¿Qué es la máquina de torno de metal CNC?

Hoy nuestra empresa impartió una conferencia sobre tornos CNC,

El director técnico de Maxtors CNC resumió el conocimiento de los tornos CNC para nosotros:

¿Qué es la máquina de torno de metal CNC?

La máquina de torno de metal CNC o la máquina de torno para trabajar metales es una gran categoría de tornos CNC diseñados para mecanizar con precisión materiales relativamente duros. Fueron diseñados originalmente para procesar metales; sin embargo, con la llegada de los plásticos y otros materiales, y con su versatilidad inherente, también se pueden utilizar en una amplia gama de aplicaciones y una amplia gama de materiales. En la jerga del mecanizado, donde ya se comprende el contexto más amplio, generalmente se les llama simplemente tornos, o bien se les hace referencia con nombres de subtipos más específicos (torno de sala de herramientas, torno de torreta, etc.). Estas máquinas herramienta rígidas eliminan material de una pieza de trabajo giratoria mediante los movimientos (típicamente lineales) de varias herramientas de corte, como brocas y brocas.

Máquina de torno de metal CNC / centro de torneado CNC

Los tornos controlados numéricamente por computadora (CNC) están reemplazando rápidamente a los tornos de producción más antiguos (como los de múltiples husillos, etc.) debido a su facilidad de configuración, operación, repetibilidad y precisión. Un torno de torneado CNC es una pieza de maquinaria controlada por computadora. Permite realizar operaciones básicas de mecanizado como torneado y taladrado como en un torno convencional. Están diseñados para utilizar herramientas de carburo modernas y utilizar completamente los procesos modernos. La pieza puede ser diseñada y las trayectorias de la herramienta programadas por el proceso CAD / CAM o manualmente por el programador, y el archivo resultante subido a la máquina, y una vez configurado y probado, la máquina continuará produciendo piezas bajo la supervisión ocasional de un operador.

La máquina de torno de metal CNC se controla electrónicamente a través de una interfaz de estilo de menú de computadora, el programa puede modificarse y mostrarse en la máquina, junto con una vista simulada del proceso. El colocador / operador necesita un alto nivel de habilidad para realizar el proceso. Sin embargo, la base de conocimientos es más amplia en comparación con las máquinas de producción más antiguas, en las que el conocimiento profundo de cada máquina se consideraba esencial. Estas máquinas a menudo son configuradas y operadas por la misma persona, donde el operador supervisará una pequeña cantidad de máquinas (celda).

El diseño de una máquina de torno de metal varía según los diferentes fabricantes, pero todos tienen algunos elementos en común. La torreta sostiene los portaherramientas y los indexa según sea necesario, el husillo sostiene la pieza de trabajo y hay guías que permiten que la torreta se mueva en varios ejes simultáneamente. Las máquinas a menudo están totalmente cerradas, debido en gran parte a problemas de salud y seguridad ocupacional (OH& S).

Con el rápido crecimiento de esta industria, los diferentes fabricantes de tornos CNC utilizan diferentes interfaces de usuario, lo que a veces dificulta a los operadores, ya que tienen que familiarizarse con ellas. Con la llegada de computadoras baratas, sistemas operativos gratuitos como Linux y software CNC de código abierto, el precio de entrada de las máquinas CNC se ha desplomado.

Fresado horizontal CNC

El mecanizado horizontal CNC se realiza mediante tornos de metal configurados horizontalmente, centros de mecanizado, mandrinadoras o mandrinadoras. El equipo utilizado generalmente consiste en cortadores cilíndricos giratorios que se mueven hacia arriba y hacia abajo a lo largo de cinco ejes. Estas máquinas son capaces de producir una variedad de formas, ranuras, orificios y detalles en una pieza tridimensional.

