Consideraciones técnicas para el mecanizado de precisión de componentes de ejes

Los componentes de ejes de precisión son un tipo común de pieza, típicamente caracterizados como cuerpos giratorios con longitudes mayores que sus diámetros. Se utilizan ampliamente en diversos equipos de automatización para soportar componentes de transmisión, transmitir par y soportar cargas. Shenzhen PANS Technology Co., Ltd. es una empresa líder especializada en el mecanizado a medida y la producción en masa de componentes de ejes de alta precisión. Con años de experiencia en el mecanizado de ejes de precisión, detallaremos varios aspectos técnicos clave a considerar durante el proceso de mecanizado, centrándonos en el premecanizado, las rutas de mecanizado, los métodos de sujeción y las referencias de posicionamiento.

1. Premecanizado de componentes de eje (preparación)

Antes de tornear el diámetro exterior de los componentes del eje, es fundamental realizar operaciones preliminares, conocidas como premecanizado. El paso preparatorio más crítico es el enderezado, ya que la pieza bruta suele sufrir flexiones y deformaciones durante la fabricación, el transporte y el almacenamiento. Para garantizar una sujeción fiable y una distribución uniforme de las tolerancias de mecanizado, la pieza bruta debe enderezarse en frío utilizando diversas prensas o enderezadoras, lo que contribuye a lograr la precisión de mecanizado deseada.

2. Rutas básicas de mecanizado para componentes de ejes (selección de procesos)

Las principales superficies que se mecanizan en los componentes de ejes son el diámetro exterior y diversas superficies especiales. Por lo tanto, se deben seleccionar los métodos de mecanizado adecuados en función de los diferentes niveles de precisión y requisitos de rugosidad superficial. Las rutas básicas de mecanizado se pueden resumir de la siguiente manera:

a. Desde el torneado de desbaste hasta el torneado de semiacabado y, finalmente, el torneado de acabado. Esta es la ruta principal del proceso para mecanizar el diámetro exterior de componentes de ejes fabricados con materiales de uso común.

b. Del torneado de desbaste al torneado de semiacabado, seguido del torneado de acabado y el torneado de diamante. Esta ruta está diseñada específicamente para el mecanizado de materiales metálicos no ferrosos, que tienden a tener menor dureza y pueden obstruir los huecos entre los granos abrasivos. Por lo tanto, el rectificado puede no lograr la rugosidad superficial requerida, lo que requiere el uso de torneado de acabado y torneado de diamante.

c. Desde el torneado de desbaste hasta el torneado de semiacabado, luego al rectificado de desbaste y, finalmente, al rectificado de acabado. Esta ruta es óptima para materiales metálicos ferrosos que requieren alta precisión, baja rugosidad superficial y endurecimiento, ya que el rectificado es el proceso de mecanizado posterior ideal.

d. Para operaciones de acabado, esta ruta se utiliza comúnmente para materiales ferrosos que han sido endurecidos, requiriendo alta precisión y valores bajos de rugosidad superficial.

3. Métodos de sujeción para componentes de ejes (preparación para el mecanizado)

El mecanizado de tapones y mandriles cónicos requiere alta precisión. Los orificios centrales sirven no solo como referencia de posicionamiento para su fabricación, sino también para el mecanizado de precisión de los diámetros exteriores de ejes huecos. Es fundamental garantizar que las superficies cónicas de los tapones o mandriles cónicos mantengan una alta coaxialidad con los orificios centrales.

Al seleccionar los métodos de sujeción, es fundamental minimizar el número de instalaciones de tapones cónicos para reducir los errores de instalación repetida. En la práctica, los tapones cónicos no suelen retirarse ni reemplazarse durante el proceso de mecanizado hasta su finalización.

4. Referencias de posicionamiento para el mecanizado de componentes de ejes (proceso de mecanizado)

a. Utilizar el orificio central de la pieza como referencia de posicionamiento. En el mecanizado de componentes de ejes, la coaxialidad de las superficies exteriores, los orificios cónicos y las superficies roscadas, así como la perpendicularidad de las caras frontales al eje de rotación, reflejan la precisión posicional. Estas superficies generalmente se diseñan con base en la línea central del eje, y el posicionamiento con el orificio central se ajusta al principio de superposición de referencia.

El orificio central sirve no solo como referencia de posicionamiento durante el torneado, sino también para otros procesos de mecanizado e inspecciones, siguiendo el principio de referencias unificadas. Al utilizar dos orificios centrales para el posicionamiento, se pueden mecanizar múltiples diámetros exteriores y caras frontales en una sola operación de sujeción.

b. Uso de dos superficies de diámetro exterior como referencias de posicionamiento. Al mecanizar el orificio interior de un eje hueco, no se puede utilizar el orificio central como referencia de posicionamiento; por lo tanto, se deben utilizar las superficies de diámetro exterior del eje. En el mecanizado de ejes de husillo, los dos cuellos de apoyo del muñón se utilizan a menudo como referencias de posicionamiento, lo que garantiza la coaxialidad del orificio cónico con respecto a los cuellos de apoyo y elimina errores debidos a la desalineación de la referencia.

c. Utilizar el diámetro exterior y el orificio central como referencias de posicionamiento. Este método soluciona eficazmente los problemas de rigidez asociados con el posicionamiento del orificio central, especialmente al mecanizar piezas pesadas, ya que el posicionamiento del orificio central puede generar inestabilidad durante la sujeción y limitar la cantidad de corte. El uso del diámetro exterior y el orificio central como referencias mitiga este problema. Durante el mecanizado de desbaste, emplear la superficie del diámetro exterior y un orificio central como referencias de posicionamiento permite un mayor par de corte, lo que lo convierte en el método de posicionamiento más común para componentes de eje.

d. Utilizando un tapón cónico con un orificio central como referencia de posicionamiento. Este método se aplica con mayor frecuencia al mecanizar la superficie del diámetro exterior de ejes huecos.

Gracias al análisis anterior, podemos evitar y prevenir eficazmente problemas comunes en el mecanizado de componentes de ejes, garantizando una excelente eficiencia y precisión. Shenzhen PANS Technology ha introducido múltiples máquinas CNC suizas que ofrecen numerosas ventajas en el mecanizado de precisión de componentes de ejes. La estructura única de las máquinas CNC suizas mantiene la precisión y la coaxialidad de los productos de ejes largos de forma eficaz, a la vez que permite el fresado lateral y transversal en una sola operación de sujeción, una capacidad que no ofrecen los tornos CNC convencionales.