El mecanizado CNC (control numérico por ordenador) es un proceso de fabricación de alta precisión que utiliza programas informáticos para controlar las máquinas herramienta y cortar automáticamente piezas de metal o plástico. Sus principales ventajas radican en la alta precisión, la gran eficacia y la gran repetibilidad.
A continuación se detallan los pasos de ejecución estándar de Guía completa de mecanizado CNC:
Diseño de productos y modelado 3D (Diseño y modelado CAD)
Diseñar modelos tridimensionales de piezas con profesionales CAD programas informáticos (por ejemplo SolidWorks, AutoCADo CATIA);
Definir dimensiones críticas, tolerancias, especificaciones de roscas, chaflanes y requisitos de ajuste;
Exporte archivos en formatos estándar como .PASO, .IGES, o .DXF;
Incorporar márgenes de mecanizado durante el diseño para garantizar la estabilidad del proceso.
Objetivo: Generar modelos 3D conformes con la ingeniería que proporcionen datos precisos para la programación y la planificación de procesos.
Planificación de procesos y programación CAM
Importar modelos CAD a CAM software (por ejemplo, Mastercam, Fusion 360, UG NX);
Seleccione el tipo de máquina herramienta (p. ej, 3 ejes, 4 ejeso 5 ejes Máquina CNC);
Ajustar las herramientas de corte, la velocidad de rotación (RPM), el avance y la profundidad de corte;
Simule las trayectorias de las herramientas para evitar interferencias o colisiones;
Salida Código G y Código M-instrucciones de control reconocibles por la máquina.
Objetivo: Convertir los planos de diseño en programas de mecanizado ejecutables para un procesamiento preciso y eficaz.
Preparación de la máquina y montaje de la pieza
Seleccionar las herramientas (fresas, brocas, machos, etc.) y los útiles (mordazas, mandriles magnéticos, plantillas, etc.) adecuados;
Fije la pieza en la mesa de trabajo para mantener una posición estable;
Calibrar la longitud de la herramienta, los puntos de reglaje de la herramienta y establecer el origen de coordenadas de la pieza;
Inspeccionar el estado de la máquina: refrigerante, lubricante, presión del aire, alimentación eléctrica y dispositivos de seguridad.
Objetivo: Garantizar que el equipo está en condiciones óptimas para evitar desviaciones dimensionales causadas por errores de sujeción o mal funcionamiento del equipo.
Funcionamiento en seco y simulación
Realice una marcha en seco para verificar las sendas;
Simular el proceso de mecanizado mediante simulación CAM o el sistema de control de la máquina;
Compruebe si hay errores de programa, colisiones de herramientas o violaciones de los límites de la trayectoria;
Realización de cortes de prueba en zonas de mecanizado críticas para validar las dimensiones y la calidad de la superficie.
Objetivo: Evitar las colisiones de herramientas y el desperdicio de material, garantizando la seguridad y fiabilidad del programa.
Mecanizado en bruto
Elimine rápidamente el material sobrante de la pieza en bruto utilizando mayores velocidades de avance y profundidades de corte;
Utilizar herramientas resistentes al desgaste (por ejemplo, herramientas de carburo) para mejorar la eficacia;
Mantener una pequeña reserva para operaciones posteriores de semiacabado;
Supervisar el desgaste de la herramienta y los cambios de temperatura de la pieza durante el mecanizado.
Objetivo: Establecer rápidamente el contorno general de la pieza, proporcionando una base estable para las operaciones de acabado posteriores.
Semiacabado y acabado
Ajuste los parámetros de corte y utilice herramientas de alta precisión para la corrección dimensional;
Centrado en el mecanizado de superficies críticas, orificios de acoplamiento y zonas de alta precisión;
Realice la eliminación de rebabas y chaflán rectificado en los bordes de la pieza cerca del final del mecanizado;
Controlar las tolerancias dimensionales dentro de las especificaciones de diseño;
En el acabado se suelen utilizar velocidades de avance más bajas y menores profundidades de corte;
Asegúrese de que la rugosidad de la superficie cumple los requisitos de diseño (por ejemplo, Ra ≤ 0,8μm).
