En CloudNC, disponemos de una gama de fresadoras de 3, 4 y 5 ejes de última generación. Como diseñador, saber en qué tipo de máquina se fabricará su pieza es fundamental para optimizar su diseño. Al diseñar una pieza mecanizada por CNC, es posible que no haya pensado en el tipo de máquina en el que se mecanizará, pero la complejidad y el tipo de geometría que puede diseñar serán diferentes para los distintos tipos de máquinas.
La principal diferencia entre el mecanizado en 3 ejes, 4 ejes y 5 ejes es la complejidad del movimiento que pueden realizar tanto la pieza como la herramienta de corte, una con respecto a la otra. Cuanto más complejo sea el movimiento de las dos piezas, más compleja puede ser la geometría de la pieza mecanizada final.
MECANIZADO EN 3 EJES
El tipo de mecanizado más sencillo, en el que la pieza se fija en una única posición. El movimiento del husillo está disponible en las direcciones lineales X, Y y Z.
Mecanizado en 3 ejes
Las máquinas de 3 ejes suelen utilizarse para el mecanizado de geometría 2D y 2,5D. El mecanizado de las 6 caras de una pieza es posible en el mecanizado de 3 ejes, pero se requiere una nueva configuración de fijación para cada cara, lo que podría resultar caro (más información al respecto más adelante). Con una configuración de fijación única, sólo se puede mecanizar una cara de la pieza.
Se requiere una configuración única para cada lado de una pieza
El fresado CNC de 3 ejes permite fabricar muchas formas complejas y prácticas, sobre todo cuando está en manos de una instalación de mecanizado CNC de primera clase. El mecanizado en 3 ejes es el más adecuado para la fabricación de perfiles planos fresados, taladros y orificios roscados en línea con un eje. Con el uso de fresas de ranura en T y fresas de cola de milano es posible realizar rebajes.
Sin embargo, a veces el elemento diseñado no puede fabricarse físicamente con una máquina de 3 ejes, o el elemento puede ser más viable económicamente si se mecaniza con una máquina de 4 o 5 ejes.
Las características que no son posibles en el fresado de 3 ejes incluyen cualquier característica en ángulo con respecto al sistema de coordenadas X-Y-Z, incluso si la característica en sí es plana. Existen dos tipos de elementos angulares que pueden diseñarse, y es importante comprender la diferencia entre ellos a la hora de diseñar piezas para fresado CNC.
CARACTERÍSTICA ANGULAR
Se trata de un elemento mecanizado en ángulo con respecto a uno de los ejes X, Y o Z. Por ejemplo, la superficie plana fresada a continuación se encuentra a 45° con respecto al eje X, es decir, una rotación del eje A.
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Elemento fresado angulado en un solo plano a 45°.
ÁNGULO COMPUESTO
Se trata de un elemento mecanizado en ángulo con respecto a dos ejes. Por ejemplo, la superficie fresada plana que se muestra a continuación está mecanizada con un ángulo de 45° con respecto al eje X y de 30° con respecto al eje Z.
Tanto los elementos angulares como los de ángulo compuesto no pueden mecanizarse con máquinas CNC de 3 ejes.
MECANIZADO EN 4 EJES
Esto añade una rotación alrededor del eje X, denominada eje A. El husillo tiene 3 ejes lineales de movimiento (X-Y-Z), como en el mecanizado de 3 ejes, más el eje A que se produce por rotación de la pieza. Las máquinas de 4 ejes tienen algunas disposiciones diferentes, pero normalmente son del tipo de "mecanizado vertical", en el que el husillo gira alrededor del eje Z. La pieza se monta en el eje X y puede girar con la fijación en el eje A. Con una sola fijación, se pueden mecanizar 4 caras de la pieza.
