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Resumiendo todo sobre el torneado CNC
Hoy en día, las operaciones de investigación y desarrollo en muchas industrias dependen del mecanizado CNC de piezas o ensamblajes. El torneado CNC es una forma de mecanizado CNC que se utiliza para crear piezas o prototipos circulares, cilíndricos, cónicos o de otras formas. Aunque su gama de aplicaciones no es tan popular como el torneado CNC, sigue siendo un proceso de fabricación versátil y rentable que puede producir una gran cantidad de piezas en una variedad de materiales. En este artículo profundizaremos en para qué sirve el torneado CNC, cómo funciona, sus ventajas y desventajas, y en qué se diferencia de otros procesos de fabricación como el fresado o el rectificado.
1. ¿Qué es el torneado CNC?
Torneado CNC es un proceso de fabricación en el que se sujeta una barra en un mandril y se gira mientras una herramienta se pone en contacto con la pieza de trabajo a una velocidad establecida para eliminar material y crear una pieza o prototipo simétrico. El eje de rotación de los tornos CNC se divide en dirección horizontal o vertical, y esta última se utiliza principalmente para fabricar piezas relativamente largas con radios grandes. Si el torno CNC también tiene una función de fresado, puede permitir fresar otras formas de piezas o componentes.
El material seleccionado suele ser una barra redonda, u otros cuadrados o hexágonos regulares.
Dependiendo del torno CNC, la longitud de barra permitida puede ser diferente.
Las herramientas del torno CNC están instaladas en la torre de perforación giratoria y controladas por la computadora. Cuantas más herramientas haya en la torreta, más opciones habrá para fabricar piezas complejas.
Los tornos CNC pueden cortar el exterior de la pieza de trabajo y perforar agujeros desde el interior para hacer piezas tubulares.
2. ¿Cuál es la función del torneado CNC?
El torneado CNC se utiliza principalmente para fabricar piezas axisimétricas, como ejes redondos, tubos huecos, conos, varillas roscadas o casquillos, etc., mientras que para el fresado CNC es relativamente difícil fabricar piezas con contornos circulares. Las piezas fabricadas con torneado CNC tienen un acabado superficial muy suave y tolerancias estrechas, incluso dentro de ± 0.0002 pulgadas. A veces, la cooperación de fresado CNC y torneado CNC puede mejorar en gran medida la eficiencia. Por ejemplo, el fresado CNC se realiza en las piezas después del torneado CNC. Los maquinistas pueden seguir fabricando características asimétricas en las piezas para aprovechar al máximo las ventajas de los dos procesos de fabricación.
3. Factores clave a considerar en piezas de torneado CNC
El diámetro exterior de la pieza. El torneado CNC suele ser muy adecuado para la creación de prototipos y la producción de bajo volumen. Un factor clave a considerar para determinar si el torneado CNC de una pieza es el método de fabricación más rentable es el diámetro exterior (DE) de la pieza. El torno CNC tiene un límite máximo en el diámetro exterior de la barra. Cuando el diámetro exterior excede el tamaño máximo permitido por el torno CNC (como 2.5 pulgadas), debe sujetarse por separado, lo que puede afectar el tiempo y el costo de entrega.
Herramienta CNC. Otro factor en el que centrarse son las herramientas CNC. No importa cuán delgada o pequeña sea la herramienta, el filo tiene un carácter cilíndrico que deja un radio al mecanizar las esquinas interiores. Para algunas piezas con características especiales, es necesario elegir la herramienta CNC más adecuada.
Características de la pieza. Para piezas diseñadas con muescas, el torneado CNC es una solución eficaz. Esto puede presentar algunos desafíos para el fresado CNC, que requiere herramientas especiales más largas con el riesgo de vibración, pérdida de precisión, acabado superficial deficiente, etc.
Piezas asimétricas. Para piezas asimétricas, el torneado CNC no es ideal.
4. Ventajas del torneado CNC
Reducir el error humano. Elegir un servicio de torneado CNC puede reducir en gran medida el error humano. Una vez programado y configurado, el torno CNC funciona automáticamente y puede fabricar piezas con los resultados esperados.
