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Tornos automáticos Mecanizado Desarrollo de la tecnología Modo de operación

Torno CNC

Tornos son máquinas herramientas diseñadas principalmente para hacer girar, de cara y aburrido, muy poco de inflexión se hace en otros tipos de máquinas herramientas, y ninguno puede hacerlo con la misma facilidad. Debido a que los tornos también pueden perforar y escariar, su versatilidad permite realizar varias operaciones con una sola configuración de la pieza de trabajo. En consecuencia, se utilizan más tornos de varios tipos en la fabricación que cualquier otra máquina herramienta.

Los componentes esenciales de un torno son el lecho, el ensamblaje del cabezal, el ensamblaje del contrapunto y el equipo principal y la varilla de alimentación. El lecho es la columna vertebral de un torno. Por lo general, está hecho de hierro fundido gris o nodular bien normalizado o envejecido y proporciona un marco rígido y pesado en el que se montan todos los demás componentes básicos. Dos juegos de formas paralelas, longitudinales, interior y exterior, están contenidos en la cama, generalmente en el lado superior. Algunos fabricantes utilizan una forma de V invertida para las cuatro formas, mientras que otros utilizan un V invertido y una forma plana en uno o ambos conjuntos. Están mecanizados con precisión para garantizar la precisión de la alineación. En la mayoría de los tornos modernos, el camino está endurecido superficialmente para resistir el desgaste y la abrasión, pero se debe tener precaución al operar un torno para asegurar que los caminos no se dañen. Cualquier imprecisión en ellos generalmente significa que se destruye la precisión de todo el torno.

El cabezal está montado en una posición en el canal interno, generalmente en el extremo izquierdo de la máquina. Proporciona un medio con motor de rotación de la palabra a varias velocidades. Esencialmente, consiste en un husillo hueco, montado en cojinetes precisos, y un conjunto de engranajes de transmisión, similar a la transmisión de un camión, a través del cual el husillo se puede girar a varias velocidades. La mayoría de los tornos proporcionan de 8 a 12 velocidades, generalmente en una relación geométrica, y en los tornos modernos todas las velocidades se pueden obtener simplemente moviendo de 2 a 4 palancas. Una tendencia creciente es proporcionar un rango de velocidad continuamente variable a través de accionamientos eléctricos o mecánicos.

Debido a que la precisión de un torno depende en gran medida del husillo, es de construcción pesada y está montado en rodamientos pesados, generalmente tipos de bolas o rodillos cónicos precargados. El huso tiene un orificio que se extiende a lo largo de su longitud, a través del cual se puede alimentar el material de barra largo. El tamaño del tamaño máximo del material de barra que se puede mecanizar cuando el material se debe alimentar a través del husillo.

 

TornoEl conjunto tailsticd consta, esencialmente, de tres partes. Un bastidor inferior encaja en las vías internas de la cama y puede deslizarse longitudinalmente sobre él, con un medio para sujetar todo el conjunto en cualquier ubicación deseada. Un bastidor superior encaja en el inferior y se puede mover transversalmente sobre él, en algún tipo de llaves, para permitir la alineación del conjunto 28 es la pluma del contrapunto. Este es un cilindro de acero hueco, generalmente de aproximadamente 51 a 76 mm (2 a 3 pulgadas) de diámetro, que se puede mover varias pulgadas longitudinalmente dentro y fuera del bastidor superior por medio de una rueda manual y un tornillo.

El tamaño de un torno está designado por dos dimensiones. Este es el diámetro máximo de trabajo que se puede girar en un torno. Es aproximadamente el doble de la distancia entre la línea que conecta los centros de torno y el punto más cercano en los caminos. La segunda dimensión de tamaño es la distancia máxima entre centros. Por lo tanto, el giro indica el diámetro máximo de la pieza de trabajo que se puede girar en el torno, mientras que la distancia entre los centros indica la longitud máxima de la pieza de trabajo que se puede montar entre los centros.

Los tornos de motores son del tipo más utilizado en la fabricación. Son máquinas herramienta de servicio pesado con todos los componentes descritos anteriormente y tienen accionamiento de potencia para todos los movimientos de herramientas, excepto en el resto compuesto. Por lo general, varían en tamaño desde 305 a 610 mm (12 a 24 pulgadas) de oscilación y desde 610 a 1219 mm (24 a 48 pulgadas) de distancia entre centros, pero oscila hasta 1270 mm (50 pulgadas) y distancias de centro hasta 3658 mm (12 pies) no son infrecuentes. La mayoría tiene bandejas de astillas y un sistema de circulación de refrigerante incorporado. Los tornos más pequeños del motor, con oscilaciones que generalmente no superan los 330 mm (13 pulgadas), también están disponibles en banco, diseñados para que la cama se monte en un banco en un banco o gabinete.

Aunque los tornos del motor son versátiles y muy útiles, debido al tiempo requerido para cambiar y configurar herramientas y para realizar mediciones en la pieza de trabajo, no son adecuados para la producción en cantidad. A menudo, el diente de producción de chips es menos del 30% del tiempo total del ciclo. Además, se requiere un maquinista calificado para todas las operaciones, y esas personas son costosas y, a menudo, escasean. Sin embargo, gran parte del tiempo del operador se consume mediante ajustes simples y repetitivos y al observar cómo se hacen los chips. En consecuencia, para reducir o eliminar la cantidad de mano de obra calificada que se requiere, los tornos de torreta, las máquinas de tornillo y otros tipos de tornos semiautomáticos y automáticos se han desarrollado mucho y se utilizan ampliamente en la fabricación.

