El brochado CNC es una herramienta altamente precisa y eficiente. proceso de mecanizado que utiliza tecnología de control numérico por computadora (CNC) para crear características superficiales intrincadas en varias piezas de trabajo. Implica el movimiento alternativo lineal de una herramienta de corte especializada llamada brocha, que elimina progresivamente material de la pieza de trabajo con cada pasada.
¿Qué es el brochado CNC?
El brochado CNC se puede describir como un proceso de trabajo de metales que implica el uso de una herramienta de corte controlada por computadora para conducir o guiar una brocha de dientes múltiples a través de una pieza de trabajo, lo que resulta en características internas o externas complejas, como chaveteros, estrías o dientes de engranaje. La razón por la que el método sigue siendo importante es porque se ha utilizado para ofrecer acabados superficiales de alta calidad dentro de tolerancias muy estrechas.
Tipos de brochadoras CNC
Las diferentes configuraciones en términos de tamaño de las piezas a mecanizar, tipo de brochado requerido y volúmenes determinan las diversas formas disponibles para las brochadoras CNC. Los tipos comunes son:
1. Brochadoras CNC horizontales
De acuerdo con este modo, la operación se realiza en horizontal, trabajando el trabajo realizado a través de husillos montados en ellos. Las piezas internas como chaveteros, estrías y dientes de engranajes para ejes o componentes cilíndricos se producen mejor con máquinas CNC horizontales.
2. Brochadoras verticales CNC
Estos sistemas tienen movimiento vertical mientras eliminan el exceso de material de sus piezas con cuchillas especiales conocidas como brochas. Se pueden utilizar para producir caracteres exteriores junto con ranuras planas y perfiles para objetos de formas irregulares, como placas planas hechas de metal.
3. Centros de brochado CNC
Los centros de brochado CNC son máquinas herramienta que combinan varias operaciones de mecanizado, incluido el fresado y la perforación, con un movimiento lineal tipo ariete de la corredera que lleva el accesorio de herramientas adjunto, lo que permite el procesamiento completo de la pieza en una sola configuración, maximizando su eficiencia y reduciendo el tiempo de manipulación, respectivamente.
4. Brochadoras CNC para fines especiales
Para aplicaciones o industrias específicas, pueden existir diseños especializados para industrias específicas que requieran ciertas formas que incluyen cortadores de engranajes masivos, entre otros, pero que utilizan la tecnología de brochado. Esto podría implicar, por ejemplo, el mecanizado de engranajes grandes en una línea de fabricación de engranajes o ranuras en ejes estriados.
5. Accesorios de brochado CNC
Las máquinas fresadoras, torneadoras o multitarea existentes pueden equiparse con módulos o accesorios de brochado para darles capacidad de brochado. Estos accesorios representan una solución económica para agregar capacidades de brochado a instalaciones ya instaladas manteniendo al mismo tiempo un bajo costo de operaciones.
Características del brochado
1) Alta productividad. Las brocas funcionan con varios dientes simultáneamente y, tras una pasada, pueden realizar desbaste y acabado.
(2) Alta durabilidad de la brocha. La velocidad de brochado es modesta, el espesor de cada corte de diente es bajo; en consecuencia, la fuerza de corte aplicada también disminuye de manera insignificante y reduce el calor generado durante el corte.
(3) Alta precisión de mecanizado. Un grado de tolerancia de tamaño de brochado generalmente varía de IT8 a IT6 y una rugosidad de Ra 0.8 ~ 0.1 μm.
(4) Brochado de un solo movimiento principal (movimiento lineal), estructura simple y fácil de operar.
(5)Amplia gama de mecanizado. El brochado puede procesar orificios pasantes redondos, así como cualquier otra forma compleja, como superficies planas sin obstáculos para las superficies externas, pero no puede completar orificios escalonados, orificios no pasantes o orificios de pared delgada.
(6) Rara vez se aplican los altos costos y la complejidad del afilado, además de la estandarización y especificación de piezas, en una producción de lotes pequeños de una sola pieza.
Herramientas de brochado de máquinas CNC
Herramientas de brochado para máquinas CNC
En las operaciones de brochado CNC, existen herramientas de brochado especializadas que están diseñadas para funcionar con máquinas CNC. Estas herramientas constan de una barra o un soporte capaz de sujetar firmemente un inserto o la brocha. Además, este filo está formado por una serie de dientes que van aumentando de tamaño progresivamente y van quitando material a su paso.
Materiales y Recubrimientos para Herramientas
Los materiales duros y resistentes al desgaste utilizados en la fabricación de herramientas de brochado incluyen acero de alta velocidad (HSS) y carburos cementados. El tipo HSS está diseñado para mecanizar piezas de trabajo relativamente más blandas, mientras que los de carburo cementado son adecuados para materiales más duros, por ejemplo, aplicaciones abrasivas. Además, dichas herramientas pueden recubrirse con recubrimientos avanzados de película delgada como nitruro de titanio (TiN), nitruro de aluminio y titanio (AlTiN), entre otros, para mejorar su rendimiento, la vida útil de la herramienta y la resistencia al desgaste.
