¿Por qué un centro de roscado es la mejor opción para piezas de aluminio en lugar de acero?
Tiene dificultades para obtener beneficios mecanizando piezas de aluminio en fresadoras de gran potencia. Los tiempos de ciclo son demasiado largos y el acabado es tosco. Necesita una solución más rápida.
Los centros de roscado están optimizados para el aluminio porque sus husillos de alta velocidad y bajo par se adaptan perfectamente a la naturaleza blanda y dúctil del aluminio. Utilizan una aceleración rápida y cambios de herramienta velocísimos para minimizar el tiempo de inactividad, mientras que carecen del par de torsión de gama baja necesario para cortar acero duro sin atascos ni vibraciones.
Algunos propietarios de talleres cometen el error de comprar la máquina equivocada para el trabajo. Intentan cortar acero en un centro de roscado y rompen el husillo, o cortan aluminio en una fresadora pesada y pierden dinero en tiempo. Permítame explicarle por qué el centro de taladrado y roscado es el rey del mecanizado de aluminio y por qué debe mantenerlo alejado del acero pesado.
¿Cómo beneficia al mecanizado de aluminio la alta velocidad de giro de un centro de roscado?
Ve bordes ásperos en sus piezas de aluminio. Pulirlas lleva horas. Se pregunta por qué su máquina no puede dejar un acabado de espejo de inmediato.
Las altas velocidades del husillo (20.000+ RPM) funden eficazmente el material de aluminio. Esta velocidad evita que el metal blando se adhiera a la herramienta (filo acumulado), creando un acabado de superficie lisa al tiempo que utiliza la fuerza centrífuga para expulsar las virutas al instante, evitando que se vuelvan a cortar.
El aluminio es un metal delicado porque es blando y pegajoso. Si lo cortas lentamente, actúa como un chicle. Se pega a la herramienta de corte. A esto lo llamamos "borde acumulado1." Cuando esto ocurre, la herramienta no corta limpiamente, sino que desgarra el metal. Esto deja una superficie áspera y fea que luego hay que pulir.
A centro de roscado2 lo resuelve con velocidad bruta. La mayoría de nuestros modelos funcionan a velocidades de 20.000 RPM o superiores. Algunos incluso alcanzan las 30.000 RPM. Cuando la herramienta gira tan rápido, el aluminio se desprende limpiamente. Deja una superficie brillante inmediatamente. No es necesario pulirla después. Esto le ahorra todo un paso en la producción.
Piensa también en las virutas. A altas velocidades, la fuerza centrífuga actúa como un motor a reacción. Arroja las virutas fuera de la zona de corte inmediatamente. Esto evita que las virutas rayen la pieza o se enreden alrededor de la herramienta. A esto lo llamamos la estrategia "ligera y rápida". Realiza cortes pequeños, pero se mueve increíblemente rápido. Para piezas pequeñas de menos de 50 mm, ésta es la única forma de conseguir una alta precisión. Los electromandrinos de gama alta utilizados en estas máquinas tienen una desviación inferior a 1µm, lo que garantiza la estabilidad incluso a máxima velocidad.
¿Por qué el bajo par es un factor limitante al utilizar centros de roscado para acero?
Intentas taladrar un agujero en acero, pero la máquina se para. El husillo chilla y la herramienta se rompe. Has llevado la máquina más allá de su límite.
El acero requiere una gran fuerza de corte para cizallar el material, lo que exige un par elevado a bajas velocidades. Los centros de roscado utilizan husillos de transmisión directa diseñados para la velocidad, no para la potencia. Carecen de la fuerza de torsión necesaria para cortar acero con eficacia, lo que provoca vibraciones, deslizamiento de la herramienta y sobrecarga del motor.
Hay que entender la diferencia entre potencia y par. Los centros de roscado tienen velocidad, pero carecen de músculo para el acero. El acero tiene una gran resistencia al cizallamiento y dureza (dureza Brinell 200-400+). Para cortarlo, se necesita mucha fuerza de torsión (par), especialmente a bajas velocidades.
Los husillos de los centros de roscado suelen ser "transmisión directa3" o "electrohusillos". Conectan el motor directamente a la herramienta para obtener altas RPM. Este diseño sacrifica el par. Cuando se intenta roscar un agujero en acero inoxidable, la resistencia es enorme. Es posible que el husillo no tenga fuerza suficiente para girar el macho de roscar.
Esto provoca "castañeteo" o vibraciones. La herramienta puede resbalar o detenerse por completo. Si la herramienta se para mientras la máquina intenta moverse, la herramienta se rompe. He visto a clientes arruinar husillos caros intentando forzarlos a cortar acero aleado. Es como intentar arrastrar un remolque con un coche de carreras. El motor es rápido, pero se quemará con la carga pesada. Si tiene que cortar acero, necesita una máquina con caja de cambios o mayor potencia, no una transmisión directa de alta velocidad.
| Característica | Requisitos del aluminio | Requisitos del acero | Capacidad del centro de roscado |
|---|---|---|---|
| Dureza del material | Blando (50-150 HB) | Duro (200-400 HB) | Optimizado para Soft |
| Velocidad requerida | Alta (>10k RPM) | Bajo (<6k RPM) | Excelente |
| Par de apriete necesario | Bajo | Alta | Pobre |
| Estrategia de corte | Ligero y rápido | Pesado y lento | Ligero y rápido |
¿Cómo reducen los tiempos de ciclo del aluminio las rápidas velocidades de aceleración y desaceleración de los centros de roscado?
