En los procesos de producción modernos, la precisión y la velocidad son los indicadores clave que definen la eficacia de una empresa. CNC (Control Numérico por Computadora) ha mejorado enormemente el proceso de mecanizado porque permite la producción de piezas complejas con un alto nivel de precisión. Entre todos los procesos de mecanizado CNC, el torneado de tornillos y el mecanizado en torno son especiales en sus beneficios y aplicaciones. Este artículo explica claramente la diferencia entre el torneado de tornillos CNC y el mecanizado de torno y los detalles, las ventajas y desventajas de los dos.
El torneado de tornillos o también conocido como mecanizado de tornillos suizos es una técnica de mecanizado CNC precisa que se utiliza para crear pequeños productos cilíndricos. Este proceso utiliza la máquina de tornillo suiza CNC que tiene un cabezal deslizante. En el torneado de tornillos, la herramienta de corte está estacionaria mientras la pieza de trabajo se mueve hacia adelante y hacia atrás a través de un casquillo guía. Este tipo de disposición es ideal para mantener tolerancias que pueden ser del orden de ±0,002 mm (±0,00008 pulgadas). El componente del casquillo ayuda a sujetar la pieza de trabajo en el momento del mecanizado CNC para que no se desvíe ni vibre. Esto da como resultado un mejor acabado superficial y puede tener valores Ra de 0,2 µm. El torneado de tornillos CNC se utiliza en electrónica, dispositivos médicos, industrias aeroespaciales y todas las demás industrias que necesitan alta precisión de piezas pequeñas.
Torneado de un solo punto: Este método implica el uso de una sola herramienta de corte para realizar cortes a lo largo de la pieza de trabajo que se puede usar para roscar o cualquier otra operación lineal. Está diseñado para usarse con valores de paso de rosca entre 0 y 300 TPI inclusive.
Torneado de tornillos multihusillo: Muchas herramientas de corte operan simultáneamente en diferentes regiones de la pieza de trabajo, lo que aumenta la velocidad de producción. Las máquinas multihusillo son capaces de fabricar hasta 10.000 piezas por hora dependiendo del tipo de pieza.
Alta precisión
Se sabe que el torneado de tornillos proporciona una precisión muy alta y se puede realizar con límites de tolerancia muy finos de tan solo ±0. 0002 mm Este nivel de precisión es importante en la fabricación de micropiezas que requieren alta precisión, como las utilizadas en la industria médica o aeroespacial.
Eficiente para la producción en masa
Los tornos de tornillos multihusillo son especialmente eficaces cuando se trata de producción en masa. Esto significa que pueden fabricar miles de piezas en una sola hora, lo que hace que el proceso sea adecuado para la producción en masa. Esta eficiencia es útil para reducir el tiempo y el coste de producción.
Rentabilidad
La precisión del torneado de tornillos ayuda a eliminar operaciones posteriores, por ejemplo, acabado o retrabajo. Esto da como resultado un gran ahorro de costos, especialmente cuando se producen piezas pequeñas y complejas donde cada operación contribuye al costo total.
Limitado a piezas pequeñas
El torneado de tornillos es muy eficaz para fabricar piezas cilíndricas pequeñas, pero no es muy eficaz para fabricar piezas grandes o de formas complejas. El torneado de tornillos CNC puede adaptarse a un diámetro de pieza de hasta 25 mm y no es adecuado para piezas grandes.
Menos versátil
Las máquinas de torneado de tornillos suelen estar diseñadas para un propósito particular, por ejemplo, roscar o tornear. Esta especialización reduce su flexibilidad en comparación con otras máquinas CNC y, por lo tanto, no pueden utilizarse para diversas operaciones de mecanizado.
El torneado CNC es una de las categorías del proceso de mecanizado más versátiles y comúnmente utilizadas. Es un proceso en el que una pieza de trabajo gira alrededor de un eje central mientras una herramienta de corte forma la pieza. El mismo proceso se realiza con los tornos CNC modernos y es más rápido, preciso y exacto que las técnicas convencionales. En el mecanizado de torno CNC, la trayectoria de la herramienta está preprogramada y los parámetros incluyen la velocidad del husillo (hasta 4000 RPM), la velocidad de avance (de 0,01 a 1,0 mm/rev) y la profundidad de corte. Este nivel de precisión permite la creación de componentes complejos con tolerancias tan bajas como ±0,005 mm (±0,0002 pulgadas).
