Mecanizado compuesto de tornos CNC es una tecnología de fabricación que integra múltiples procesos como girando, fresadoy taladrado en la misma máquina herramienta, completando el mecanizado en una única configuración. Es especialmente adecuado para piezas con estructuras complejas y requisitos de alta precisión, y puede mejorar significativamente la precisión del mecanizado y la eficiencia de la producción.
Ventajas del mecanizado compuesto por torneado:
Tiempos de sujeción reducidos: Se puede mecanizar una sola pieza en la misma fresadora-torno, incluido el mecanizado del diámetro exterior, agujero interior mecanizado, mecanizado de ranuras, taladrado y fresado de planos. Así se evitan múltiples operaciones de pick-and-place y errores de posicionamiento.
Alta precisión de mecanizado: Gracias a un menor número de errores de posicionamiento y a una mayor rigidez de la máquina herramienta, las tolerancias geométricas son más fáciles de controlar.
Cadena de procesos más corta: El mecanizado por fresado y torneado reduce los pasos de desbaste, semiacabado y acabado, lo que facilita una entrega más rápida.
Adaptabilidad a geometrías complejas y materiales difíciles de mecanizar: Para piezas con geometrías complejas, orificios irregulares o estructuras de paredes delgadas, las máquinas de torneado-fresado ofrecen mayores ventajas que las máquinas tradicionales de torneado/fresado por separado.
Estudio de caso: Accesorios de grafito WELDO PTFE + 15%
A continuación se muestra un caso de aplicación típico de WELDO Machining (WELDO) que ilustra el valor práctico del mecanizado por fresado-torneado en piezas de materiales compuestos disímiles.
Material/especificaciones de los racores
Material: PTFE matriz + 15% grafito masilla (mejora la resistencia al desgaste/propiedades deslizantes)
Tipo de pieza: Estructura compuesta de buje y disco, incluidas características como diámetro exterior, orificio interior, ranurado y superficies fresadas.
Cantidad: Desde prototipo a la producción por lotes (aproximadamente 10.000 piezas)
Método de mecanizado
WELDO utiliza un centro de mecanizado de fresado-torneado para completar los siguientes procesos en una única configuración:
Desbaste del diámetro exterior (torneado)
Fresado y ranurado del diámetro exterior
Fresado y taladrado de superficies
Acabado de superficies e inspección
Resultados
El número de configuraciones se redujo de 3 a 1, reduciendo los errores de posicionamiento en aproximadamente 30%.
El tiempo del ciclo de mecanizado se redujo en aproximadamente 40%.
Las tolerancias de las piezas acabadas se controlan dentro de ±0,02 mm, y la rugosidad superficial Ra ≤ 1,6 μm.
El material (PTFE + grafito 15%) tiene características complejas de deslizamiento y dilatación térmica; el fresado-torneado reduce el riesgo de deformación.
¿Por qué elegir el fresado-torneado?
Debido a que esta pieza está hecha de plástico compuesto/relleno de grafito, es propensa a la deformación térmica, la vibración de corte y el microdesplazamiento durante el mecanizado. La gran rigidez, la realización de una sola fijación y las ventajas de la conexión multiproceso de las máquinas de fresado-torneado facilitan el control de riesgos como la expansión térmica y la deformación por corte. WELDO señalan los ingenieros: "Completar múltiples pasos de fresado-torneado en una sola configuración no sólo mejora la eficiencia, sino que también mejora significativamente la consistencia del mecanizado."
Tipos de piezas típicas aplicables:
Piezas de eje: Como ejes de transmisión de automóviles, husillos de máquinas herramienta, ejes de rotor de motores, etc. Estas piezas requieren a menudo el mecanizado de diámetros exteriores, roscas y planos. El fresado-torneado puede completar múltiples procesos en una única configuración, garantizando la coaxialidad y la precisión.
Piezas de disco: Incluidos volantes de inercia, bridas, tapas de válvulas, etc. El torneado de extremos, el fresado de ranuras y el taladrado pueden realizarse en la misma máquina, lo que reduce el tiempo de cambio.
Manguitos y piezas anularescomo camisas de cilindros hidráulicos, manguitos de cojinetes y anillos de cierre mecánico. El fresado-torneado puede completar el mecanizado de círculos interiores y exteriores, ranuras de aceite y roscas en una sola operación, garantizando una alta concentricidad.
Piezas de forma irregularcomo componentes estructurales aeroespaciales, componentes médicos y articulaciones de robots. Debido a sus formas complejas, incluidas las que presentan orificios inclinados o superficies curvas, se requiere un funcionamiento multieje; el fresado-torneado consigue eficazmente un mecanizado de alta precisión.
Ejes roscados o estriadoscomo ejes de engranajes y barras de control hidráulico. Los métodos tradicionales requieren varias máquinas herramienta, mientras que la tecnología de fresado-torneado puede lograr el conformado de una sola vez, lo que mejora notablemente la eficiencia.
Aplicaciones industriales del mecanizado compuesto con fresa de torneado cnc
Aeroespacial: Piezas de alta precisión como ejes de turbinas y conectores.
Fabricación de automóviles: Componentes que requieren consistencia, como ejes de transmisión, bridas y bielas.
Productos sanitarios: Piezas de alta calidad superficial, como núcleos de válvulas e implantes.
Equipamiento industrial: Piezas que requieren concentricidad de los orificios interior y exterior, como cuerpos de válvulas y camisas de cilindros.