Fresado vertical CNC

Las máquinas CNC de orientación vertical utilizan cortadores cilíndricos en un eje de husillo vertical para crear cortes de inmersión y orificios perforados, así como formas, ranuras y detalles personalizados en piezas tridimensionales. El equipo utilizado en este tipo de fresado incluye tornos verticales, centros de mecanizado verticales y máquinas de 5 ejes. [7]

Torno de estilo suizo / centro de torneado suizo

Una vista del interior de la caja de una máquina de torno / tornillo CNC de estilo suizo

Un torno de estilo suizo es un diseño específico de torno que proporciona una precisión extrema (a veces con tolerancias tan pequeñas como unas pocas décimas de milésima de pulgada, unos pocos micrómetros). Un torno de estilo suizo sostiene la pieza de trabajo con un collar y un buje guía. La pinza se encuentra detrás del buje guía y las herramientas frente al buje guía, manteniéndose estacionarias en el eje Z. Para cortar longitudinalmente a lo largo de la pieza, las herramientas se moverán hacia adentro y el material en sí se moverá hacia adelante y hacia atrás a lo largo del eje Z. Esto permite que todo el trabajo se realice en el material cerca del buje guía, donde es más rígido, lo que los hace ideales para trabajar en piezas de trabajo delgadas, ya que la pieza se sujeta firmemente con pocas posibilidades de que se produzcan deflexiones o vibraciones. Este estilo de torno se usa comúnmente bajo control CNC.

La mayoría de los tornos CNC de estilo suizo utilizan uno o dos husillos principales más uno o dos husillos traseros (husillos secundarios). El husillo principal se utiliza con el casquillo guía para las principales operaciones de mecanizado. El husillo secundario se ubica detrás de la pieza, alineado con el eje Z. En una operación simple, recoge la pieza a medida que se corta y la acepta para las segundas operaciones, luego la expulsa a un contenedor, eliminando la necesidad de que un operador cambie manualmente cada pieza, como suele ser el caso de los centros de torneado CNC estándar. . Esto las hace muy eficientes, ya que estas máquinas son capaces de ciclos rápidos, produciendo piezas simples en un ciclo (es decir, sin necesidad de una segunda máquina para terminar la pieza con segundas operaciones), en tan solo 10-15 segundos. Esto los hace ideales para grandes series de producción de piezas de pequeño diámetro.

Tornos de estilo suizo y herramientas motorizadas

Como muchos tornos suizos incorporan un husillo secundario o 'subhusillo', también incorporan 'herramientas motorizadas'. Las herramientas motorizadas son herramientas de corte rotativas que funcionan con un pequeño motor independientemente del motor del husillo. Las herramientas motorizadas aumentan la complejidad de los componentes que pueden ser fabricados por el torno suizo. Por ejemplo, producir automáticamente una pieza con un orificio perforado perpendicular al eje principal (el eje de rotación de los husillos) es muy económico con herramientas motorizadas y, de manera similar, antieconómico si se realiza como una operación secundaria después de que se completa el mecanizado con la máquina de torno de metal. . Una "operación secundaria" es una operación de mecanizado que requiere que una pieza parcialmente terminada se asegure en una segunda máquina para completar el proceso de fabricación. Generalmente, el software CAD / CAM avanzado utiliza herramientas dinámicas además de los husillos principales, de modo que la mayoría de las piezas que se pueden dibujar mediante un sistema CAD pueden ser fabricadas por las máquinas que admite el software CAD / CAM.

Torno combinado / máquina 3 en 1

Un torno combinado, a menudo conocido como máquina 3 en 1, introduce operaciones de taladrado o fresado en el diseño del torno. Estas máquinas tienen una columna de fresado que se eleva por encima de la bancada del torno, y utilizan el carro y la corredera superior como ejes X e Y para la columna de fresado. El nombre 3 en 1 proviene de la idea de tener un torno, una fresadora y una taladradora, todo en una sola máquina herramienta asequible. Estos son exclusivos para los mercados de aficionados y MRO, ya que inevitablemente implican compromisos en tamaño, características, rigidez y precisión para seguir siendo asequibles. Sin embargo, satisfacen bastante bien la demanda de su nicho y son capaces de una alta precisión si se les da suficiente tiempo y habilidad. Se pueden encontrar en negocios más pequeños, no orientados a máquinas, donde la pieza pequeña ocasional debe ser mecanizada, especialmente donde las tolerancias exactas de las costosas máquinas del cuarto de herramientas, además de ser inasequibles, serían excesivas para la aplicación desde una perspectiva de ingeniería.