Las piezas mecanizadas por CNC deben someterse a un desbarbado por ISO 13715 normas:
Altura de la rebaba de la superficie funcional ≤ 0,05 mm.
Las superficies de ajuste requieren chaflanes de C0,3-C0,5 mm.
El rectificado automatizado emplea robots de 6 ejes + cabezales de rectificado de nailon (3000rpm)
Objetivo: Conseguir una gran precisión dimensional y un acabado superficial liso.
Diferencias entre el mecanizado cnc de 3 ejes, 4 ejes y 5 ejes y selección recomendada
Mecanizado cnc de 3 ejes: Básico y Eficiente, Adecuado para Estructuras Simples
Mecanizado en 3 ejes: Básico y eficaz, adecuado para estructuras sencillas
Principio: La herramienta se desplaza a lo largo de los ejes lineales X, Y y Z, mientras que la pieza permanece inmóvil.
Piezas aplicables:
Plano, ranuras, agujeros, contornos 2D (como paneles de instrumentos y soportes)
Superficies 3D sencillas (que requieren sujeción múltiple)
Ventajas:
Bajo coste: El equipo tiene una estructura sencilla, lo que se traduce en bajos costes de mantenimiento y funcionamiento.
Alta eficacia: Las trayectorias de mecanizado sencillas y la programación rápida la hacen adecuada para la producción de volúmenes pequeños y medianos (por ejemplo, de 50 a 5000 piezas).
Precisión estable: El problema de la velocidad de centrado cero del cortador de bolas puede aliviarse mediante la optimización del proceso, lo que lo hace adecuado para moldes con requisitos de baja precisión.
Limitaciones:
Incapaz de mecanizar superficies complejas; el mecanizado lateral requiere múltiples sujeciones, lo que puede introducir errores fácilmente.
La eficacia disminuye considerablemente al mecanizar cavidades profundas u orificios de formas especiales.
Aplicaciones recomendadas:
Empresas con presupuestos limitados que necesitan producir rápidamente piezas sencillas.
Mecanizado de componentes no esenciales en las industrias aeroespacial y del automóvil (por ejemplo, soportes de aleación de aluminio).
Mecanizado cnc de 4 ejes: Flexible y eficaz, adecuado para piezas poliédricas.
Principio: Si se añade un eje giratorio (A o B) a un sistema de mecanizado de tres ejes, la pieza puede girar, lo que permite a la herramienta mecanizar desde múltiples ángulos.
Piezas aplicables:
Piezas cilíndricas, piezas con orificios laterales (como turbinas, engranajes helicoidales y hélices);
Piezas en forma de caja, piezas poliédricas (en las que es necesario mecanizar varias superficies verticales de forma continua);
Ventajas:
Tiempos de sujeción reducidos: Se pueden mecanizar varias superficies en una sola sujeción, lo que mejora la eficiencia en 30%-50%.
Mayor precisión: El posicionamiento preciso del eje giratorio evita errores de sujeción secundarios, por lo que es adecuado para superficies inclinadas o características con ángulos específicos.
Coste controlable: El coste del equipo es similar al de un sistema de mecanizado de tres ejes, pero la capacidad de mecanizado aumenta considerablemente.
Limitaciones:
Con un uso intensivo, el mecanismo de tornillo sin fin puede sufrir un gran desgaste.
Las piezas complejas requieren un ajuste frecuente del ángulo del eje giratorio, lo que aumenta la complejidad de la programación.
Aplicaciones recomendadas:
Empresas con presupuestos limitados que necesitan mecanizar superficies curvas complejas (como moldes y productos farmacéuticos).
Piezas de precisión no esenciales en la industria aeroespacial (como moldes de zapatos y maniquíes).