Mejora la eficiencia de producción.La mayoría de los tornos CNC funcionan a una velocidad relativamente rápida y pueden funcionar durante mucho tiempo sin interrupción. Un operador puede supervisar el funcionamiento de varias máquinas, lo que puede ayudar a mejorar la eficiencia de la producción sin necesidad de contratar mano de obra adicional.
Reducir los residuos tasa de materiales. Los tornos CNC rara vez desperdician materiales o recursos disponibles, especialmente para metales preciosos, como titanio, aluminio 7075, etc., ahorrando efectivamente el costo total.
Alta precisión.El torneado CNC tiene una alta precisión de mecanizado y acabado superficial, y las piezas fabricadas siempre tienen una calidad constante.
5. Desventajas del torneado CNC
Además de las ventajas del torneado CNC, también debemos considerar algunas de sus desventajas. Por supuesto, el torneado CNC requiere una mayor inversión inicial que el torneado manual.
Requiere un alto costo de instalación
Mayores requisitos técnicos para la mecánica y la capacidad de programación.
Solo rentable para piezas axisimétricas
Los tornos CNC necesitan mantenimiento y es posible que no puedan reparar la falla de inmediato
Al sopesar las características del torneado CNC, las ventajas superan con creces las desventajas.
6. Cómo funciona el torneado CNC
CAD / CAM diseño.El proceso de torneado CNC está completamente automatizado, pero está precedido por una representación digital de la pieza requerida para el diseño CAD/CAM, que luego se convierte en código G, el lenguaje del torno CNC. El código G guía la velocidad de avance, la velocidad de rotación, el cambio de herramienta, etc. de la máquina herramienta CNC. Esto a menudo se puede simular en un software como MasterCAM de AutoCAD Fusion que permite la visualización del proceso de fabricación desde el material hasta el producto final.
Proceso de torneado.Una vez que se configura el código G, el operador configura y carga la torreta. La torreta puede contener muchas herramientas a la vez. Con las varillas aseguradas en su lugar, comienza el corte automatizado del material sobrante hasta que se fabrica la pieza o prototipo deseado.
7. Tipo de torneado CNC
Hay muchos tipos diferentes de torneado CNC, como torneado, socavado, moleteado, taladrado, refrentado, mandrinado, etc. y se pueden realizar diferentes operaciones para obtener la forma deseada. Las siguientes son operaciones comunes que utiliza en sus proyectos de torneado CNC.
Durante el enfrentamiento, una herramienta de un solo punto se mueve radial o axialmente desde el borde de la pieza de trabajo para cortar uniformemente a través de capas delgadas de material, dejando una superficie lisa. La profundidad de corte de la superficie es generalmente relativamente pequeña y se puede procesar radial o axialmente en un solo punto.
Torneado cónico.El corte con cuchillo corta el material en forma de cono, donde el diámetro de la pieza de trabajo disminuye o aumenta de un extremo al otro (piense, por ejemplo, en la forma de un reloj de arena).
Torneado de formas.Corte material y cree piezas contorneadas con cuchillas redondas, curvas o lisas.
Torneado de contornos.Los cortadores de un solo punto pueden mecanizar piezas redondas, curvas o lisas con curvas continuas.
Biselado.El chaflán generalmente se establece en 45 grados, para evitar daños en el borde afilado de la pieza o por seguridad. Los bordes biselados son más resistentes al daño que los bordes cuadrados u otros bordes afilados.
Dividir.Utilice una herramienta de corte especial para cortar una ranura recta hasta que quede cortada.
Enhebrado. Las flautas helicoidales se cortan para que coincidan con los pernos de especificación de rosca uniforme.
Aburrido. Ampliar la apertura existente.
Perforación. El proceso de quitar material del interior de una pieza de trabajo para crear un agujero usando un taladro de barrena especial.
Moleteado. Esto es para cortar líneas rectas, líneas inclinadas o patrones cruzados en zigzag en la superficie de la pieza, lo que no solo puede aumentar la fricción de la pieza, sino también mejorar el efecto visual.
Ranurado.El proceso de mecanizar una cavidad estrecha en una pieza.
