¿Qué es el planteamiento de un pieza en mecanizado?

Es la primera fase del mecanizado y posiblemente la más importante. Tenemos que imaginarnos en nuestra cabeza como mecanizaríamos una pieza o componente. Posiblemente tengas varias formas de mecanizar una pieza y dudas que surgirán por el camino a medida que vayamos avanzando en el mecanizado de la pieza. Tenemos que tener una mentalidad abierta en esta fase del mecanizado, si estás empezando pide consejo a gente con más experiencia. Básicamente, el planteamiento dependerá de varios factores, que son:

  1. Geometría de la pieza.
  2. Pieza en serie o unitaria.
  3. Lugar dónde coger el cero pieza.
  4. Tolerancias.
  5. Amarres de la pieza.
  6. Limitaciones de nuestra máquina.
  7. Programación.
  8. Herramientas que dispongamos.

Tenemos que tener claro, que en esta fase tendremos diferentes ideas para mecanizar una pieza, pero tenemos que ser realistas con lo que tenemos. Muchas veces pensamos qué, por realizar el mayor número de operaciones en una postura de mecanizado, es mejor que realizar varias posturas. No siempre es así, a la hora de realizar diferentes posturas para mecanizar una pieza, tenemos que asegurar el tener una buena escuadra. El tener una buena escuadra siempre nos asegurará el paralelismo entre caras y una seguridad a la hora de amarrar la pieza. A continuación, vamos a ver en profundidad el resto de factores que afectan al planteamiento de una pieza.

Geometría de la pieza

Máquina Doosan 5 ejes
Máquina Doosan 5 ejes

La forma que tenga la pieza tanto en bruto como una vez acabada, determinará nuestro planteamiento. Para algunas piezas si son un mecanizado en serie, tendremos que pensar si es viable hacer un útil para realizar las mismas operaciones, pero en un mayor número de piezas a la vez. Cómo veis todo es muy variable pero estos aspectos son muy importantes. La geometría de la pieza puede venir predefinida de láser, o de fundición, partir de un perfil calibrado comercial, un oxicorte, una pieza de soldadura, etc. Todo es muy variable en cuánto a geometría, muchos perfiles de ciertos materiales solo se venden en perfil redondo y tenemos que calcular el perfil cuadrado o rectangular que necesitamos. Partimos de la geometría ya que dependerá de ello el siguiente apartado que son, los amarres de la pieza.

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Pieza en serie o unitaria

Pieza torno
Pieza torno

Uno de los aspectos más importantes, si hacemos una pieza unitaria podemos ahorrar en utillaje y en preparación de la pieza. Nos centraremos en hacer correctamente la pieza con los medios que tengamos. Si por el contrario se trata de una serie de piezas de gran cantidad, tendremos que pararnos a pensar meticulosamente todo el proceso.

  1. ¿Necesitamos un utillaje externo? en caso de ser afirmativo. 
  2. ¿Lo podemos fabricar nosotros?
  3. ¿Lo mandamos fabricar a una empresa externa?
  4. ¿Se puede realizar más operaciones en una postura que en dos?
  5. ¿Utilizar varias máquinas para diferentes operaciones de la pieza?

Este apartado es a estudiar muy a fondo dónde hay que tener en cuenta muchos factores, cómo la rentabilidad, el tiempo por pieza, la inversión, medios de la empresa, trazabilidad del proceso, etc.

Lugar dónde coger el cero pieza

Cero pieza en pínula en una pieza de nylon
Cero pieza en pínula en una pieza de nylon

El cero de nuestra pieza, a poder ser siempre utilizaremos el mismo punto de referencia. El lugar dónde coger el cero pieza, tiene que ser una cara ya previamente mecanizada y con una escuadra. Dónde podamos coger con seguridad los 3 ejes: X, Y, Z. En ocasiones por la geometría de la pieza el cero es diferente en alguna postura respecto a otra, puede que lo arrastremos desde una fija h7, una pínula, el centro de la pieza, etc. Intentaremos en la medida de lo posible usar el mismo punto de referencia, ya que con ello evitaremos errores y posibles desfases de medidas que podríamos tener cogiendo el cero en otro lugar de la pieza.

Tolerancias

Tolerancias dimensionales
Tolerancias dimensionales

Otro aspecto a tener muy en cuenta en el planteamiento de piezas son las tolerancias dimensionales. Para obtener unas tolerancias dimensionales optimas, el planteamiento tiene que ser el correcto. No podemos obtener una planitud entre caras de 0,1mm si la pieza no está perfectamente escuadrada. Para tolerancias dimensionales más ajustadas dejaremos sobrante de material en las piezas para terminar con un posterior rectificado.