Precauciones del operador
Para garantizar un funcionamiento suave, estable y eficaz del mecanizado compuesto con fresa de torneado, los operarios deben centrarse en lo siguiente:
Calibrado de máquinas herramienta y diseño de útiles: Garantizan una excelente precisión geométrica de la máquina herramienta, una elevada rigidez de la fijación y una buena repetibilidad de posicionamiento.
Optimización de programas: El mecanizado de fresado-torneado utiliza habitualmente herramientas multieje/potencia, lo que plantea grandes exigencias en cuanto a la compensación de herramientas, los parámetros de corte y la gestión del almacén de herramientas. La verificación y simulación del programa deben realizarse con antelación.
Comprensión de las propiedades de los materiales: Como en el caso anterior de PTFE+grafito, la dilatación térmica, el calor de corte y la tenacidad difieren de los metales, lo que requiere la selección de recubrimientos de herramienta y condiciones de corte correctos.
Ajuste de los parámetros de corte: Al cambiar entre torneado y fresado en la misma pieza, debe tenerse en cuenta el impacto de las diferentes condiciones de corte, direcciones de corte y entrada/salida de la herramienta en la deformación de la pieza.
Gestión de la refrigeración/lubricación: Especialmente al cortar materiales compuestos o plásticos reforzados con material de relleno, las condiciones de lubricación y refrigeración afectan directamente a la calidad de la superficie y a la deformación.
Control de la temperatura y la deformación de la pieza: Durante el mecanizado continuo, preste atención al aumento de temperatura de la pieza y a las tendencias de deformación, y utilice el control de medición intermedio o en línea cuando sea necesario.
Seguridad y protección de máquinas herramienta: Durante el proceso de fresado y torneado, se producen muchas acciones, como el cambio de herramienta, los cambios de dirección del husillo y la intervención de herramientas motorizadas. Los operarios deben prestar atención a la protección de seguridad, al estado de cambio automático de herramienta y a la prevención de colisiones.
Problemas y soluciones
| Problema | Solución |
| Las operaciones múltiples y el cambio de herramientas conllevan una programación compleja y un alto riesgo de error. | Utilizar software CAM específico para máquinas de fresado y torneado, realizar verificaciones de simulación y establecer trayectorias seguras para evitar colisiones. |
| La deformación/expansión térmica de la pieza durante una sola operación de sujeción provoca una disminución de la precisión. | Optimice el diseño de las fijaciones (fijaciones de reducción de la deformación, fijaciones de refrigeración), controle la temperatura de corte, realice el mecanizado segmentado y proporcione información de medición en línea. |
| Las propiedades del material (por ejemplo, plásticos compuestos, materiales reforzados con material de relleno) provocan el desgaste de la herramienta/un mecanizado inestable. | Seleccione herramientas adecuadas para el material, ajuste la velocidad de corte y el avance, aumente la lubricación o utilice medios refrigerantes y controle el desgaste de la herramienta. |
| Geometría compleja de la pieza y dificultad de acceso a la zona de fresado. | Utilice 5 ejes o configuraciones de herramientas eléctricas para permitir que las herramientas lleguen directamente a posiciones difíciles de mecanizar, reduciendo los cambios de herramienta/fijación. |
| Elevados costes de inversión en equipos y formación del personal. | Desarrollar un modelo de retorno de la inversión, inicialmente de forma piloto en piezas típicas; formar a los operarios y programadores, y luego ampliar el programa tras acumular experiencia. |
Resumen
El mecanizado compuesto con fresa de torneado, como tendencia significativa en la tecnología moderna de mecanizado, puede mejorar significativamente la eficiencia del mecanizado, la precisión y la capacidad de manejar piezas complejas. En el WELDO PTFE+grafito, podemos ver el valor que aporta el funcionamiento coordinado multiproceso con una sola instalación.
Si tiene piezas similares que necesitan mecanizado y actualmente se centra en la velocidad de mecanizado, la calidad y el coste, puede Contacto de asistencia.
Preguntas frecuentes sobre el mecanizado compuesto con fresa de torneado cnc
¿Qué tipos de piezas son adecuados para el mecanizado por fresado-torneado?
Piezas que poseen simultáneamente características de diámetro exterior/interior giratorio, así como características planas, ranuradas, de orificio y de fresado. Esto es especialmente adecuado para piezas de forma irregular, estructuras de paredes delgadas, materiales difíciles de mecanizar y aplicaciones que requieren múltiples operaciones en una sola configuración.
¿Qué ahorro de costes puede lograrse con el mecanizado por fresado-torneado?
Entre los principales ahorros se incluyen: menos configuraciones, menos manipulación manual y tiempo de cambio de herramientas y mordazas, menos tiempo de mecanizado y menos utillajes. Además, la mejora de la precisión reduce las tasas de retrabajo/rechazo, con lo que disminuyen los costes de control de calidad.
¿Cuál es el mayor riesgo en comparación con el torneado y fresado tradicionales por separado?
El mayor riesgo es la deformación de la pieza de trabajo o las incoherencias dimensionales debidas a un único fallo de reglaje o a un diseño inadecuado de la fijación/programación. Un control deficiente del cambio de herramientas, la rigidez de la máquina y las vibraciones también puede provocar fluctuaciones de la calidad.
¿Qué parámetros deben vigilar los operarios durante el mecanizado de fresado y torneado?
Deben controlarse: el estado de la herramienta (desgaste, rotura), la temperatura/expansión térmica de la pieza, la vibración de la máquina herramienta, la carga del husillo, la fuerza/avance de corte, la estabilidad de posicionamiento del útil y la información de medición en línea. Si se produce un aumento de la temperatura o una tendencia a la deformación, la calibración debe detenerse inmediatamente.