Mecanizado cnc de 5 ejes: Versátil y preciso, adecuado para la fabricación de gama alta.
Principio: Añadir dos ejes rotativos (dos de los ejes A/B/C) a un centro de mecanizado de 3 ejes permite que la herramienta se aproxime a la pieza en cualquier ángulo.
Piezas aplicables:
Superficies curvas complejas (como palas de aviones y álabes de turbinas);
Piezas estructurales con formas especiales (como implantes ortopédicos y lentes ópticas);
Piezas con cavidades de moldeo (que requieren moldeo en una sola etapa).
Ventajas:
Mecanizado multisuperficie en una sola sujeción: Evita interferencias, sobrecortes y destalonados, aumentando la eficiencia en más de 50%.
Precisión ultra alta: Alcanza niveles submicrónicos (±0,001 mm), idóneos para aplicaciones de gama alta como la óptica y la medicina.
Amplia compatibilidad de materiales: Capaz de mecanizar materiales duros como aleaciones de titanio y cerámica.
Limitaciones:
Coste de equipamiento elevado: 2-3 veces el de un centro de mecanizado de tres ejes, y mantenimiento y funcionamiento complejos.
Elevada dificultad de programación: Requiere planificación de trayectorias multieje, detección de colisiones y control vectorial del eje de la herramienta.
Aplicaciones recomendadas:
Mecanizado de componentes básicos en industrias manufactureras de gama alta como la aeroespacial, la energética y la de generación de energía.
Piezas que requieren una precisión extremadamente alta (como articulaciones artificiales) en las industrias médica y de instrumentos de precisión.
Mecanizado por electroerosión de hilo (EDM)
En el mecanizado CNC, la electroerosión es un proceso fundamental para manipular materiales de gran dureza (HRC 50+) y cavidades complejas. También elimina el exceso de material de las piezas fresadas para evitar deformaciones:
Electroerosión rápida por hilo
Descripción: La electroerosión por hilo de alta velocidad (WEDM-HS) utiliza como electrodo un hilo de molibdeno que gira a una velocidad de 8-10 m/s. Elimina el metal mediante descarga de chispas, logrando un único corte.
Precisión: ±0,01mm, rugosidad superficial Ra 1,25-2,5μm, satisfaciendo las necesidades generales de mecanizado.
Velocidad de procesamiento: Las velocidades de corte han aumentado en general de 20-40 mm²/min a más de 100 mm²/min, con un máximo de 260 mm²/min.
Coste de procesamiento: Bajo coste, estructura simple y asequible, lo que la hace adecuada para el mecanizado de gran volumen y baja precisión.
Electroerosión por hilo medio
Descripción: Las máquinas de electroerosión de hilo medio (MS-WEDM) pertenecen a la categoría de corte por hilo de alta velocidad y permiten realizar múltiples cortes. El desbaste con hilo de molibdeno se realiza a altas velocidades (8-12 m/s), mientras que el acabado se realiza a velocidades más bajas (1-3 m/s).
Precisión: ±0,003 mm, rugosidad superficial Ra 0,65 μm, lo que se traduce en una mayor calidad de mecanizado que el corte rápido con hilo.
Velocidad de procesamiento: Aproximada al corte rápido de alambre, con velocidad reducida para mejorar la calidad durante cortes múltiples.
Coste de procesado: Un equilibrio moderado entre coste y eficacia, conservando las ventajas del corte rápido por hilo y mejorando la calidad mediante cortes múltiples. Adecuado para el mecanizado de precisión media.
Electroerosión lenta por hilo
Descripción: La electroerosión por hilo de baja velocidad (WEDM-LS) utiliza un electrodo de hilo lento, unidireccional, que se mueve a velocidades inferiores a 0,2 m/s y se interrumpe tras la descarga.
