A las máquinas que permiten realizar las operaciones de mecanizado se les conoce como máquinas de mecanizado. Son muchos los tipos de máquinas-herramientas (MH) de mecanizado que existen, cada una destinada para un tipo de proceso/operación en específico, y en Mecanizados Grumeber queremos que las conozcas todas.
En este post te lo contaremos todo sobre las máquinas y herramientas de mecanizado más comunes, su funcionamiento, cómo operan y qué tipo de piezas se pueden lograr con ella. Esta información es útil al momento que desees solicitar tus pedidos de mecanizado, pues de esta forma podrás saber qué tipo de procedimiento necesitas según sea el caso.
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En qué consisten las máquinas de mecanizado
Cuando se habla de máquinas de mecanizado se hace referencia particularmente a aquellas que son capaces de fabricar piezas por mecanizado. Este tipo de maquinaria se refiere a los dispositivos que laboran para modificar las formas de diferentes tipos de materiales, tanto en su forma, tamaño y acabado. Generalmente, el mecanizado se efectúa en metales, aunque estas máquinas son capaces de intervenir en otros tipos de superficies.
Las herramientas de mecanizado abarcan diferentes tipos de operaciones para su funcionamiento a la hora de fabricar piezas, siendo algunos ejemplos el torneado, el fresado, el taladrado, el roscado o el rectificado. Estas operaciones se realizan mediante el movimiento relativo entre las herramientas de mecanizado y la pieza, que puede ser fija o giratoria.
Así pues, las máquinas de mecanizado se pueden clasificar según cada herramienta que utilicen y la operación que practiquen en diferentes tipos. Sin embargo, la mayoría cumple una misma función y es la de transformar un material para darle vida a una pieza útil y adecuada para cumplir sus funciones.
¿Cómo elegir la mejor máquina de mecanizado?
Si estás pensando en solicitar piezas mecanizadas, lo mejor es que entiendas el funcionamiento de cada tipo de máquina para dar con aquella que mejor se adapte a tus requerimientos. Elegir la máquina-herramienta de mecanizado más adecuada para la fabricación de la pieza que deseas va a depender de una serie de factores como:
Tamaño de las piezas
El tamaño de las piezas que se van a mecanizar condiciona directamente el tipo de máquina de mecanizado a utilizar. Las piezas grandes requieren equipos robustos y con mayor capacidad de desplazamiento, mientras que las más pequeñas permiten el uso de máquinas compactas y especializadas.
Volumen de producción/Tamaño de los lotes
El número de piezas a fabricar es otro factor a considerar en la elección entre máquinas y herramientas manuales o automáticas. Para grandes lotes y producción en serie, se recomienda maquinaria CNC o centros de mecanizado de alta productividad. En cambio, para pequeños lotes o trabajos puntuales, una solución más versátil y flexible puede ser suficiente.
Grado de automatización deseado
Dependiendo de los recursos humanos disponibles y el nivel tecnológico de la empresa, se puede optar por máquinas de mecanizado con diferentes grados de automatización: desde equipos manuales hasta centros de mecanizado completamente automáticos e integrados en líneas de producción.
Complejidad de las piezas
Las piezas con formas complejas, geometrías especiales o múltiples operaciones requieren herramientas de mecanizado avanzadas y máquinas con varios ejes de movimiento. Esta complejidad también puede implicar la necesidad de programación CAD/CAM.
Disponibilidad de superficie en planta
El espacio disponible en la planta de producción limita el tamaño de la máquina. Es fundamental evaluar si se cuenta con el área necesaria para instalar el equipo, considerando también zonas de carga, mantenimiento y seguridad.
Rapidez del pedido
Cuando se requiere una entrega rápida, es importante elegir máquinas y herramientas que permitan minimizar tiempos de preparación y mecanizado. Las máquinas CNC suelen ofrecer mayores velocidades de producción y cambio rápido de herramientas.
Material a utilizar
El tipo de material a mecanizar (acero, aluminio, plásticos, etc.) afecta la selección de la máquina y de las herramientas de mecanizado. Algunos materiales requieren mayor potencia o sistemas de refrigeración más eficientes para evitar el desgaste prematuro.
Acabado
El nivel de acabado superficial requerido determina si se necesita una máquina de alta precisión o procesos adicionales como el rectificado. Un mejor acabado exige herramientas más precisas y condiciones de corte optimizadas.
Simetría de la pieza
Las piezas simétricas suelen ser más fáciles de mecanizar, mientras que las asimétricas pueden requerir fijaciones especiales, múltiples operaciones o máquinas de mecanizado con varios ejes y capacidades avanzadas de posicionamiento.
Por ello, es importante que sepas con antelación qué tipo de pieza es la que quieres fabricar, así podrás dar todos los detalles para que el fabricante te recomiende el tipo de máquinas de mecanizado para utilizar.
¿Cuáles son los tipos de máquinas de mecanizado?
Las máquinas de mecanizado se catalogan de acuerdo al tipo de operación que realicen y el tipo de arquitectura bajo la cual están hechas que les permiten hacer uno u otro movimiento. Siendo así, cada máquina es capaz de producir un tipo de mecanizado diferente, por lo que cada pieza nos puede dar también luces sobre el tipo de máquinas-herramientas de mecanizado que fueron utilizadas en su creación.
