Conceptos básicos del centro de mecanizado vertical VMC: una guía detallada

¿Qué es un centro de mecanizado vertical (VMC) ?

La tecnología de mecanizado vertical es una de las herramientas más productivas en el taller de mecanizado CNC. Cuenta con diversas herramientas en el cambiador y otras opciones que mejoran y personalizan la productividad. Centro de mecanizado vertical CNC Ayuda a mecanizar agujeros y otras propiedades en componentes con superficie plana. Funciona en dirección vertical mediante un husillo que opera con un ángulo pronunciado. Los controles computarizados de las fresadoras verticales permiten la automatización, la selección y rotación de herramientas, la repetibilidad y el control de contornos. Estas modernas máquinas CNC han elevado la productividad de las fresadoras al máximo nivel, dando lugar a los centros de fresado vertical CNC. Estos centros de mecanizado vertical VMC varían según sus ejes, funciones y otras opciones disponibles.

El centro de mecanizado vertical puede considerarse una máquina industrial indispensable, ya que permite fabricar piezas con una precisión excepcional y plazos de entrega reducidos. Sus componentes cuentan con un diseño robusto que proporciona un par motor, una potencia y una velocidad de mecanizado superiores. El alto nivel de automatización de los centros de fresado vertical también les permite mecanizar diversos materiales y reducir los costes generales de fabricación.

Principio de funcionamiento del centro de mecanizado vertical (VMC)

Los centros de mecanizado vertical operan sobre el modelo de diseño de los componentes. Las numerosas herramientas de la máquina y los parámetros necesarios para las piezas se transforman en códigos de información generalmente aceptados y legibles por el dispositivo de control numérico de la máquina. El programa de procesamiento ayuda a procesar automáticamente el programa CNC del componente. Estos códigos de instrucción se almacenan normalmente en soportes de información, como discos o cintas perforadas, que luego se envían al dispositivo de entrada. Esta información se puede leer y transferir al dispositivo de control numérico. También es posible utilizar la computadora y el centro de mecanizado vertical VMC de JSWAY para enviar información directamente y así lograr la entrada y salida del programa del componente.

El centro de mecanizado vertical CNC generalmente cuenta con tres coordenadas de movimiento lineal. Además, dispone de una mesa giratoria de eje horizontal acoplada a su mesa de trabajo, lo que facilita la fabricación de piezas circulares.

Componentes de un centro de mecanizado vertical (VMC)

El centro de mecanizado vertical consta de muchos componentes importantes. Estos componentes se combinan para fabricar piezas de acuerdo con las normas de fabricación ISO. Los componentes incluyen los siguientes:

Husillo giratorio

El husillo de fresado suele estar perpendicular o vertical a la mesa de trabajo. Es un eje giratorio con un soporte para sujetar la herramienta o la pieza. Generalmente, el eje del husillo actúa como elemento de posicionamiento, soporte y accionamiento giratorio para las piezas.

Mesa de trabajo

La mesa es plana, lo que permite colocar la pieza de trabajo directamente o mediante diversos elementos de fijación, como mordazas de sujeción o piezas de aluminio fresadas. La mesa cuenta con un eje X que permite el movimiento horizontal, mientras que el eje Y permite el movimiento longitudinal. Estos ejes, junto con el eje Z, permiten añadir un número ilimitado de funciones a las piezas de trabajo en todos los planos de movimiento.

Cambiador de herramientas

El cambiador de herramientas aumenta la productividad del centro de mecanizado vertical al permitir la selección automática de herramientas para diferentes tareas, desde el desbaste hasta el mandrinado de precisión.

Mesas giratorias

Agregar ejes adicionales a las fresadoras verticales puede mejorar significativamente la productividad, transformando una fresadora simple de 3 ejes en una máquina de 4 o 5 ejes capaz de producir componentes complejos con diferentes superficies, como las palas de las turbinas.

Sistema de refrigeración

La mayoría de los centros de fresado vertical CNC utilizan sistemas de refrigeración con recirculación para garantizar una correcta lubricación de las piezas y las herramientas de corte. Este sistema de refrigeración suele emplear agua y aceite soluble, entre otros líquidos.

Cajas/Cubiertas completas

Estas cubiertas ayudan a reducir las salpicaduras causadas por las operaciones de fresado. Asimismo, protegen a los operarios y al medio ambiente de las consecuencias del proceso de mecanizado.

Cargadores de carga rápida

Las mesas de transporte u otros sistemas automatizados de carga de piezas ayudan a aumentar la productividad del centro de mecanizado vertical CNC, al tiempo que reducen el tiempo de inactividad.

Transportador de tornillo/virutas

Las cintas transportadoras o sinfines para virutas pueden ayudar a trasladar las virutas fuera del área de trabajo para facilitar la productividad y eliminar el tiempo de inactividad derivado de la remoción manual de virutas de desecho.

Aplicaciones y usos del centro de mecanizado vertical (VMC):

Los centros de mecanizado vertical CNC de JSWAY pueden mecanizar diversas piezas y productos para diferentes industrias y usos. Sectores como el aeroespacial, la industria manufacturera, la fabricación de maquinaria y el sector médico utilizan esta tecnología de mecanizado CNC debido a su alta precisión, exactitud y capacidad para la producción en volumen.