Tornos Horizontales: El tipo de torno en el que la pieza se mantiene en posición horizontal es el más utilizado. Este tipo de configuración es adecuada para mecanizar piezas largas con un diámetro de entre 10 mm y 500 mm.
Tornos verticales: En este tipo, la pieza de trabajo se coloca en el plano vertical. Los tornos verticales están diseñados para el mecanizado de piezas grandes y macizas con un diámetro de hasta 3.000 mm.
Tornos CNC tipo suizo: Estas máquinas son un cruce entre el torneado de tornillos y el torneado de tornos, ya que tienen la precisión del primero y la flexibilidad del segundo. Son adecuados para crear piezas pequeñas e intrincadas con perfiles de sección transversal complicados con un diámetro de pieza de trabajo que oscila entre 1 mm y 25 mm.
Versatilidad
El mecanizado en torno es uno de esos procesos de mecanizado que tiene una aplicación bastante versátil. Puede crear formas de varias formas, desde el cilindro básico hasta las curvas más intrincadas. Los tornos CNC son versátiles ya que pueden acomodar piezas con un diámetro de 1 mm a 3000 mm.
Adecuado para piezas de trabajo más grandes
El torneado de tornillos no puede manejar piezas de trabajo grandes, mientras que el mecanizado de torno puede manejar piezas de trabajo grandes. Esto lo hace adecuado para crear piezas grandes, como ejes y carcasas, con una longitud máxima de 5 metros. Esta capacidad es muy importante en industrias donde se fabrican piezas grandes, como la industria aeroespacial y de maquinaria pesada.
Personalización flexible
Los tornos CNC son máquinas CNC muy versátiles. Se pueden configurar para fabricar casi cualquier tipo de pieza con poco o ningún ajuste. Esta flexibilidad es especialmente importante en la producción de lotes pequeños, donde es necesario fabricar varios componentes sin tener que dedicar mucho tiempo a configurar las máquinas.
Menos eficiencia para piezas pequeñas
A pesar de torno mecanizado CNC es muy general, no es tan eficaz como el torneado de tornillos cuando se trata de fabricar piezas pequeñas e intrincadas en grandes cantidades. El tiempo necesario para configurar el mecanizado del torno puede ser mayor y es posible que el proceso no sea tan rápido como el torneado de tornillos, especialmente cuando se trata de piezas pequeñas.
Mayor desperdicio de materiales
Es común encontrar que el mecanizado en torno requiere cortar o retirar una gran cantidad de material. La tasa de eliminación de material (MRR) está en el rango de 100-500 cm³/min y, debido a esto, se produce más desperdicio en comparación con el torneado de tornillos. Este desperdicio de material puede conducir a un aumento de los costes de producción, especialmente cuando el material utilizado es costoso.
Precisión de torneado de tornillos
El torneado de tornillos también tiene una gran ventaja porque puede producir piezas con una precisión muy alta, normalmente dentro de ±0,002 mm. Esto es posible gracias al casquillo guía que sujeta la pieza de trabajo cerca del área de corte, reduciendo así la cantidad de deflexión y de ahí la precisión. Este nivel de precisión es importante, especialmente en las industrias manufactureras donde la más mínima variación puede provocar que un producto falle, como en la fabricación de dispositivos médicos. Por ejemplo, en la producción de un tornillo para huesos, dichas tolerancias son importantes para garantizar que el tornillo se ajuste perfectamente al hueso para ofrecer el soporte necesario sin forzar el hueso.
Precisión de mecanizado de torno
Aunque el mecanizado en torno proporciona una alta precisión, normalmente proporciona tolerancias de ±0. 005 mm, que es bastante adecuado para la mayoría de usos, particularmente en la fabricación de automóviles y aeroespacial, donde las piezas suelen ser más grandes y no tan detalladas. Sin embargo, para operaciones de alta precisión, por ejemplo en la microfabricación, el mecanizado con torno puede no ser tan eficiente como girar tornillos. Cuanto más grande es la pieza de trabajo, más difícil es mantener las pequeñas tolerancias, que es el punto fuerte de las máquinas de tornillos suizas.