8. Materiales compatibles con torneado CNC
El torneado CNC puede ser compatible con cientos de materiales, incluidos varios metales o plásticos para que usted elija. Elegir el material adecuado es fundamental para fabricar una pieza o prototipo personalizado. Presentamos varios de los materiales más utilizados y observamos la aplicabilidad común de cada material.
Aluminio. El aluminio es uno de los materiales más utilizados para el torneado CNC, tiene una excelente relación resistencia-peso y es extremadamente resistente a la corrosión. Las piezas de aluminio se pueden anodizar para mejorar aún más la resistencia y la resistencia a la corrosión, y están disponibles en una variedad de colores para mejorar la estética visual. El aluminio torneado CNC se usa ampliamente en la industria aeroespacial, equipos médicos, piezas de automóviles o carcasas. Los modelos comunes de aleación de aluminio incluyen aluminio 5052, aluminio 7075, aluminio 7075-T6, aluminio 6063-T5, aluminio 7050-T7451, aluminio MIC-6, aluminio 6061-T6, aluminio 2024-T3, etc.
Acero.Debido a que el acero tiene una excelente resistencia y dureza, a menudo se usa en piezas de alta tensión y resistentes a la fricción, como engranajes y ejes. Los tipos de acero comunes son aleación de acero 4130, aleación de acero 4140, ASTM A36, acero 1018, acero A36, etc.
Acero inoxidable. Después del tratamiento térmico, el acero inoxidable tiene una excelente resistencia y resistencia a la corrosión, y se usa ampliamente en la industria aeroespacial, equipos médicos, alimentos y otros campos. Los modelos comunes de acero inoxidable son acero inoxidable 15-5, acero inoxidable 17-4, acero inoxidable 18-8, acero inoxidable 303, acero inoxidable 304, acero inoxidable 316/316L, acero inoxidable 416, acero inoxidable 420.
Titanio.El titanio tiene una excelente resistencia, resistencia a la corrosión, biocompatibilidad y es muy adecuado para la fabricación de implantes médicos, aeronaves y otros campos. La aleación de titanio más utilizada es el titanio 6Al-4V.
Resumen de materiales metálicos comunes para torneado CNC
Aluminio | Acero inoxidable | Acero suave, aleado y para herramientas | Otros metales |
6061-T6 | 303 | Acero dulce 1018 | Latón C360 |
6082 | 304L | Acero dulce 1045 | Cobre C101 |
7075-T6 | 316L | Aleación de acero 1215 | Cobre C110 |
5083 | 2205 Dúplex | Acero dulce A36 | Titanio Grado 1 |
5052 | 17 - 4 | Aleación de acero 4130 | Titanio Grado 2 |
2014 | 15 - 5 | Aleación de acero 4140 | Invar |
2017 | 416 | Aleación de acero 4340 | Inconel 718 |
2024 | 420 | Acero para herramientas A2 | Magnesio AZ31B |
6063 | 430 | Acero para herramientas A3 |
|
7050 | 440C | Acero para herramientas D2 |
|
A380 | 301 | Acero para herramientas S7 |
|
MIC 6 |
| Acero para herramientas H13 |
|
|
| Acero para herramientas O1 |
También hay muchas opciones para el torneado CNC de materiales plásticos comunes.
PVCEl PVC es un material de bajo costo con buena resistencia a la corrosión y resistencia química. Se puede utilizar en una amplia gama de aplicaciones, desde juguetes para niños hasta tuberías de gas.
Nylon.El nailon es un plástico versátil y de bajo costo que es resistente al calor, a los químicos y a la abrasión, puede reemplazar al metal en algunos casos y puede usarse para crear piezas de alta resistencia y tolerancia estrecha.
Plásticos | Plástico reforzado |
ABS | Garolita G-10 |
Polipropileno | Polipropileno (PP) 30%GF |
Nylon 6 | Nailon 30%GF |
Delrin (POM-H) | FR-4 |
Acetal (POM-C) | PMMA (acrílico) |
PVC | OJEADA |
HDPE |
|
UHMWPE |
|
policarbonato |
|
PET |
|
PTFE (teflón) |
9, Directrices de diseño de torneado CNC
Resume los valores recomendados y técnicamente viables para las características comunes de las piezas torneadas CNC.