Vida útil y mantenimiento de la herramienta
Diferentes factores determinan la vida útil de las herramientas de brochado, como el material de la pieza de trabajo, los parámetros de corte e incluso el buen mantenimiento de la herramienta. Se obtiene una garantía de rendimiento constante mediante un mantenimiento adecuado, como inspección periódica, afilado y sustitución de dientes desgastados o dañados, garantizando el máximo aprovechamiento de estas herramientas a lo largo del tiempo.
Ventajas del brochado CNC
Acabado superficial consistente y de alta precisión
La capacidad de producir acabados superficiales internos o externos altamente precisos y consistentes es una de las principales ventajas del brochado CNC. En comparación con otros procesos de mecanizado, este método proporciona un mejor acabado superficial con tolerancias estrechas, eliminando cualquier necesidad de operaciones de acabado adicionales.
Altas tasas de eliminación de material
Con altas tasas de eliminación de material, el brochado CNC es un proceso eficiente para tiradas de producción de gran volumen. Este proceso es particularmente útil para crear socavados profundos, formas internas intrincadas y perfiles complejos que serían imposibles o demasiado difíciles de realizar utilizando técnicas de mecanizado tradicionales.
Versatilidad en compatibilidad de materiales
Por otro lado, otra gran ventaja del brochado CNC es que puede acomodar casi todo tipo de materiales como metales, plásticos y compuestos. Con tal versatilidad, las empresas pueden participar en diversas industrias, incluidas las de automoción, aeroespacial y de herramientas.
Solución rentable
El brochado CNC ofrece una solución rentable para tiradas de producción de gran volumen. Se requiere un tiempo mínimo de preparación antes de iniciar la operación; las piezas fabricadas son siempre de buena calidad, lo que reduce los requisitos de inspección y reelaboraciones, lo que eventualmente reduce los costos generales de fabricación.
Comparación de procesos de mecanizado de brochado, conformado, mandrinado y taladrado
Proceso de mecanizado | Acción de corte | Aplicaciones principales | Ventajas | Limitaciones |
brochado | Movimiento alternativo lineal de una herramienta de múltiples dientes para crear formas internas o externas complejas | Chaveteros internos, estrías, dientes de engranajes, polígonos | Alto acabado superficial, altos índices de eliminación de material, formas complejas | Se requiere herramienta especializada para cada aplicación, limitada a formas rectas/helicoidales. |
Conformación | Movimiento lineal alternativo de una herramienta de un solo punto para generar superficies planas | Mecanizado de superficies irregulares, chaveteros y ranuras. | Versátil, puede mecanizar formas irregulares. | Proceso más lento, limitado a superficies planas. |
Aburrido | Movimiento giratorio de una herramienta de un solo punto o de múltiples puntos para ampliar o terminar superficies cilíndricas internas | Ampliación o acabado de los orificios de los cilindros y superficies de apoyo. | Acabado superficial liso y de alta precisión | Limitado a superficies cilíndricas internas. |
Trío | Movimiento giratorio de una broca para crear agujeros cilíndricos. | Perforación de agujeros, perforación de agujeros profundos, perforación con pistola | Producción rápida de orificios, distintos tamaños de orificios | Limitado a agujeros cilíndricos, posible formación de rebabas. |
Aplicación de brochadoras CNC.
Las brochadoras rotativas CNC se utilizan ampliamente en diferentes industrias manufactureras, especialmente para mecanizado de alta precisión y producción en masa.
Algunas áreas donde se aplican comúnmente incluyen:
1.Industria aeroespacial
Las brochadoras CNC pueden mecanizar componentes aeroespaciales de alta precisión y alta resistencia, como carcasas de naves espaciales, piezas de motores, álabes de turbinas, etc.
2.industria automotriz
Algunas de las piezas de automóviles que pueden procesarse con brochadoras CNC incluyen ejes, muñones de dirección, engranajes y cigüeñales, entre otros.
3.Industria electrónica
Las carcasas de productos electrónicos, placas de circuitos y rieles guía se pueden fabricar en una máquina brochadora CNC.
4.Industria de fabricación de instrumentos de precisión.
Estos incluyen microscopios como los microscopios electrónicos y los telescopios.
Conclusión
La presente invención se refiere a mejoras en un proceso de mecanizado especializado denominado Brochado CNC. Es un proceso de mecanizado especializado que combina brochas de dientes múltiples con tecnología de control numérico por computadora (CNC) para producir características internas o externas complejas en una pieza de trabajo. Los componentes con características internas o externas complejas se pueden producir de manera eficiente mediante este método mediante herramientas de corte de un solo diente que se combinan con la precisión y automatización de los sistemas CNC.
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