El acabado superficial es uno de los parámetros más importantes en muchos campos, especialmente en aquellas aplicaciones donde los componentes deben ensamblarse con tolerancias estrechas o donde hay movimiento relativo entre dos superficies. El torneado de tornillos también puede producir una rugosidad superficial (Ra) de tan solo 0,2 µm, que es muy suave en comparación con otras superficies. Este nivel de acabado es típico en las industrias médica y electrónica, donde una superficie rugosa puede provocar desgaste, fricción o fallas.
Por ejemplo, en la fabricación de conectores electrónicos, una superficie lisa es más conductora y tiene menos desgaste, lo que es muy importante en la durabilidad de la pieza.
El mecanizado de torno convencional normalmente produce un acabado superficial de aproximadamente 0,8 µm. Esto es relativamente más duro que lo que se puede lograr con el torneado de tornillos, pero es aceptable para la mayoría de las aplicaciones industriales. Por ejemplo, en la fabricación de automóviles, un acabado superficial de 0,8 µm es bastante adecuado para piezas como cigüeñales y ejes, que están lubricados y fabricados con un cierto grado de desgaste.
Sin embargo, en aplicaciones donde se necesita una superficie muy lisa, es posible que se necesiten otros métodos de acabado, como esmerilado o pulido.
A continuación se proporciona una comparación detallada de seis aspectos técnicos clave entre el torneado de tornillos y el mecanizado de torno:
Aspecto | Torneado de tornillos | Mecanizado de tornoPrecisión |
Precisión | ±0,002 mm (±0,00008 pulgadas) | ±0,005 mm (±0,0002 pulgadas) |
Acabado superficial (Ra) | 0,2 micras | 0,8 micras |
Velocidad de producción | Hasta 10.000 piezas por hora | 100-1000 piezas/día |
Diámetro del material | 1 mm a 25 mm | 1mm a 3.000mm |
Tasa de eliminación de material | Moderado (10-100 cm³/min) | Alto (100-500 cm³/min) |
Flexibilidad | Limitado a piezas pequeñas y cilíndricas. | Alta versatilidad para diversas formas y tamaños. |
Aplicaciones de torneado de tornillos y torneado de tornos
Cada método tiene sus beneficios y, por este motivo, es adecuado para operaciones de fabricación específicas. En los siguientes subtemas, se analizarán las diversas áreas de aplicación del torneado de tornillos y el mecanizado de tornos.
Algunas de las aplicaciones más comunes incluyen: Algunas de las aplicaciones más comunes son las siguientes:
1. Dispositivos médicos y dentales
● Instrumentos Quirúrgicos: El torneado de tornillos CNC es más apropiado para crear instrumentos finos, como instrumentos quirúrgicos como bisturí, fórceps y pinzas, donde la precisión y el acabado de la superficie son de gran importancia.
● Implantes ortopédicos: El torneado de tornillos se utiliza en la fabricación de dispositivos médicos, como tornillos, placas y pasadores para huesos utilizados en cirugía ortopédica, donde se requieren pequeñas tolerancias y acabados superficiales suaves para permitir que el cuerpo no rechace los dispositivos.
● Componentes dentales: El torneado de tornillos es muy útil en operaciones dentales porque los implantes dentales, pilares y otras piezas precisas que se utilizan en operaciones dentales requieren alta precisión.
2. Electrónica y Microelectrónica
● Conectores y Terminales: Por ejemplo, en electrónica el torneado de tornillos se utiliza en la producción de pequeños conectores, terminales y otros componentes que requieren alta precisión y conductividad.
● Microcomponentes: En la microelectrónica, que se utiliza cuando los tamaños de los componentes pueden ser muy pequeños, el torneado de tornillos es muy eficaz porque es posible mantener tolerancias muy pequeñas para que todos los componentes encajen perfectamente.