Feature | Tamaño recomendado | Tamaño factible |
mín. tamaño de característica | Ø 2.5 mm | Ø 0.5 mm |
Bordes internos | R 8 mm | R 0.25 mm |
Espesor mínimo de pared | 0.8 mm (para metales) | 0.5 mm (para metales) |
Agujeros | Diámetro:tamaños de broca estándar | Diámetro: Ø 0.5 mm |
Temas | Tamaño: M6 o más grande | Tamaño: M2 |
10. Proceso de tratamiento de superficies de piezas de torneado CNC.
Las piezas de torneado CNC tienen una variedad de procesos de tratamiento de superficie para elegir. Según el resumen de DDPROTOTYPE, uno de los principales fabricantes de prototipos en China, los tratamientos posteriores más comunes son los siguientes.
Tal como se mecanizó (Ra 3.2 μm / Ra 126 μin).Este es el proceso estándar de preparación de superficies más rentable con las tolerancias más estrictas, desbarbado y biselado si es necesario.
Acabado (Ra 1.6 μm /0.8 μm).Por lo general, las piezas terminadas tienen un acabado superficial liso, las huellas no son obvias y no es necesario pulirlas manualmente.
Pulido con chorro de arena.Las perlas de vidrio se rocían sobre la superficie de la pieza usando alta presión para crear una textura granulada.
Cepillado + Anodizado Tipo II (acabado brillante). Un acabado cepillado antes del anodizado Tipo II le da a la pieza un color brillante, mayor dureza y resistencia a la corrosión.
Arenado + Anodizado Tipo II (Mate). Las piezas granalladas y anodizadas tipo II tienen buena resistencia a la corrosión.
Anodizado tipo III (anodizado duro). Las piezas anodizadas Tipo III tienen mejor resistencia a la corrosión y al desgaste.
Recubrimiento en polvo. El recubrimiento en polvo funciona en todos los metales para formar una capa fuerte y resistente al desgaste en la superficie de la pieza.
Trefilado + electropulido (Ra 0.8 μm / Ra 32 μin). Las piezas cepilladas y electropulidas tienen un acabado suave y cuidado.
Óxido negro.Un proceso de tratamiento de superficie adecuado para el acero, que se utiliza para mejorar la resistencia a la corrosión de las piezas de acero y puede reducir eficazmente la reflexión.
Recubrimiento de conversión de cromato.La aplicación de un revestimiento de conversión de cromato a una pieza aumenta la resistencia a la corrosión y mantiene su conductividad eléctrica. RoHS.
Trefilado (Ra 1.2 μm / Ra 47 μin). La reducción de la rugosidad de la superficie de la pieza con papel de lija #400 – 600 mejora la calidad visual.
Pulido (Ra 0.8 μm / Ra 32 μin). La superficie de la pieza se pule manualmente en múltiples direcciones para mejorar aún más el acabado superficial y ligeramente reflectante.
11. Tolerancia del torneado CNC
Si no hay una especificación especial, el torneado CNC generalmente sigue el estándar ISO2768. Vale la pena señalar que la tolerancia del tamaño nominal por debajo de 0.5 mm debe indicarse claramente en el dibujo.
Límites para el tamaño nominal | Plásticos (ISO 2768-m) | Metales (ISO 2768-f) |
0.5 mm* a 3 mm | ± 0.1mm | ± 0.05mm |
Más de 3 mm a 6 mm | ± 0.1mm | ± 0.05mm |
Más de 6 mm a 30 mm | ± 0.2mm | ± 0.1mm |
Más de 30 mm a 120 mm | ± 0.3mm | ± 0.15mm |
Más de 120 mm a 400 mm | ± 0.5mm | ± 0.2mm |
Más de 400 mm a 1000 mm | ± 0.8mm | ± 0.3mm |
Más de 1000 mm a 2000 mm | ± 1.2mm | ± 0.5mm |
Más de 2000 mm a 4000 mm | ± 2mm |
