Análisis de procesos de mecanizado y operaciones de piezas.

 

I. La relación entre diseño y proceso

 

1. El diseño juega un papel decisivo en la calidad y el coste del producto.

2. Los diseñadores deben tener conocimientos básicos de los procesos y flujos de trabajo de mecanizado.

3. Los ingenieros de procesos deben comprender los principios de diseño.

4. El diseño y el proceso deben cooperar entre sí, respetar los hechos y controlar los costos.

 

Diseñadores (que no entienden de mecanizado):

1. Selección de material inapropiada

2. Proceso de tratamiento térmico inadecuado, que genera riesgos.

3. Procesos complejos de mecanizado de piezas que aumentan los costes

4. Proceso deficiente de montaje y mantenimiento del producto.

 

Ingenieros de procesos (que no entienden de diseño):

1. Cambiar arbitrariamente la estructura del proceso y la precisión de las piezas.

2. No comprender los requisitos de precisión del mecanizado final de las piezas, lo que genera riesgos durante el corte.

 

Un buen diseñador primero debe comprender algunos conocimientos comunes de mecanizado y tener una comprensión básica de los equipos comunes, como el tamaño y la precisión de las piezas. También deben tener sólidas habilidades de dibujo y revisión, conocimiento de todo el proceso de mecanizado y seguimiento durante el mecanizado, manteniendo una comunicación total con los técnicos de primera línea para optimizar aún más el diseño. Además, observar los procesos y métodos de mecanizado en la industria puede ampliar sus conocimientos y mejorar sus habilidades.

 

 

II. Definición de proceso de mecanizado

 

• Proceso:Se refiere a las habilidades, métodos y procedimientos utilizados en la fabricación de un producto.
• Flujo de proceso:El flujo que cambia directamente la forma, el tamaño, la posición relativa y las propiedades de las piezas, convirtiéndolas en productos terminados o semiacabados. Los procesos de fundición, forja, estampado, mecanizado, soldadura y tratamiento térmico se consideran flujos de proceso.
• Flujo del proceso de mecanizado:El proceso que utiliza métodos de mecanizado.

 

▲ Proceso de mecanizado

 

El proceso se centra principalmente en cambiar la forma de las materias primas, donde se producen piezas en bruto fundidas o forjadas mediante fundición o forja.

 

El proceso utiliza diversas herramientas y equipos para mecanizar piezas en bruto y convertirlas en piezas, alterando principalmente su forma y tamaño.

El proceso se centra principalmente en determinar las posiciones relativas de las piezas y ensamblar las piezas mecanizadas en productos de acuerdo con requisitos de ensamblaje específicos.

 

 

III. Terminología común en procesos de mecanizado

 

• Operación:Parte del proceso de mecanizado completado por uno (o un grupo de) trabajadores en la misma estación de trabajo (o máquina) en una (o un grupo de) piezas.
• Configuración:Una parte del proceso de mecanizado se completa con una sola sujeción de la pieza. Configurar=posicionamiento + sujeción.
• Artículos fijos:Dispositivo utilizado para ayudar en el mecanizado.
• Corte:El proceso de eliminar el exceso de material de una pieza de trabajo utilizando herramientas de corte.
• Dimensiones del proceso:Dimensiones proporcionadas en la tarjeta de proceso o plano según sea necesario para el mecanizado.

 

▲ Terminología común en procesos de mecanizado

 

▲ Terminología común en procesos de mecanizado

 

▲Terminología común en procesos de mecanizado

 

1. Corte por láser

 

▲ Adecuado para placas delgadas (mejor para 1,5 mm-8mm)

 

2. Girando

Un método de mecanizado en el que la pieza de trabajo gira como movimiento principal y la herramienta realiza movimientos de avance.

El movimiento principal al girar es la rotación de la pieza y el movimiento lineal de la herramienta es el movimiento de avance. Es especialmente adecuado para mecanizar superficies giratorias.

 

2.1 Torno

 

▲ Torno convencional horizontal (adecuado para producción de lotes pequeños)

 

▲ Torno CNC horizontal (adecuado para formas complejas y producción en masa)

 

2.2 Rango de aplicación de torneado

 

▲ Rango de aplicación de torneado

 

▲ Rango de aplicación de torneado

 

3. Fresado

El fresado es uno de los principales métodos para mecanizar planos. La fresa gira como movimiento principal y la pieza de trabajo o fresa realiza el movimiento de avance.