3. Industria automotriz
● Boquillas de inyector de combustible: Es necesario ser muy preciso al fabricar las boquillas de los inyectores de combustible porque se espera que liberen combustible en cantidades medidas y en ciertos ángulos. El torneado de tornillos garantiza que estas boquillas sean de la buena calidad necesaria para su aplicación.
● Carcasas de sensores: Actualmente, la mayoría de los sensores automotrices se consideran piezas normales de los automóviles modernos y su construcción puede requerir carcasas pequeñas y complejas que se pueden producir mediante torneado a un costo razonable.
4. Relojería y Joyería
● Componentes del reloj: El torneado de tornillos se utiliza en piezas pequeñas como engranajes, tornillos y otras piezas de un reloj debido a la delicadeza del trabajo y el acabado que se requiere.
● Hallazgos de joyería: El torneado de tornillos se utiliza en la fabricación de joyas para la fabricación de piezas pequeñas que suelen ser delicadas y ornamentales, como cierres, cierres de pendientes y otros accesorios.
5. Aeroespacial
● Componentes de motores pequeños: La industria aeroespacial exige piezas muy precisas para motores pequeños, como piezas del sistema de combustible y actuadores, y el torneado de tornillos es un enfoque típico de fabricación.
Algunas de las aplicaciones clave incluyen: Algunas de las aplicaciones clave incluyen las siguientes:
1. Industria aeroespacial
● Ejes de turbina: El mecanizado en torno es muy importante en la producción de piezas grandes y complejas, como los ejes de turbinas, que requieren alta tolerancia, alta tensión y resistencia a altas temperaturas.
● Tren de aterrizaje de aviones: Los trenes de aterrizaje son grandes y las cargas que soportan son elevadas durante la fabricación; por lo tanto, el mecanizado en torno CNC es versátil en la fabricación de las piezas de los trenes de aterrizaje.
2. Industria automotriz
● Cigüeñales y árboles de levas: El cigüeñal y el árbol de levas son algunos de los componentes más importantes de los motores de combustión interna y en su fabricación a menudo se emplea el mecanizado de torno.
● Tambores y rotores de freno: Los tambores y rotores de freno también son productos mecanizados con torno, ya que estas piezas deben ser redondas y equilibradas para su uso en automóviles.
3. Industria del petróleo y el gas
● Componentes de la tubería: El mecanizado con torno se utiliza para producir piezas grandes y muy duraderas, como bridas, acoplamientos y válvulas para la industria del petróleo y el gas, donde la precisión y la resistencia son primordiales.
● Brocas: Otra área de aplicación del mecanizado de torno es el mecanizado de brocas porque los bordes cortantes de las brocas deben afilarse para cortar materiales duros.
4. Maquinaria Industrial
● Engranajes y Poleas: El mecanizado en torno se utiliza en la producción de engranajes y poleas de maquinaria industrial que necesitan dimensiones precisas y un acabado superficial liso para realizar sus funciones.
● Aspectos: Los grandes rodamientos que se utilizan en la fabricación de maquinaria pesada también demandan el mecanizado en torno.
5. Fabricación de equipos pesados
● Cilindros hidráulicos: Los cilindros que se utilizan en maquinaria de construcción y agrícola son cilindros hidráulicos y estos cilindros necesitan mecanizado de torno para producir los orificios internos y las superficies externas que se necesitan para sellar y funcionar los cilindros.
● Pistas y Rodillos: Algunas de las piezas que se producen mediante mecanizado de torno son orugas y rodillos para equipos de trabajo pesado debido al tamaño y al material utilizado.
El torneado de tornillos CNC y el mecanizado en torno son dos procesos CNC idénticos en la fabricación de precisión. Cada proceso tiene sus propios méritos y deméritos y aplicaciones adecuadas. El torneado de tornillos es más apropiado para la producción de piezas pequeñas con formas complejas que requieren dimensiones exactas y precisión. Por lo tanto, se utiliza en la creación de productos como equipos médicos, productos electrónicos y automóviles. Por otro lado, el mecanizado de torno se puede utilizar en diversos tamaños y formas de piezas de trabajo, lo que lo hace apropiado en las industrias aeroespacial, automotriz, de petróleo y gas y de fabricación de equipos pesados.
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