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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 un taller de mecanizado CNC. Cuenta con un cambiador de herramientas diverso y otras opciones que mejoran y personalizan la productividad. El centro de mecanizado vertical CNC permite mecanizar agujeros y otras propiedades en componentes con superficie plana. Opera verticalmente mediante un husillo que gira 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 a niveles máximos, dando lugar a los centros de mecanizado vertical CNC. Estos centros de mecanizado vertical (VMC) varían según sus ejes, funciones y otras opciones disponibles.
Se puede considerar al centro de mecanizado vertical como una máquina industrial esencial, ya que permite fabricar piezas con una precisión excepcional y plazos de entrega más cortos. Sus componentes, de diseño robusto, ofrecen un par motor, una potencia y una velocidad de mecanizado superiores. El alto grado 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 con el modelo de diseño de los componentes. Las numerosas herramientas de mecanizado y los parámetros necesarios para las piezas se transforman en códigos de información generalmente aceptables y legibles por el controlador 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, y estos soportes se envían al dispositivo de entrada. Esta información se puede leer y transferir al controlador numérico. También se puede utilizar el ordenador 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 ejes 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 según las normas de fabricación ISO. Los componentes incluyen los siguientes:
Husillo giratorio
El husillo de la fresadora suele ser perpendicular/vertical a la mesa de trabajo. Es un eje giratorio con un dispositivo para sujetar la herramienta o la pieza. Generalmente, el husillo actúa como elemento de posicionamiento, soporte y accionamiento rotatorio para las piezas.
Mesa de trabajo
La mesa es plana, lo que permite colocar la pieza de trabajo directamente o utilizando diversos dispositivos de sujeción, como tornillos de banco de alta resistencia o piezas de aluminio fresadas. La mesa cuenta con un eje X que permite el movimiento lateral y un eje Y que permite el movimiento hacia adelante y hacia atrás. Estos ejes, junto con el eje Z, permiten añadir un número ilimitado de características 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 taladrado de precisión.
Mesas giratorias
Agregar ejes adicionales a las fresadoras verticales puede mejorar significativamente la productividad, al convertir una fresadora simple de 3 ejes en una máquina de 4 o 5 ejes capaz de producir componentes complejos con diferentes superficies, como álabes de turbina.
Sistema de refrigeración
La mayoría de los centros de fresado vertical CNC utilizan sistemas de refrigeración por recirculación para garantizar la correcta lubricación de las piezas y las herramientas de corte. Este sistema de refrigeración suele utilizar agua y aceite soluble, entre otros líquidos.
Recintos/Cubiertas completas
Estas cubiertas ayudan a reducir las salpicaduras producidas por las operaciones de fresado. Asimismo, protegen a los operarios y al medio ambiente de las consecuencias del 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 retirada manual de las 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 aplicaciones. 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 exactitud, precisión y capacidad para la producción en serie.
Aquí tenéis algunas de las piezas mecanizadas:
Piezas con formas inusuales
Estructuras como cestas o bases tienen formas irregulares. La mayoría de estas piezas mecanizadas requieren un mecanizado multipunto mixto de punta, línea y cara. Los centros de mecanizado vertical (VMC) con capacidad de mecanizado automático permiten mecanizar estos componentes complejos, a menudo difíciles de crear con técnicas tradicionales.
Pieza tipo caja
Las piezas CNC de 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, como bloques de motor, cajas de husillo, carcasas de bombas de engranajes y bloques de motores diésel. Con un centro 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 de mecanizado vertical CNC ofrecen alta precisión, eficiencia, rigidez y cambio automático de herramientas. Si la secuencia del proceso está bien programada y se utilizan las herramientas y utillajes adecuados, se pueden resolver los problemas complejos del mecanizado de piezas 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 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 periodo de tiempo más corto.
Nuevas piezas en fase de prueba de producción
El centro de mecanizado vertical VMC de JSWAY ofrece una gran flexibilidad y adaptabilidad. Al cambiar la pieza a mecanizar, se pueden crear e introducir nuevos programas, modificar 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. Ofrece una gran comodidad para la producción de lotes pequeños, las pruebas de nuevos productos o la producción de múltiples variedades. Además, reduce el tiempo de preparación de la producción 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 poseen distintas orientaciones que permiten aprovechar la profundidad de mecanizado que ofrecen los centros de mecanizado horizontales o la precisión del mecanizado vertical. Esta es una diferencia fundamental entre ambas. La orientación o estructura del husillo determina cómo interactúa la herramienta de corte 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 proporciona 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.
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 ranurado y refrentado. Sin embargo, ofrecen una gran precisión en los cortes y un acabado superficial óptimo. Por lo tanto, esta capacidad de corte limitada se traduce en una menor tasa de remoción de material.
Número de caras para mecanizar
Los centros de mecanizado vertical (VMC) , especialmente las fresadoras de 5 ejes, son más adecuados para trabajar en múltiples caras de las piezas. Suelen incorporar palets integrados con utillaje o soportes. El aprovechamiento del husillo en los centros de mecanizado vertical también mejora considerablemente. Como resultado, el acceso a la parte frontal y lateral de las piezas es más sencillo, lo que aumenta la productividad y reduce el error humano. Sin embargo, estas capacidades son exclusivas de 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 funcionamiento. En consecuencia, esto incrementa el coste total de fabricación.
Por otro lado, las máquinas CNC verticales cuestan menos que las horizontales. Asimismo, el funcionamiento y el mantenimiento de los centros de torneado y fresado verticales son mucho más sencillos en comparación con las máquinas horizontales. En consecuencia, resultan idóneas para todo tipo de producciones a pequeña escala.