 

3.1 Fresadora

 

▲ Fresadora de pórtico convencional

 

▲ Fresadora vertical

 

▲ Fresadora horizontal

 

3.2 Fresado en ascenso y fresado convencional

Dependiendo de la relación entre la dirección de rotación de la fresa y la dirección de avance, el fresado se puede dividir en fresado ascendente y fresado convencional.

 

• Fresado convencional:Cuando la dirección de rotación del cortador es opuesta a la dirección de avance, se denomina fresado convencional.
• TreparMolienda:Cuando la dirección de rotación del cortador es la misma que la dirección de avance, se denomina fresado ascendente.

 

▲ Fresado en ascenso y fresado convencional

 

3.3 Ventajas del fresado en ascenso

1. Es menos probable que cause vibración en la pieza de trabajo, lo que protege la herramienta.

2. Desgaste reducido de herramientas

3. Alta calidad superficial en fresado ascendente, especialmente adecuado para aleaciones de aluminio.

 

3.4 Aplicaciones del fresado

• El fresado se utiliza principalmente para mecanizar aviones.(incluidas superficies horizontales, verticales e inclinadas), ranuras, superficies de formación y operaciones de corte.
• Fresadoras de Rodilla (horizontales y verticales):Ampliamente utilizado en producción de lotes pequeños para mecanizar piezas pequeñas y medianas.
• Fresadora de pórtico:Se utiliza para mecanizar piezas grandes y medianas. Equipada con 3-4 cabezales de fresado que pueden funcionar simultáneamente, es altamente productiva y ampliamente utilizada en producción por lotes y en masa.
• En la producción de lotes pequeños, algunas piezas conformadas en forma de disco también se pueden procesar en una fresadora vertical utilizando un cortador vertical.

 

4. Perforación

La perforación es un método para mecanizar agujeros moviendo la herramienta y la pieza de trabajo entre sí mientras la herramienta avanza axialmente en la pieza de trabajo. La perforación es el método de mecanizado de agujeros más básico.

 

4.1 Taladro de prensa

 

▲ Taladro radial: solo para procesamiento de orificios (taladrado, roscado)

 

4.2 Aplicaciones de las taladradoras

• Taladro de banco:Se utiliza para agujeros pequeños (D<13 mm) on small and medium-sized parts in small batch production.
• Taladro vertical:Comúnmente utilizado para agujeros más grandes (D<50 mm).
• Taladro radial:Se utiliza para agujeros en piezas medianas y grandes.
• Para piezas rotativas, considere usar un torno o una máquina perforadora para procesar los orificios.

 

 

IV Análisis de operaciones de piezas de trabajo.

 

1. Análisis de operaciones de piezas de trabajo: ejemplo 1

 

▲ Dibujo CNC de pieza de trabajo

 

① Supresión:φ25x132 (dado que no hay requisitos de diámetro exterior, φ25 es suficiente para el corte; si hay requisitos de diámetro exterior, corte hasta φ28 y reduzca el tamaño).

② Torno:Taladre un orificio central y sujete un extremo con un mandril de tres mordazas. Gire hacia abajo φ25, mecanice el paso φ16, corte la ranura al tamaño φ16 y φ13,5, mecanice la longitud total, taladre el orificio inferior de la rosca M8 a una profundidad de 25 y achaflane.

Sujete φ16, soporte el otro extremo con el orificio central, mecanice el paso a 76,5 y φ16,6 (dejando un margen de 0.3 para la deformación por tratamiento térmico) y achaflane.

③ Fresadora:Frese ambos extremos para que queden planos, asegurando un tamaño de 13 (esto también se puede hacer después de pulir, pero cortar alambre es la única opción).

④Tratamiento térmico:Endurezca la superficie de la sección 76,5 con enfriamiento de alta frecuencia a HRC40-45, con una profundidad de 1,5.

⑤ Rectificado sin centros:Corrija la deformación y asegúrese de que la dimensión sea φ16g6 (si no hay requisitos de tolerancia para φ16, este paso no es necesario).

⑥ Trabajo en banco:Toque M8, profundidad 20 y elimine las rebabas.