Aquí se muestran algunas de las piezas mecanizadas:

Piezas con formas inusuales

Estructuras como cestas o bases presentan formas irregulares. La mayoría de estas piezas mecanizadas requieren un procesamiento mixto multipunto que abarca puntos, líneas y caras. Los centros de mecanizado vertical (VMC) con capacidad de mecanizado automático permiten mecanizar estos componentes complejos, cuya fabricación suele ser difícil con técnicas tradicionales.

Pieza tipo caja

Las piezas CNC tipo caja son aquellas con un sistema de un solo orificio y varias cavidades en su interior. Estas piezas son comunes en automóviles y aviones, por ejemplo: bloque de motor, caja de husillo, carcasa de bomba de engranajes, bloque de motor diésel. Mediante centros de mecanizado vertical (VMC) , se puede realizar entre el 60 % y el 95 % de las operaciones de las máquinas herramienta estándar en una sola sujeción.

Además, los centros verticales CNC ofrecen alta precisión, eficiencia, rigidez y cambio automático de herramientas. Si la secuencia del proceso está bien programada y se utilizan los accesorios y herramientas adecuados, se pueden resolver los problemas complejos del mecanizado de piezas de tipo caja.

Piezas complejas con muchas curvas

Componentes como hélices, levas e impulsores con curvas complejas son habituales en la aviación y el transporte. Las máquinas herramienta tradicionales dificultan la creación de estos componentes con piezas curvas, contornos superficiales y piezas fundidas con cavidades internas cerradas, logrando así la precisión de mecanizado deseada.

Sin embargo, los centros de mecanizado vertical multieje integrados con tecnología CNC ayudan a producir piezas curvas con la máxima precisión y exactitud de forma eficiente y en un plazo más corto.

Nuevas piezas en fase de producción de prueba.

JSWAY Centro de mecanizado vertical VMC Ofrece gran flexibilidad y adaptabilidad. Al modificar el objeto mecanizado, puede crear e introducir nuevos programas, cambiar segmentos del programa o utilizar instrucciones especiales específicas.

Por ejemplo, puede usar la función de zoom para producir piezas con la misma forma pero de diferentes tamaños. Esto resulta muy práctico para la producción en lotes pequeños, la prueba de nuevos productos o la producción de múltiples variedades. Además, reduce el tiempo de preparación y el ciclo de fabricación de prueba.

Diferencias entre centros de mecanizado CNC verticales y horizontales

Los centros de mecanizado CNC son máquinas herramienta sofisticadas con automatización integrada, mecanizado compuesto, versatilidad y alta velocidad. Los centros de mecanizado horizontales y verticales son las fresadoras CNC estándar. Esta sección analiza las diferencias entre las capacidades estructurales y el rendimiento técnico de estas máquinas herramienta.

La orientación del husillo

Ambas máquinas cuentan con distintas orientaciones que permiten aprovechar la profundidad de mecanizado horizontal o la precisión vertical. Esta es una diferencia fundamental entre ambas. La orientación o estructura del husillo determina la interacción de la herramienta con la pieza de trabajo.

Geometría de la herramienta

La geometría de una herramienta suele influir en las especificaciones y los resultados del corte. Los centros de mecanizado CNC horizontales son más cortos y gruesos, lo que les confiere la estabilidad necesaria para soportar la resistencia al mecanizar cortes más profundos.

Por otro lado, el mecanizado vertical es más preciso e ideal para piezas pequeñas. Sin embargo, presenta desventajas. No permite realizar cortes profundos debido a la vibración, lo que provoca desviaciones respecto al diseño original.

Especificaciones y precisión de corte

Los centros horizontales ofrecen un mejor rendimiento que los verticales en cuanto a la tasa de remoción de material. Poseen una gran estabilidad y permiten cortes más profundos. Generalmente, las máquinas verticales se utilizan para operaciones limitadas como el ranurado y el refrentado. Sin embargo, ofrecen una gran precisión en los cortes y en el acabado de la superficie. Por lo tanto, esta capacidad de corte limitada se traduce en una menor tasa de remoción de material.

Número de caras para el mecanizado

Los centros de mecanizado vertical (VMC) , especialmente las fresadoras de 5 ejes, son más adecuados para trabajar en múltiples caras de las piezas. Suelen incluir paletas integradas con fijaciones o soportes. La utilización del husillo en los centros de mecanizado vertical también mejora considerablemente. Como resultado, el acceso a la parte frontal y los laterales de las piezas es más sencillo. Esto aumenta la productividad y reduce los errores humanos. Sin embargo, estas capacidades se limitan a los centros de mecanizado horizontal.

Costo de cada máquina

Las máquinas horizontales son mucho más caras de adquirir y mantener. Además, requieren operarios especializados para su manejo. En consecuencia, esto incrementa el costo total de fabricación.

Por otro lado, las máquinas CNC verticales son más económicas que las horizontales. Asimismo, su operación y mantenimiento son mucho más sencillos que los de las máquinas horizontales. Por consiguiente, resultan idóneas para producciones a pequeña escala.