El torneado CNC es un tipo de mecanizado que utiliza un torno controlado por ordenador para realizar cortes en una pieza giratoria. Es un proceso esencial para la creación de componentes cilíndricos como ejes.
El torneado es uno de los procesos más comunes en los talleres de mecanizado. Sin embargo, las piezas torneadas por CNC deben diseñarse con criterios muy diferentes a los de las piezas fresadas. Los tornos pueden crear curvas casi perfectas, imposibles de lograr con otros equipos, pero tienen limitaciones en los tipos de corte que pueden realizar. Además, las diferentes características requieren herramientas y operaciones de torneado distintas, como el torneado cónico, el moleteado, el tronzado y el refrentado.
Este artículo explica cómo diseñar piezas torneadas por CNC al solicitar Servicios de torneado CNC De un taller de mecanizado de confianza como 3ERP. Muestra qué se puede y qué no se puede lograr mediante el torneado y explica con precisión cómo comunicar sus requisitos a nuestros ingenieros.
¿Cómo funciona el torneado CNC?
El torneado CNC es un tipo de mecanizado CNC que utiliza un proceso mecánico único. A diferencia del fresado CNC, que utiliza una herramienta de corte giratoria para eliminar material de una pieza fija, el torneado implica girar la pieza completa a alta velocidad mientras una herramienta fija la va desprendiendo.
Debido a que la pieza gira sobre un eje fijo, cualquier punto de la trayectoria de la herramienta de corte crea un círculo perfecto alrededor de ese centro. Funciona de forma similar a un torno de alfarero: al presionar con un dedo la arcilla giratoria y mantenerlo en su lugar, se crea una cresta que abarca toda la circunferencia de la pieza.
Las diferentes operaciones de torneado generan diferentes cortes. Algunas de las más comunes incluyen:
- Frente aLa herramienta se desplaza por el extremo de la pieza giratoria, reduciendo su longitud y dejando el extremo perfectamente plano.
- RanuradoLa herramienta corta el lateral de la pieza giratoria para crear un canal estrecho alrededor de su circunferencia.
- PartingUna herramienta ancha corta justo a través del lateral de la pieza giratoria para partirla en dos, normalmente para separar la pieza acabada de la barra de material.
- Torneado rectoLa herramienta se mueve paralelamente al lateral de la pieza giratoria, reduciendo su espesor o diámetro.
- Hilos de cuerdaLa herramienta corta la pieza giratoria mientras se desplaza lateralmente a una velocidad constante, creando una ranura espiral continua similar a una rosca de acoplamiento.
Nuestra publicación detallada en el blog sobre Torneado CNC Contiene más información sobre las operaciones, las herramientas, las ventajas y las aplicaciones del proceso.
Consideraciones generales de diseño
Todos los procesos de fabricación se benefician de un diseño adecuado para la fabricación (DfM), pero el torneado CNC tiene limitaciones de diseño particularmente estrechas. Es un proceso increíblemente potente capaz de producir componentes torneados CNC de alta calidad como ejes y bujes, pero no es el más versátil.
Al diseñar piezas torneadas por CNC, es fundamental recordar que la mayoría son principalmente cilíndricas, presentan características circulares como agujeros o ranuras, o son simétricas respecto a un eje central. Dicho esto, algunas piezas pueden utilizar el torneado CNC para crear áreas cilíndricas o cónicas, y posteriormente el fresado CNC para crear los detalles asimétricos. Sin embargo, un mayor número de configuraciones y equipos incrementa el coste de la pieza.
Otro factor a considerar es que, cuando se trata de torneado vs fresadoEn cuanto al tamaño, el fresado gana sin duda. Por ejemplo, nuestro torno Haas ST-20Y tiene un diámetro máximo de giro de 21 pulgadas (533 mm), mientras que nuestros centros de mecanizado más grandes pueden producir piezas de mayor tamaño.
Al encargar piezas torneadas a un taller de mecanizado y especialista en prototipos como 3ERP, recuerde especificar las tolerancias, los requisitos de material y los requisitos de inspección.
Para obtener más información, consulte nuestra Guía de mecanizado CNC.
