Aplicaciones de fijación y diseño de posicionamiento de centros de mecanizado CNC

Las fijaciones de los centros de mecanizado CNC hacen algo más que sujetar una pieza. Afectan a la eficacia de la producción, la precisión del posicionamiento, la estabilidad del mecanizado y la capacidad de automatización. En el caso de piezas complejas que requieren varias operaciones en una sola configuración, la estructura de la fijación y el diseño de posicionamiento son especialmente importantes.

Fijaciones neumáticas en centros de mecanizado

Las fijaciones neumáticas son herramientas eficaces para mejorar la productividad de los centros de mecanizado. El posicionamiento y la sujeción son las tareas principales en el diseño de útiles neumáticos, y la sujeción es especialmente importante. Dado que el aire comprimido es elástico, el diseñador del dispositivo debe comparar la fuerza de sujeción con la fuerza de corte para garantizar que la pieza permanece estable durante el mecanizado.

La fijación neumática también debe tener en cuenta las condiciones anormales, como la pérdida repentina de energía o el fallo del suministro de aire. Si no se tienen en cuenta estas situaciones, el resultado puede ser la colisión de la herramienta, daños en el útil o el aflojamiento de la pieza de trabajo.

Para piezas sencillas, un dispositivo de fijación puede sujetar varias piezas de trabajo al mismo tiempo. Para procesos complejos, el control PLC puede girar o mover la pieza de trabajo automáticamente y trabajar con el cambio automático de herramientas para apoyar el mecanizado continuo multioperación. Cuando el dispositivo de fijación, la máquina herramienta y el robot se comunican y coordinan entre sí, el mecanizado no tripulado resulta más práctico y favorece la fabricación inteligente.

Útil de mecanizado para orificios radiales de bombas de émbolo buzo

Una bomba de émbolo utiliza émbolos alternativos dentro de un cuerpo cilíndrico para introducir y extraer el aceite. Su estructura es compleja y los requisitos de mecanizado son elevados. El mecanizado de orificios radiales suele requerir una fijación específica para lograr una producción eficaz y estable.

Un útil de mecanizado de agujeros radiales puede utilizar dos estaciones con el apoyo de una placa puente, un cabezal divisor y un contrapunto. Un extremo de la placa puente se monta en el cabezal divisor, mientras que el otro extremo se apoya en el contrapunto. Esta disposición utiliza el espacio de la máquina de forma eficaz y permite mecanizar una pieza compleja en una mesa de trabajo pequeña.

Después de que el cabezal de indexación gire la placa puente, se pueden mecanizar orificios radiales en diferentes ángulos en una sola configuración. La sujeción hidráulica, la detección de estanqueidad, el soporte flotante y los pasadores de localización pueden combinarse para mejorar la estabilidad de la sujeción y la precisión del mecanizado.

Dispositivos específicos para cortadoras de maíz

Una fresa de maíz, también conocida como fresa de escamas, tiene densas estructuras de corte en espiral y es adecuada para el arranque de virutas pesadas en máquinas CNC. Se utiliza a menudo para materiales compuestos como fibra de carbono, Kevlar y fibra de vidrio, y también es útil para piezas grandes y mecanizado de moldes en bruto.

Cuando se diseña una fijación dedicada para una fresa de maíz, el punto de referencia de localización debe seleccionarse de acuerdo con la precisión del mecanizado y los requisitos de sujeción. El diseño debe seguir los principios de coincidencia y unificación de puntos de referencia. Se pueden utilizar bloques de fijación cónicos, ranuras, tornillos y tuercas para restringir los grados de libertad de la pieza de trabajo, proporcionar una ubicación estable y facilitar la instalación y el desmontaje.

Diseño de la fijación del cilindro de la pinza de freno

El cuerpo del cilindro de la pinza de freno utilizado en los frenos de disco de automoción tiene una estructura compleja. Puede incluir orificios de cilindro, puertos, superficies de montaje, orificios de pasador guía, orificios de ventilación, orificios de aceite, roscas internas y varias ranuras. El proceso de mecanizado puede incluir fresado, taladrado, mandrinado, escariado y roscado.

El proceso de mecanizado de este tipo de piezas puede dividirse entre centros de mecanizado verticales y horizontales. Un centro de mecanizado vertical puede mecanizar la superficie de arco grande, el orificio del cilindro, el puerto, la cara de la brida y los orificios de montaje. Un centro de mecanizado horizontal puede mecanizar el saliente plano del lado inverso, los orificios de montaje, los orificios de ventilación y los orificios de aceite.

Operaciones de mecanizado y fases del proceso

El proceso del cuerpo del cilindro de la pinza de freno puede incluir dos operaciones principales en el centro de mecanizado. Utilizando el centro de mecanizado vertical como ejemplo, el recorrido puede incluir el fresado de la cara del extremo de la cola, el fresado del resalte de montaje, el biselado del resalte, el fresado de la ranura de arranque, la perforación previa y el escariado de los orificios de montaje del manguito, la perforación y el roscado de los orificios roscados, el mecanizado de las características del orificio de aceite y la perforación o el roscado de los orificios de ventilación.

Estas operaciones demuestran por qué el diseño de la fijación debe admitir múltiples características, una ubicación fiable de la pieza y una sujeción estable en varios métodos de corte.

Selección del esquema de posicionamiento

Para las operaciones de centro de mecanizado vertical en el cuerpo del cilindro de una pinza de freno, el esquema de posicionamiento debe compararse en función de los elementos de localización, la dificultad de sujeción, el error de desajuste del punto de referencia, el error de desplazamiento del punto de referencia y la deformación de mecanizado.

Esquema se pueden utilizar dos pequeños planos para ubicar las caras extremas del mismo lado de los agujeros de los pasadores guía, con un pasador cilíndrico corto y un pasador de diamante corto para la ubicación. Esta estructura es relativamente simple, pero la región central puede estar sin soporte. Bajo la fuerza de corte, puede producir una mayor deformación.

El esquema dos puede utilizar el orificio del cilindro como zona de fijación principal, con un pasador cilíndrico corto más grande como soporte y un pasador de diamante largo para restringir otro grado de libertad. Aunque la precisión teórica de los dos esquemas puede ser similar, el esquema dos proporciona un mejor apoyo a la región central del cuerpo del cilindro y puede reducir la deformación de mecanizado.

Tendencias en el desarrollo de accesorios

Las fijaciones de los centros de mecanizado CNC están evolucionando hacia la flexibilidad, la precisión, la estandarización y la inteligencia. Las fijaciones tradicionales son más adecuadas para la carga y descarga manual, y no pueden satisfacer plenamente los requisitos de automatización. Los robots pueden realizar un preposicionamiento básico, pero la ubicación exacta final sigue dependiendo de la fijación.

Las fijaciones modernas están pasando gradualmente de los sistemas de accionamiento hidráulico y neumático a los sistemas mecatrónicos. Pueden integrar el control de la fuerza de sujeción, la compensación y la supervisión dinámica. Las fijaciones de cambio rápido de punto cero, los portapiezas paletizados, las fijaciones integradas en el proceso y las combinaciones de fijaciones y robots se utilizan cada vez más en la fabricación multioperativa y de gran volumen.

Conclusión

El diseño de la fijación del centro de mecanizado CNC debe equilibrar la precisión de posicionamiento, la fiabilidad de sujeción, la deformación de la pieza de trabajo, la integración del proceso y los requisitos de automatización. Una fijación bien diseñada mejora la precisión del mecanizado, reduce el tiempo de preparación y aumenta la eficiencia general de la producción.

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