Comprensión y evaluación de las estructuras de construcción de máquinas

Con una simple búsqueda en línea sobre máquinas herramienta, uno se encontrará rápidamente con una gran variedad de opciones. Como todos sabemos, existe una creciente necesidad de producir piezas más precisas de la forma más rentable posible, y a medida que la tecnología de máquinas herramienta avanza para satisfacer esas necesidades, también lo hace la cantidad de opciones disponibles en el mercado. El tipo de máquina herramienta que se utilice puede variar según el tamaño y la complejidad de la pieza, el espacio disponible en la planta, la experiencia de los programadores y operadores; la lista es interminable.

El objetivo de esta entrada de blog no es recomendar la máquina herramienta perfecta para su taller, sino ofrecer una visión general de alto nivel de tres tipos de construcción de máquinas herramienta muy comunes: bastidor en C, columna doble (incluida la fresadora de puente) y torno revólver.

Centros de mecanizado con estructura en C

Al evaluar una máquina con estructura en C, asegúrese de considerar el ancho de la base sin tener en cuenta la chapa metálica. La base, o bastidor, es lo que proporciona estabilidad durante el funcionamiento. A medida que el eje X se desplaza, cuanto más estrecha sea la base, mayor será el voladizo que pueda encontrar al moverse de un extremo a otro, lo que provoca que las características de corte varíen según la posición de los ejes X e Y dentro de la zona de corte. En resumen, al elegir una máquina con estructura en C, busque el bastidor más ancho que proporcione el mayor soporte posible para el desplazamiento del eje X, garantizando así una máquina herramienta robusta.

Otro aspecto a considerar al analizar una máquina herramienta con bastidor en C son las guías que se utilizan. Existen dos tipos principales de guías: las guías lineales y las guías de sección rectangular. Las guías lineales permiten un posicionamiento más rápido con mayor aceleración y desaceleración, mientras que las guías de sección rectangular proporcionan rigidez y amortiguan las vibraciones, lo que resulta fundamental para el mecanizado de materiales difíciles.

Centros de mecanizado de doble columna

Definamos las características físicas de un centro de mecanizado de doble columna (DCMC). En general, los DCMC son máquinas de mayor tamaño que cuentan con dos columnas fijas que soportan un carro transversal, un carro y un husillo. La mesa se desplaza entre las columnas, debajo del carro. Esto permite la separación de los ejes X e Y. Normalmente, los ejes Y y Z se encuentran en la parte superior, mientras que la mesa se desplaza en el eje X.

Una ventaja de un centro de mecanizado de doble columna es la resistencia, rigidez y soporte que proporcionan las dos columnas. A diferencia de la construcción tradicional con bastidor en C, el eje Y se desplaza por encima del carro transversal del puente. Al utilizar dos columnas en lugar de una sola, la rigidez y la estabilidad de la máquina herramienta aumentan considerablemente, reduciendo significativamente las vibraciones y la deflexión de la herramienta y, por lo tanto, manteniendo tolerancias más estrictas y ofreciendo características de corte superiores. Dado que la mesa está totalmente soportada (sin voladizos como en el diseño con bastidor en C) y el husillo también lo está, se puede montar una pieza en cualquier punto de la mesa y tener un rango completo de movimiento sin masas sin soporte, logrando así un equilibrio armónico y una estabilidad estructural óptimas.

Casi todos los centros de mecanizado de doble columna de Okuma utilizan guías de caja para el movimiento en los ejes Y y Z. Sin embargo, la nueva serie MCR-S es la primera en utilizar guías lineales de gran tamaño para el eje Y. Estas guías lineales emplean rodamientos de rodillos lineales y ofrecen una gran ventaja para el mecanizado de alta velocidad y movimiento dinámico. Al reducir la fricción, las velocidades de aceleración, desaceleración y avance continuo aumentan significativamente. Esto resulta beneficioso y facilita enormemente la realización de movimientos dinámicos para el mecanizado de alta velocidad, gracias al uso de rodillos que minimizan el contacto y la fricción entre superficies durante la aceleración y desaceleración de la mesa.

Una fresadora de puente se construye con el mismo principio que un centro de mecanizado de doble columna, pero a menor escala. En lugar de tener un carro transversal y un conjunto de ariete separados de las columnas, la mayoría de las fresadoras de puente tienen el carro transversal y las columnas fundidos en una sola pieza debido a que el tamaño de la estructura es significativamente menor. La resistencia y el soporte de la estructura de puente siguen siendo superiores a los de un diseño de bastidor en C, nuevamente, debido a la separación de los ejes y a su capacidad para soportar toda la carga a lo largo de su recorrido.

Tornos

Los tornos pueden venir con diversas configuraciones, incluyendo torreta simple, torreta doble y una amplia gama de herramientas. La mayoría de los tornos se pueden describir como de bancada plana o inclinada. La principal diferencia radica en los ángulos de elevación. Okuma ha utilizado una bancada inclinada, con una bancada y una base separadas. La característica distintiva de este diseño es el sistema de movimiento interno (donde se encuentran los ejes X y Z, las guías de caja, los husillos de bolas, los contrapuntos, etc.), que está montado sobre una bancada plana rectangular. Esto permite una distribución uniforme del calor y el frío en todos los componentes, lo que proporciona mayor estabilidad y previsibilidad térmica. Todos los componentes, incluyendo el husillo, los contrapuntos, las torretas y el subhusillo, están montados en el mismo plano, por lo que los efectos térmicos son consistentes. Esta bancada plana se monta sobre una base triangular, que actúa como una placa sinusoidal, convirtiéndola en una verdadera bancada inclinada. Esta estructura de máquina suele tener un espacio de aire entre la base y la bancada plana. Este espacio evita que cualquier elemento del entorno de mecanizado durante el proceso de corte de virutas entre en contacto con la base, lo que proporciona una mayor estabilidad térmica y un mejor soporte a la máquina herramienta.

Las ventajas de cualquier construcción de bancada inclinada incluyen la reducción del efecto coseno de los errores, la eliminación de los efectos gravitacionales negativos y un mejor flujo de refrigerante y virutas. Si además se utiliza un sistema de bancada y base separadas, se consigue una estabilidad térmica y un control de tolerancia superiores.

Colaboración con su fabricante de máquinas herramienta

Es genial tener opciones. Comprender las configuraciones de máquinas más comunes es solo el primer paso para aprovechar todo el potencial de su taller. En Okuma, nos enorgullecemos de aumentar la productividad de su taller y ayudarle a superar cualquier obstáculo en la fabricación, y eso comienza con nuestra amplia gama de máquinas diseñadas dentro de cada categoría de configuración.