7 consejos de diseño para el torneado CNC
Esta sección proporciona siete reglas de diseño imprescindibles para el torneado CNC, siempre que la pieza cumpla con los requisitos básicos del proceso.
1. Diseñar en torno a tamaños estándar de barras de acero.
Las piezas cilíndricas deben diseñarse a partir de barras de dimensiones estándar. Esto minimiza el desperdicio de material y el tiempo de mecanizado, lo que le permite ahorrar dinero. Contáctenos directamente para saber qué materiales podemos ofrecerle.
Es importante destacar que esto no significa que tenga que renunciar a su diseño, ya que las medidas estándar de las barras están disponibles en incrementos regulares.
2. Localiza las características en un extremo.
Agregar características a varios lados de una pieza torneada aumenta la necesidad de operaciones secundarias, lo que incrementa el tiempo de entrega y el costo.
Si es posible, coloque elementos como las roscas en un extremo de la pieza. Aunque esto implique un pequeño rediseño, probablemente valga la pena.
3. Mantenga las piezas axisimétricas siempre que sea posible.
El torneado CNC prioriza la simetría rotacional. Si la pieza no presenta asimetrías, se puede tornear de forma rápida y eficiente, lo que reduce los costos de mecanizado.
Puede que sea necesario introducir asimetría para ciertas características, pero recuerde que la reconfiguración de las piezas aumenta la complejidad y el coste del mecanizado.
4. Minimizar la relación longitud-diámetro (L/D)
La relación longitud-diámetro del torneado CNC es un factor importante a considerar, ya que afecta la medida en que la pieza de trabajo se ve afectada por las fuerzas de flexión. Desafíos en Mecanizado CNC de ejes largos y delgadosIncluye vibraciones o traqueteos de la máquina CNC, lo que reduce la precisión de los cortes.
Al fabricar piezas largas mediante torneado CNC, la relación L/D ideal es de aproximadamente 3:1.
5. Evite tolerancias innecesariamente estrictas.
Al igual que en otros procesos de mecanizado, las tolerancias estrictas en el torneado CNC requieren un mecanizado más lento, lo que aumenta el coste total del trabajo. En ocasiones, las tolerancias estrictas son importantes, como en el caso de piezas de acoplamiento, pero a veces se pueden evitar.
Al enviar su dibujo técnico junto con sus archivos CAD, especificar tolerancias amplias en las áreas no críticas reducirá los plazos de entrega y, en última instancia, disminuirá el presupuesto que podemos ofrecerle.
6. Diseñar profundidades de rosca prácticas
El roscado es una de las operaciones de torneado CNC más útiles, ya que permite al operario crear ranuras en espiral en una pieza. Sin embargo, los cortes demasiado profundos durante el roscado aumentan el riesgo de desviación de la herramienta o daños en la pieza. Además, las roscas muy profundas suelen ofrecer una mejora mínima en la resistencia del sujetador en comparación con las de profundidad moderada.
Tenga en cuenta que, por lo general, no es necesario modelar las roscas en su diseño CAD; en su lugar, incluya una indicación de la rosca en su dibujo técnico, especificando el estándar y el tamaño de la rosca requerida.
7. Incluir ranuras de alivio
Las ranuras de alivio o rebajes son canales empotrados en una pieza torneada, que generalmente se encuentran donde un eje se une a un hombro (el "escalón" entre diámetros diferentes) durante el mecanizado del eje o al final de una rosca. El mecanizado de ranuras de alivio permite que los componentes de acoplamiento se ajusten perfectamente contra el hombro.
El mecanizado de socavado es importante porque, sin una ranura de alivio, queda un radio imperfecto contra el hombro, lo que impide un acoplamiento adecuado.
Torneado CNC con 3ERP
El torneado es la mejor manera de crear piezas cilíndricas con formas circulares. Gracias a que las piezas torneadas por CNC se pueden fabricar a partir de barras estándar con operaciones precisas, cumplen fácilmente con los requisitos dimensionales y de rendimiento, especialmente si se recurre a un taller con años de experiencia como 3ERP.
Sin embargo, un buen diseño para la fabricación CNC implica planificar cuidadosamente el proceso durante la fase CAD, no después. Esto permite a nuestros operarios fabricar sus piezas exactamente como las necesita.