Precisión: ±0,001mm, rugosidad superficial Ra mínima 0,05μm, consiguiendo una alta calidad de mecanizado. Velocidad de mecanizado: 400 mm/min como máximo, más lenta que el corte rápido por hilo, lo que da como resultado un mecanizado de alta calidad de piezas complejas.
Coste de procesamiento: Coste elevado y equipo caro, con alambre de electrodo desechable. Adecuado para mecanizado de moldes de alta precisión y complejidad.
Diferencias entre la electroerosión por hilo rápida, la electroerosión por hilo lenta y la electroerosión por hilo media:
Electroerosión rápida por hilo
Ofrece la mayor velocidad de procesamiento y es adecuado para formas sencillas, piezas de paredes finas, superficies planas y alta rugosidad superficial.
Aplicaciones: Corte rápido de metales y producción de moldes o piezas de precisión baja o media. Adecuado para series de producción pequeñas y medianas con plazos ajustados.
Electroerosión por hilo medio
Ofrece velocidad y precisión entre la electroerosión por hilo de alta y baja velocidad, equilibrando el tiempo de procesamiento y la calidad de la superficie.
Aplicaciones: Procesado de moldes y corte de piezas mecánicas de precisión media. Adecuado para la producción en serie o cuando se requiere un equilibrio entre precisión y eficiencia.
Electroerosión lenta por hilo
Ofrece velocidades de procesamiento más lentas pero una gran precisión y calidad de superficie, con una deformación térmica mínima, lo que la hace adecuada para el mecanizado complejo y de precisión.
Aplicaciones: Procesamiento de piezas de alta precisión y calidad superficial, como las de la industria aeroespacial, los dispositivos médicos y la fabricación de moldes de alta gama.
Inspección y control de calidad
Las mediciones posteriores al mecanizado se realizan con herramientas especializadas:
Calibres Vernier, micrómetros, medidores de profundidad (para inspección rápida)
Máquina de medición por coordenadas (MMC) (control dimensional de alta precisión)
Medidor de rugosidad superficial (medición del valor Ra)
Comprobaciones de precisión geométrica (perpendicularidad, concentricidad, planitud, etc.)
Los resultados de la inspección se documentan y archivan; los parámetros del proceso se ajustan rápidamente si se producen desviaciones.
Objetivo: Garantizar que cada pieza cumple los requisitos de tolerancia y las normas del cliente (por ejemplo, ISO 2768).
Postprocesado y acabado
Elimine manualmente las rebabas de las zonas inaccesibles para las herramientas de rectificado y limpie las piezas de trabajo;
Realizar los tratamientos de superficie necesarios:
Pulido, chorro de arena, anodizado, galvanoplastia, pasivaciónetc;
Marque los números de pieza o grábelos con láser;
Embálelo de forma protectora para evitar daños durante el transporte.
Objetivo: Mejorar el aspecto del producto, su resistencia a la corrosión y su rendimiento funcional.
Información de retorno y optimización de procesos
Almacene los parámetros de mecanizado, la vida útil de la herramienta y los datos de inspección;
Resumir la experiencia para optimizar las trayectorias de las herramientas, los diseños de los útiles o los parámetros de corte;
Establecer una base de datos estandarizada de mecanizado CNC;
Proporcionar soluciones de proceso repetibles y trazables para piezas similares.
Objetivo: Conseguir una mejora continua, aumentar la coherencia y la eficacia de la producción.
Resumen de la Guía completa de mecanizado CNC
Mecanizado CNC es una tecnología de fabricación de precisión altamente automatizada en la que cada paso -desde el modelado del diseño hasta la optimización de la inspección- repercute directamente en la calidad de las piezas y la eficacia de la producción.
Mediante procesos estandarizados, programación científica e inspecciones rigurosas, consigue una alta precisión, estabilidad y consistencia en los resultados de producción. Si tiene que producir componentes mecanizados por CNC, póngase en contacto con Weldo Mecanizado para el último presupuesto.