La máquina de torno de metal CNC, los mini-tornos y los micro-tornos son versiones en miniatura de un torno central de uso general (torno de motor). Por lo general, solo manejan trabajos de 3 a 7 pulgadas (76 a 178 mm) de diámetro (en otras palabras, de 1,5 a 3,5 pulgadas (38 a 89 mm) de radio). Son tornos pequeños y asequibles para el taller doméstico o el taller MRO. Las mismas ventajas y desventajas se aplican a estas máquinas como se explicó anteriormente con respecto a las máquinas 3 en 1.

Como se encuentra en otras partes de la ortografía del idioma inglés, existe una variación en el estilo de los prefijos en los nombres de estas máquinas. Se han diseñado alternativamente como mini-torno, mini-torno y mini-torno y como micro-torno, micro-torno y micro-torno.

Torno de freno

Un torno especializado para la tarea de repavimentar tambores y discos de freno en garajes de automóviles o camiones.

Torno de ruedas

Los tornos de ruedas son máquinas que se utilizan para fabricar y rectificar las ruedas de los vagones de ferrocarril. Cuando las ruedas se desgastan o comprometen por un uso excesivo, esta herramienta se puede utilizar para volver a cortar y reacondicionar la rueda del vagón de tren. Hay varios tornos de ruedas diferentes disponibles, incluidas variaciones bajo el piso para repavimentar las ruedas que aún están unidas al vagón, tipos portátiles que se transportan fácilmente para reparaciones de emergencia de ruedas y versiones CNC que utilizan sistemas operativos basados ​​en computadora para completar la reparación de las ruedas. .

Torno de foso

Un torno para trabajos de gran diámetro, aunque cortos, construido sobre un hueco en el suelo para admitir la parte inferior de la pieza de trabajo permitiendo así que los más fríos se coloquen a la altura de la cintura del tornero. Un ejemplo se exhibe en el Museo de Ciencias de Londres, Kensington.

Torno vertical

Para diámetros aún mayores y trabajos más pesados, como recipientes a presión o motores marinos, el torno se gira para que adopte la forma de un plato giratorio en el que se colocan las piezas. Esta orientación es menos conveniente para el operador, pero facilita el soporte de piezas grandes. En el más grande, el plato giratorio se instala a ras del suelo, con el cabezal empotrado debajo, para facilitar la carga y descarga de las piezas.

Debido a que el acceso del operador es un problema menor para ellos, las máquinas de torneado vertical CNC son más populares que los tornos verticales manuales.

Torno para campo petrolero

Tornos especializados para el mecanizado de piezas largas como segmentos de sartas de perforación. Los tornos para campos petrolíferos están equipados con husillos huecos de gran calibre, un segundo mandril en el lado opuesto del cabezal y, con frecuencia, estabilizadores externos para soportar piezas de trabajo largas.

Mecanismos de alimentación

Existen varios mecanismos de alimentación para alimentar material en un torno a una velocidad definida. El objetivo de estos mecanismos es automatizar parte del proceso productivo con el objetivo final de mejorar la productividad.

Alimentador de barras

Un alimentador de barras alimenta una sola pieza de material en barra a la máquina cortadora. A medida que se mecaniza cada pieza, la herramienta de corte crea un corte final para separar la pieza de la barra, y el alimentador continúa alimentando la barra para la siguiente pieza, lo que permite el funcionamiento continuo de la máquina. Hay dos tipos de alimentadores de barras utilizados en el mecanizado de torno: alimentadores de barras hidrodinámicos, que descansan el material en barra en una serie de canales mientras se sujetan en la parte superior e inferior de la barra, y alimentadores de barra hidrostáticos, que mantienen el material en barra en una tubo de alimentación con aceite a presión. [9]

Cargador de barra

Un cargador de barras es una variación del concepto de alimentador de barras en el que se pueden alimentar múltiples piezas de material en barra en una tolva, y el cargador alimenta cada pieza según sea necesario.