Amarres de la pieza

Mesa magnética italmatic de Tecnomagnete
Mesa magnética italmatic de Tecnomagnete

Los amarres de la pieza, siempre los haremos asegurando una buena escuadra y teniendo la certeza y la seguridad de que lo estamos haciendo bien. Si el amarre no es el adecuado, las vibraciones en el mecanizado nos traerán problemas, tanto que podemos llegar a romper cualquier herramienta o incluso salir la pieza volando de la mordaza. Tenemos que tener mucha precaución a los amarres y hacer hincapié en la seguridad. Prestar atención a materiales que sea muy moldeables y puedan deformarse por ejercer mucha presión sobre ellos, como puede ser el teflón, el cobre o el aluminio entre otros. Para obtener una buena escuadra en piezas que por sí solas no se puede obtener, nos ayudaremos si fuera necesario de perfiles calibrados o incluso paralelas o calzos sin que sufran con el mecanizado de la pieza.

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Otro apartado importante a la hora de elegir los amarres de las piezas, es si la pieza tiene tolerancia. Con esto, quiero decir que, si necesitamos medir con un micrómetro el espesor de un perfil, tenemos que pensar en el amarre que necesitamos para poder medirlo sin soltar la pieza.

Si queremos hacer una pieza que por su geometría es más factible hacerla en una máquina de 5 ejes, pero solo disponemos de una máquina de 3 ejes, tendremos que adaptarnos. Podemos llegar a realizar numerosas posturas a una pieza en 3 ejes, cuando realmente que está pensada para fabricarse en 5 ejes. Usar un plato divisor en vez de un cuarto eje, o incluso una mordaza biaxial, cuando tenemos caras con diferentes ángulos.

Los amarres van a depender de: geometría de la pieza, tolerancias, limitaciones de la máquina y de la herramienta que dispongamos.

Limitaciones de nuestra máquina

Mecanizado de bloque motor sector naval en fresadora Soraluce
Mecanizado de bloque motor sector naval en fresadora Soraluce

Tenemos que conocer las limitaciones de nuestra máquina, antes de comenzar con el mecanizado de una pieza. Las revoluciones, el recorrido de los ejes, el número de ejes y la cinemática de la máquina son las principales limitaciones. Cierto es que muchas veces cuándo no disponemos de los medios necesarios, surge el ingenio, la idea de cómo realizar ese mecanizado que parece imposible con unos medios pobres. Cuando llega este momento a pesar de haber encontrado la solución, tenemos que pararnos a pensar y ver si es factible o no. Sabemos que en el mecanizado el tiempo es oro y hay que ser productivos. Ante nuevas ideas para buscar soluciones a mecanizados complejos, consúltalo con tus compañeros, más cabezas, más ideas, mejores soluciones.

Herramientas que dispongamos

Conjunto de herramientas del fabricante Sandvik Coromant
Conjunto de herramientas del fabricante Sandvik Coromant

Hoy en día la herramienta de la que disponemos en mecanizado, es asombrosa. Tenemos de todo para cualquier tipo de material y herramientas capaces de realizar varias operaciones a la vez. En muchos talleres no están a la vanguardia en herramienta, con lo cual nos toca pelar viruta con lo que tengamos. Un buen programador, es capaz de poder sacarle rendimiento a cualquier herramienta. La experiencia en este apartado siempre será un grado a tener muy en cuenta. Si tenemos tolerancias, ajustaremos los desbastes. Si tenemos que hacer piezas en serie, la herramienta de acabado, la programaremos para que trabaje lo menos posible para que repita medida y obtener un ciclo eficiente en el mecanizado de piezas. En ocasiones hay piezas que necesitan de otro proceso de mecanizado como un rectificado, o piezas que vienen de templar y toca mecanizar para acabarlas. Con este tipo de piezas dejaremos un sobrante de material adecuado para cada proceso.

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Programación

Control numérico Heidenhain TNC 640
Control numérico Heidenhain TNC 640

 

Una vez tenemos definido el proceso, llega la hora de programar. A la hora de programar, tenemos que tener en cuenta si necesita otro mecanizado o pasar por tratamientos térmicos antes de terminar la pieza. Con estas piezas dejaremos sobrante de material, ya que lo tendremos en cuenta en la programación. A continuación, con la programación CNC, programamos las siguientes variantes:

  • Trayectorias.
  • Compensaciones de radio.
  • Revoluciones por minuto.
  • Velocidades de avance.
  • Cargas radiales (Ae).
  • Cargas axiales (Ap).
  • Distancias de seguridad.
  • Profundidades.

Si, por el contrario, la programación se realiza en CAD/CAM en oficina técnica, debes de plasmarle al programador todo el planteamiento de la pieza. En ocasiones los programadores de oficina técnica, han trabajado anteriormente cómo fresadores o torneros y pueden darte un planteamiento similar o igual al que tenías pensado. Este oficio cómo ves, es un trabajo en equipo siempre buscando soluciones.

Resumen

Como veis el planteamiento de las piezas es lo más básico y lo más importante. Ya que es el punto de partida, desde dónde empezamos a plasmar las ideas y operaciones y posteriormente, llevarlos a la máquina. Espero que con esta entrada os haya quedado más claro que es el planteamiento de piezas en mecanizado. Al principio puede que os cueste, pero a medida que vayáis fabricando diferentes piezas cada día os resultará más fácil.

 

 

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