⑦ Tratamiento superficial:niquelado

 

2. Proceso de mecanizado – Ejemplo 2

 

▲ Dibujo CNC de pieza de trabajo

 

① Supresión:Utilice placas de suelo de 80x75x25.

② Corte de alambre:Deje 0.5 mm para fresado fino en superficies que requieran una rugosidad de 3,2 y corte otras dimensiones a medida.

③ Fresadora:

• (1) Frese con precisión dos superficies verticales para garantizar una rugosidad de 3,2 y mantener la perpendicularidad dentro de 0.02, asegurando las dimensiones 75, 70 y 20.
• (2) Perforación: utilice métodos de perforación central, taladrado, escariado y escariado para mecanizar orificios para pasadores 4-φ8H7, asegurando el tamaño y la posición, taladre orificios inferiores roscados 2-φ6.8, 2- φ9 a través de los orificios y mantenga distancias entre centros de 15, 30 y 45 dentro de la tolerancia.

④ Trabajo de banco:Toque 2-M8, achaflane y desbarbe.

⑤ Tratamiento superficial:Pintura en aerosol (Y07).

 

3. Proceso de mecanizado – Ejemplo 3

 

▲ Dibujo CNC de pieza de trabajo

 

① Supresión:Nailon azul 88x70x55

② Máquina de grabado CNC:

• (1) Usando A como referencia, fije el lado A a la mesa de trabajo con pegamento AB, luego grabe alrededor del perfil y forme cinco lados. Después de formar, mecanice los orificios avellanados 2-φ8H7 y φ14-φ9, asegurando las dimensiones del dibujo.
• (2) Después de grabar cinco lados y orificios, voltee y mecanice el lado A y achaflane C20.

③ Desbarbar.

 

4. Proceso de mecanizado – Ejemplo 4

 

▲ Dibujo CNC de pieza de trabajo

 

① Enderece después de soldar, manteniendo la planitud dentro de 2 mm.

② Recocido:Despuésrecocidog, enderece para mantener la planitud dentro de 2 mm.

③ Fresado de pórtico CNC:

• (1) Calibración yReprimición:Usando el lado A como referencia, coloque espaciadores de igual altura debajo del lado A. Calibre cada punto en el lado B con un medidor de altura, manteniendo toda la pieza de trabajo plana dentro de 2 mm. No se permiten espacios en cada punto de sujeción. Utilice cuñas delgadas para llenar los espacios y asegúrese de que no se deformen durante la sujeción. Se puede utilizar un comparador para controlar la deformación.
• (2)Fresado en desbaste:Lado B del desbaste, dejando un margen de fresado fino de 1 mm. Utilice una fresa lateral para mecanizar ambas superficies laterales, dejando 1 mm en cada lado. Después del fresado de desbaste del lado B, voltee la pieza de trabajo y el lado A del fresado de desbaste utilizando el mismo método, dejando 1 mm para el fresado fino.
• (3) Fresado fino y sujeción:Usando el lado A como referencia, fíjelo a espaciadores de igual altura con pegamento AB. Asegúrese de que no queden espacios, ya que no se permite la sujeción directa a la pieza de trabajo (use un gato cuando sea necesario).
• (4) Lado B del molino fino y ambos lados:Asegurar la planitud. Después del fresado fino, taladre orificios utilizando métodos de taladrado central, taladrado, escariado y escariado. Primero, procese cuatro orificios de referencia {{0}}φ10H7, manteniendo una tolerancia de posición del orificio de ±0,02. Una vez terminados los agujeros de referencia, procese los demás agujeros según el programa, asegurando la precisión dimensional y de tolerancia. Mecanice todos los orificios laterales utilizando el mismo método con una fresa lateral, asegurando tolerancias de forma, posición y dimensiones.
• (5) Una vez completado el lado B, voltee y fresar finamente el lado A, asegurando que quede plano. Todos los orificios del lado A deben mecanizarse basándose en los orificios de referencia 4-φ10H7 del lado B. No se deben utilizar otros puntos de referencia. Mecanizar otros agujeros siguiendo el programa.

④ Trabajo de banco:Toca todos los hilosAgujeros recortados, desbarbado y biselado.

⑤ Tratamiento superficial:pintura en aerosol(Y07) en superficies no mecanizadas y laca transparente en superficies mecanizadas.