Usted ve cómo su máquina pierde segundos en acelerar. En la producción en masa, esos segundos perdidos suponen horas de producción perdidas cada día.
Los centros de roscado cuentan con piezas móviles ultraligeras y potentes servomotores. Pueden pasar de 0 a 12.000 RPM en sólo 0,6 segundos. Esta drástica reducción del tiempo de no corte permite realizar movimientos rápidos de parada y arranque, esenciales para taladrar patrones de orificios en piezas de aluminio.
El tiempo es oro, sobre todo cuando se fabrican miles de piezas, como carcasas de teléfonos o piezas de automóviles. Un molino normal necesita tiempo para acelerar y frenar. Es como un camión pesado. Un centro de roscado es como un coche deportivo. Puede pasar de 0 a 12.000 RPM en 0,6 segundos. Puede acelerar hasta una velocidad en movimiento de 48 metros por minuto en una fracción de segundo (0,18 segundos).
¿Por qué es importante? Porque taladrar y roscar implica muchas paradas y arranques. Se taladra un agujero, se para, se mueve y se taladra otro. Si la máquina tarda en reaccionar, se pierde tiempo "esperándola". A esto lo llamamos "tiempo de no corte4."
Al reducir este tiempo de inactividad, puede perforar agujeros mucho más rápido. Por ejemplo, en una compleja carcasa de aluminio, una máquina estándar puede tardar 4 horas. Con la rápida aceleración de un centro de roscado, podemos terminarlo en 1,8 horas. Esto supone un salto de eficiencia de casi 55%. La máquina no espera; actúa al instante. El roscado rígido se mantiene perfectamente sincronizado porque el motor responde al instante.
¿Cómo se compara la velocidad de cambio de herramienta de un centro de roscado con la de un centro de mecanizado CNC?
Cuentas los segundos mientras la máquina cambia las herramientas. Uno, dos, tres, cuatro. Parece una eternidad cuando tienes veinte herramientas que utilizar.
Los centros de taladrado y roscado utilizan un cargador tipo "platillo volante" que cambia las herramientas en 0,9 a 1,2 segundos. Los centros de mecanizado estándar utilizan cambiadores de brazo más lentos que tardan entre 2 y 4 segundos. Esta ventaja de velocidad del 50% es crucial para los procesos que requieren cambios frecuentes de herramientas.
El cambiador de herramientas es la parte más ocupada de la máquina. En un centro de taladrado y roscado, utilizamos un diseño específico denominado cargador de "platillo volante". Se coloca justo al lado del husillo. Es pequeño y ligero. Por ello, puede cambiar una herramienta en unos 0,6 a 1,2 segundos (de herramienta a herramienta). El tiempo de viruta a viruta es de unos 1,6 segundos.
Ahora, compárelo con un centro de mecanizado vertical estándar. Esas máquinas suelen utilizar un brazo mecánico pesado o un estilo paraguas. Tardan entre 2 y 4 segundos en cambiar una herramienta. No parece una gran diferencia, ¿verdad?
Pero piense en una pieza que necesita 20 herramientas diferentes. Se ahorran 2 segundos en cada cambio. Esto supone un ahorro de 40 segundos por pieza. A lo largo de un año, son miles de dólares. Las herramientas también son más pequeñas (normalmente BT30), lo que las hace más ligeras de transportar. La combinación de la herramienta ligera y el cargador compacto hace que el centro de roscado 30% a 50% sea más rápido en el cambio de engranajes que una fresadora estándar.
Conclusión
Los centros de roscado dominan el mecanizado del aluminio gracias a las altas revoluciones, la rápida aceleración y los rápidos cambios de herramienta, pero carecen del par necesario para el acero; la elección de la máquina adecuada garantiza la eficacia y la longevidad.
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Trata las causas y las estrategias probadas de mecanizado y corte para detener la acumulación de bordes, mejorando el acabado superficial y reduciendo la repetición de trabajos. ↩
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Explica las especificaciones de los centros de roscado, las velocidades de los husillos y los flujos de trabajo que eliminan el pulido y aumentan la velocidad de producción. ↩
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Consulte las especificaciones de par, las ventajas y desventajas y cuándo elegir husillos con engranajes o de mayor potencia para evitar vibraciones, deslizamientos o desgaste del husillo durante el roscado de acero. ↩
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Comprender el tiempo de no corte y las formas prácticas de minimizar el movimiento en vacío, reduciendo el tiempo total del ciclo y los costes de fabricación. ↩
Chris Lu
Aprovechando más de una década de experiencia práctica en la industria de la máquina herramienta, en particular con máquinas CNC, estoy aquí para ayudar. Si tiene alguna pregunta que le haya surgido a raíz de este artículo, si necesita orientación para seleccionar el equipo adecuado (CNC o convencional), si está explorando soluciones de máquinas personalizadas o si está listo para discutir una compra, no dude en CONTACTAR CONMIGO. Encontremos la máquina herramienta perfecta para sus necesidades.