminado en comparación con los métodos de fabricación tradicionales que implican numerosos procesos que consumen mucho tiempo.
Versatilidad y escalabilidad: El mecanizado CNC es versátil, adecuado tanto para prototipos únicos como para la producción de volumen medio. Esta tecnología permite la producción constante de múltiples unidades de calidad constante. La gama de procesos y tecnologías dentro del mecanizado CNC significa que existe un método adecuado para casi cualquier requisito de aplicación.
Compatibilidad de materiales: El mecanizado CNC es compatible con una variedad de materiales, incluidos metal, vidrio, plástico, piedra y madera. Si el material se puede obtener en trozos, es probable que sea adecuado para el mecanizado CNC. Esta compatibilidad no se limita a los materiales de ingeniería estándar, sino que también incluye opciones más especializadas, lo que proporciona flexibilidad para una variedad de aplicaciones industriales.
¿Cuáles son las desventajas del mecanizado CNC?
Altos costos de instalaciónLos costos de configuración inicial para el mecanizado CNC pueden ser bastante altos. Las máquinas CNC son relativamente caras, y el costo de los modelos industriales avanzados las hace adecuadas solo para la producción industrial a gran escala.
Velocidad de producción de alto volumen: El mecanizado CNC puede producir piezas individuales con relativa rapidez. Sin embargo, la producción por lotes puede llevar mucho tiempo, ya que la mayoría de las máquinas CNC normalmente solo pueden producir una unidad a la vez.
Coste de geometrías complejasLa complejidad de una pieza es directamente proporcional a su tiempo de mecanizado, esfuerzo y coste. La producción de diseños complejos puede aumentar significativamente los gastos de producción debido a la necesidad de tiempos de operación prolongados y el uso de máquinas CNC más avanzadas.
Desperdicio de material:El mecanizado CNC es un proceso de fabricación sustractivo que genera grandes cantidades de residuos. El proceso consiste en esculpir materiales para crear piezas terminadas, lo que genera una gran cantidad de residuos en comparación con las tecnologías de aditivos y moldeo.
Limitaciones de diseño:D pesar de las capacidades de mecanizado CNC, existen limitaciones de diseño inherentes. Ciertas características y geometrías, como orificios curvos, paredes extremadamente delgadas y bordes interiores rectos, no se pueden mecanizar de manera eficiente. Estas limitaciones requieren ajustes y optimizaciones de diseño que a veces pueden comprometer la intención del diseño original.
¿Cuáles son los factores que afectan los costos de mecanizado CNC?
| Factor | ilustración |
| Coste del material | Los precios de los diferentes materiales varían mucho, como aluminio, acero, acero inoxidable, latón, plástico, aleación de titanio, etc. Cada material tiene su costo y uso específico. |
| Costo del equipo | Las máquinas-herramienta de gama alta suelen tener una mayor precisión, una mayor eficiencia y más funciones, pero también cuestan más. Los gastos regulares de mantenimiento y depreciación del equipo también deben incluirse en el costo de procesamiento. |
| Costos de mano de obra | Los técnicos experimentados pueden escribir programas y operar máquinas herramienta de manera más eficiente, lo que reduce los errores y el tiempo de inactividad. |
| Costos de herramientas y accesorios | Herramientas específicas pueden requerir personalización o manejo especial, y el desgaste y reemplazo de herramientas también puede aumentar los costos. El accesorio se utiliza para fijar la pieza de trabajo para garantizar la precisión del mecanizado, y su diseño y fabricación también requieren costos. |
| Costes de posprocesamiento | Los pasos de posprocesamiento, como el tratamiento térmico, el tratamiento de superficies, la limpieza y la inspección, pueden agregarPrecio de la máquina CNC. |
| Costos de logística y transporte | En el caso de las piezas grandes o pesadas, los costes de logística y transporte también son una parte que no se puede ignorar. |
| Costes energéticos y de materiales auxiliares | La electricidad, el refrigerante, los lubricantes, etc. consumidos durante el mecanizado CNC también deben incluirse en el costo. |
| Costes administrativos y de gestión | incluyendo gastos de gestión y administrativos relacionados con la gestión de proyectos, control de calidad, registros de mantenimiento de equipos, etc. |
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Preguntas frecuentes
1. ¿Cómo funcionan las máquinas CNC paso a paso?
El proceso de trabajo de las máquinas herramienta CNC es un proceso completo desde el diseño del producto hasta la finalización del procesamiento, que implica múltiples enlaces y pasos. A través de una programación precisa, una preparación razonable de la pieza de trabajo y la herramienta, una configuración y puesta en marcha precisas de la máquina herramienta, y un estricto seguimiento y ajuste del proceso de procesamiento, las máquinas herramienta CNC pueden garantizar un procesamiento eficiente y preciso.
2. ¿Cuál es el proceso de trabajo del mecanizado CNC?
El primer paso en el proceso de tecnología de mecanizado CNC es esbozar el concepto de la pieza mecanizada en papel. Utilizamos software CAD de mecanizado de precisión diseñado para el modelado bidimensional (2D) y tridimensional (3D). El segundo paso convierte el modelo CAD en código CNC (código G) utilizando el software CAM (Fabricación Asistida por Computadora), el tercer paso el maquinista CNC configura la máquina de precisión para ejecutar el código G y el código M programados, el cuarto paso el maquinista CNC ejecuta el programa, el operador debe permanecer alerta durante el período de observación en caso de errores repentinos, emergencias, o situaciones que requieran ajustes.
3. ¿Cuál es el principio del mecanizado CNC?
El principio del mecanizado de control numérico es controlar con precisión el proceso de mecanizado de la máquina herramienta a través del sistema de control por computadora y realizar el movimiento relativo o el cambio de posición entre la herramienta y la pieza de trabajo, para completar el procesamiento de la pieza de trabajo. En este proceso, la programación, el mecanizado de dispositivos CNC, el accionamiento del servosistema, la acción del actuador y el monitoreo y la retroalimentación del proceso de mecanizado y otros enlaces juntos constituyen el principio básico del mecanizado CNC.
4. ¿Por qué utilizar el mecanizado CNC?
Las principales razones para utilizar el mecanizado CNC son su alta precisión, alta eficiencia, flexibilidad, alto grado de automatización y amplia gama de aplicaciones. Estas ventajas hacen que el mecanizado CNC sea una de las tecnologías indispensables e importantes en la fabricación moderna.
Resumen
La tecnología de mecanizado CNC juega un papel cada vez más importante en la industria manufacturera con sus ventajas de alta precisión, alta eficiencia y alta flexibilidad. A través de la estrecha cooperación de una serie de pasos como el diseño y el dibujo, la planificación del proceso, la programación, la verificación del programa, la configuración de la máquina herramienta y la sujeción de la pieza de trabajo, el procesamiento formal y la inspección de calidad, el mecanizado CNC puede lograr un procesamiento preciso de piezas complejas. Con el desarrollo continuo de la tecnología,Tecnología de procesamiento CNCcontinuará desempeñando un papel importante en la industria manufacturera, promoviendo la transformación, la actualización y el desarrollo de alta calidad de la industria manufacturera.
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