El mecanizado en 4 ejes puede utilizarse como una forma económicamente más viable de mecanizar piezas teóricamente posibles en una máquina de 3 ejes. Por ejemplo, en el caso de una pieza que hemos mecanizado recientemente, hemos descubierto que una máquina de 3 ejes habría necesitado dos útiles únicos con un coste de 1.000 y 800 libras, respectivamente. Al utilizar la capacidad del eje A del mecanizado en 4 ejes, sólo se necesitó una fijación con un coste de 1.000 euros. Esto también eliminó la necesidad de cambiar las fijaciones, lo que redujo aún más los costes. La eliminación del riesgo de error humano nos permitió mecanizar la pieza con gran calidad sin necesidad de costosas investigaciones de control de calidad. Eliminar la necesidad de cambiar las fijaciones tiene la ventaja adicional de que se pueden mantener tolerancias más estrictas entre las características de los distintos lados de la pieza. Se ha eliminado la pérdida de precisión debida a las fijaciones y los reajustes.
Los perfiles complejos, como los lóbulos de leva, pueden mecanizarse en una máquina de 4 ejes
Existen dos tipos de mecanizado CNC de 4 ejes: indexado y continuo.
El mecanizado CNC de 4 ejes indexados se produce cuando el 4º eje (eje A) gira mientras la máquina no está cortando material. Una vez seleccionada la rotación correcta, se aplica un freno y la máquina reanuda el corte.
En el mecanizado continuo de 4 ejes, la máquina puede cortar material al mismo tiempo que la rotación del eje A, simultáneamente. Esto permite mecanizar arcos complejos, como el perfil de los lóbulos de las levas y las hélices.
El mecanizado en 4 ejes nos permite mecanizar elementos en ángulo, lo que no sería posible con una máquina de 3 ejes. Tenga en cuenta que el mecanizado de 4 ejes permite un único eje de rotación por fijación, por lo que todos los elementos angulares deben angularse sobre los mismos ejes, o bien deben colocarse fijaciones adicionales.
Mecanizado helicoidal posible con máquinas de 4 ejes
MECANIZADO EN 5 EJES
Estas fresadoras CNC utilizan 2 de los 3 ejes de rotación posibles, dependiendo del tipo de máquina. Una máquina utilizará una rotación en el eje A y el eje C, o una rotación en el eje B y el eje C. La rotación se produce por la pieza o por el husillo. La rotación se produce por la pieza o por el husillo.
Existen dos tipos principales de máquinas CNC de 5 ejes: las máquinas 3+2 y las máquinas de 5 ejes totalmente continuas.
En el mecanizado de 3+2 ejes, los dos ejes de rotación funcionan independientemente el uno del otro, lo que significa que la pieza puede girar a cualquier ángulo compuesto en relación con la herramienta de corte para las características que se van a mecanizar. Sin embargo, la rotación de dos ejes al mismo tiempo que el mecanizado no es posible. El mecanizado 3+2 puede producir formas 3D muy complejas. El mecanizado de 5 ejes totalmente continuo puede girar simultáneamente los dos ejes de rotación, al mismo tiempo que se mecaniza y la herramienta de corte se mueve linealmente en coordenadas XYZ.
Mecanizado en 5 ejes
El mecanizado continuo en 5 ejes puede producir formas tridimensionales muy complejas, no sólo características angulares planas compuestas, sino también superficies tridimensionales curvas complejas, lo que nos permite producir piezas normalmente reservadas a los procesos de moldeo.
El mecanizado en 5 ejes ofrece a los diseñadores un enorme nivel de flexibilidad para diseñar geometrías 3D muy complejas. Comprender las posibilidades de cada tipo de mecanizado CNC es esencial en el diseño de piezas mecanizadas CNC. Si su diseño requiere el uso de un CNC de 5 ejes, ¡aprovéchelo al máximo! ¿Qué otras características podrían beneficiarse de las capacidades del mecanizado de 5 ejes?
En CloudNC, trabajamos en software para simplificar el mecanizado, automatizando gran parte del proceso y ayudando a las personas con menos experiencia a utilizar las máquinas CNC como lo haría un experto. Si desea saber más, eche un vistazo a nuestra tecnología para ver nuestra solución CAM Assist , vea un vídeo sobre a dónde creemos que nos pueden llevar nuestras soluciones, nuestra misión y visión, o eche un vistazo a nuestra página de empleo.