Uno de los conceptos más fundamentales en el área de las tecnologías de fabricación avanzadas es el control numérico (NC). Antes de la llegada de NC, todas las máquinas herramienta se operaban y controlaban manualmente. Entre las muchas limitaciones asociadas con las máquinas herramienta de control manual, quizás ninguna sea más prominente que la limitación de las habilidades del operador. Con el control manual, la calidad del producto está directamente relacionada y limitada a las habilidades del operador. El control numérico representa el primer paso importante lejos del control humano de las máquinas herramienta.

El control numérico significa el control de máquinas herramienta y otros sistemas de fabricación mediante el uso de instrucciones simbólicas escritas pregrabadas. En lugar de operar una máquina herramienta, un técnico de CN escribe un programa que emite instrucciones operativas para la máquina herramienta. Para que una máquina herramienta se controle numéricamente, debe interactuar con un dispositivo para aceptar y decodificar las instrucciones programadas, conocido como lector.

 


El control numérico se desarrolló para superar la limitación de los operadores humanos, y lo ha hecho. Las máquinas de control numérico son más precisas que las máquinas operadas manualmente, pueden producir piezas de manera más uniforme, son más rápidas y los costos de herramientas a largo plazo son más bajos. El desarrollo de NC condujo al desarrollo de varias otras innovaciones en tecnología de fabricación: mecanizado por descarga eléctrica, corte por láser, soldadura por haz de electrones.

El control numérico también ha hecho que las máquinas herramienta sean más versátiles que sus predecesoras operadas manualmente. Una máquina herramienta NC puede producir automáticamente una gran cantidad de piezas, cada una con una variedad de procesos de mecanizado muy variados y complejos. El control numérico ha permitido a los fabricantes emprender la producción de productos que no hubieran sido posibles desde una perspectiva económica utilizando peajes y procesos de máquinas controlados manualmente.

 

Al igual que muchas tecnologías avanzadas, NC nació en los laboratorios del Instituto de Tecnología de Massachusetts. El concepto de NC se desarrolló a principios de la década de 1950 con fondos proporcionados por la Fuerza Aérea de los EE. UU. En sus primeras etapas, las máquinas NC pudieron realizar cortes rectos de manera eficiente y efectiva.

Sin embargo, las rutas curvas eran un problema porque la máquina herramienta tenía que ser programada para realizar una serie de pasos horizontales y verticales para producir una curva. Cuanto más cortas son las líneas rectas que componen los pasos, más suave es la curva. Cada segmento de línea en los pasos tuvo que calcularse.

Este problema llevó al desarrollo en 1959 del lenguaje de Herramientas Programadas Automáticamente (APT). Este es un lenguaje de programación especial para NC que utiliza declaraciones similares al idioma inglés para definir la geometría de la pieza, describir la configuración de la herramienta de corte y especificar los movimientos necesarios.

El desarrollo del lenguaje APT fue un gran paso adelante en el desarrollo de los utilizados hoy en día. Las máquinas tenían circuitos lógicos cableados. Los programas de instrucción fueron escritos en papel perforado, que luego fue reemplazado por cinta magnética de plástico. Se usó un lector de cinta para interpretar las instrucciones escritas en la cinta para la máquina. En conjunto, todo esto representó un gran paso adelante en el control de las máquinas herramienta. Sin embargo, hubo una serie de problemas con NC en este punto de su desarrollo.

Un problema importante era la fragilidad del medio de cinta de papel perforado. Era común que la cinta de papel que contenía las instrucciones programadas se rompiera o rasgara durante un proceso de mecanizado. Este problema se exacerbó por el hecho de que cada vez que se producía una pieza en una máquina herramienta, la cinta de papel que llevaba las instrucciones programadas tenía que volverse a pasar por el lector. Si era necesario producir 100 copias de una parte dada, también era necesario pasar la cinta de papel a través del lector 100 dientes separados. Las cintas de papel frágiles simplemente no podían soportar los rigores de un entorno de taller y este tipo de uso repetido.

Esto condujo al desarrollo de una cinta magnética de plástico especial. Mientras que el papel llevaba las instrucciones programadas como una serie de agujeros perforados en la cinta, la cinta de plástico llevaba las instrucciones como una serie de puntos magnéticos. La cinta de plástico era mucho más resistente que la cinta de papel, lo que resolvió el problema de roturas y roturas frecuentes. Sin embargo, todavía dejó otros dos problemas.

El más importante de estos fue que era difícil o imposible cambiar las instrucciones ingresadas en la cinta. Para realizar incluso los ajustes más pequeños en un programa de instrucciones, fue necesario interrumpir las operaciones de mecanizado y hacer una nueva cinta. También era necesario pasar la cinta por el lector tantas veces como se produjeran piezas. Afortunadamente, la tecnología informática se hizo realidad y pronto resolvió los problemas de NC asociados con el papel perforado y la cinta plástica.

El desarrollo de un concepto conocido como control numérico directo (DNC) resolvió los problemas de papel y cinta plástica asociados con el control numérico simplemente eliminando la cinta como medio para llevar las instrucciones programadas. En el control numérico directo, las máquinas herramienta están vinculadas, a través de un enlace de transmisión de datos, a una computadora host. Los programas para operar las máquinas herramienta se almacenan en la computadora host y se envían a la máquina herramienta según sea necesario a través del enlace de transmisión de datos. El control numérico directo representó un gran paso adelante sobre la cinta perforada y la cinta plástica. Sin embargo, está sujeto a las mismas limitaciones que todas las tecnologías que dependen de una computadora host. Cuando la computadora host se cae, las máquinas herramientas también experimentan tiempo de inactividad. Este problema condujo al desarrollo del control numérico por computadora.

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