Estas máquinas realmente dejan huella, permitiendo identificar en cada pieza los procesos mediante los cuales se lograron los resultados.
Principales tipos de herramientas de mecanizado
A continuación, te dejaremos algunos de los tipos de máquinas de mecanizado más utilizados por la industria de fabricación actualmente:
1. Máquinas de arquitectura cartesiana:
Son las más habituales entre las máquinas de mecanizado, y se trata de máquinas que tienen una estructura basada en el plano cartesiano, es decir, que se compone de dos o más ejes perpendiculares entre sí que se desplazan de forma lineal. Estas herramientas de mecanizado permiten realizar operaciones de corte, taladrado, fresado o roscado sobre piezas de diferentes materiales y formas mediante el desplazamiento.
2. Tornos y centros de torneado:
Son máquinas que se utilizan para dar forma a piezas de trabajo cilíndricas o rotativas mediante el corte de material. Los tornos giran la pieza de trabajo, mientras que una o más herramientas de corte se mueven a lo largo de su superficie para crear la forma deseada.
Los centros de torneado son tornos que tienen capacidades adicionales, como el cambio automático de herramientas, el mecanizado multitarea y el control numérico por computadora (CNC). En el caso de estos últimos, los tornos de control numérico, son máquinas de mecanizado automático que hacen de esta tarea una labor mucho más rápida, reduciendo los errores humanos que pueden derivar en poca precisión de la pieza.
3. Fresadoras:
Estas son máquinas de mecanizado que se utilizan para dar forma a materiales sólidos mediante el arranque de virutas, un proceso que permite moldear las piezas quitando parte del material. Las fresadoras tienen una herramienta de corte llamada fresa que gira sobre un eje horizontal o vertical, y, a medida que hace este recorrido, va formando el resultado final.
4. Taladros:
Un taladro de mecanizado es una herramienta que se utiliza para la fabricación de piezas mediante el giro de broca. Para ello pieza deberá ser fijada sobre la mesa del taladro, luego la broca realizará un movimiento de corte giratorio y de avance lineal, realizándose así el mecanizado de un agujero o taladro teóricamente del mismo diámetro que la broca y de la profundidad que se desea.
Este tipo de herramienta también puede tener la particularidad de ser asistida por control numérico CNC.
5. Centros de mecanizado o máquinas de mecanizado híbridas:
Los centros mecanizados son un conjunto de herramientas que están almacenadas para la mecanización. Tienen la particularidad de poder cambiar automáticamente de herramienta y realizar múltiples operaciones de mecanizado de manera automática, como fresado, taladrado, roscado, todo en una misma máquina de mecanizado.
El centro de mecanizado puede realizar una sujeción y completar el trabajo de varios procedimientos de procesamiento, mientras que el resto de las herramientas de mecanizado mencionadas necesitan cambiar manualmente de instrumento y reajustar la pieza de trabajo si se desea realizar otro acabado.
Las llamadas máquinas híbridas suelen combinar las operaciones de torneado y fresado en una sola y suelen ser de control numérico. Gracias a las mismas es posible mecanizar piezas torneadas y fresadas en una sola sesión, sin necesidad de combinar múltiples máquinas.
Los centros de mecanizado también suelen tener un control numérico por computadora (CNC) que les permite programar y automatizar el proceso de mecanizado, haciendo la tarea de mecanizado mucho más sencilla.
6. Máquinas especiales o transfer:
Son aquellas máquinas específicas para una pieza o una operación en concreto, es decir, mediante una serie de herramientas, esta máquina es capaz de producir la misma pieza en serie. Estas máquinas de mecanizado están orientadas a la alta producción, pues son capaces de fabricar elementos con una complejidad baja o media de manera rápida.
Se caracterizan por poseer diferentes estaciones de trabajo con operaciones diversas, entre ellas el cortado, fresado, y perforación, operaciones que se combinan con la medición, montaje, embalaje, entre otras, para ejecutar una línea de producción. Son muy utilizadas en las industrias automotriz, hidráulica y neumática.
7. Máquinas de control numérico:
Son máquinas-herramienta que se operan mediante comandos programados en una computadora. Estas máquinas pueden realizar diversas operaciones de corte, perforación, fresado, etc. sobre materiales sólidos, con alta precisión y velocidad. Las máquinas de control numérico se clasifican según el tipo de movimiento que realizan: punto a punto, paraxial o interpolar.
Propiedades de las máquinas y herramientas de mecanizado
Las máquinas de mecanizado funcionan para dar forma a materiales sólidos, por medio de diversos procesos como pudimos comprobar. Por lo general, tienen la propiedad de ser estáticas, es decir, no se mueven de su sitio, sino que son las piezas en sí mismas las que se mueven y son intervenidas por las herramientas de mecanizado, hasta alcanzar su forma final.
Este tipo de máquinas emplean fuentes de energía distintas a la humana, siendo capaces de producir las formas previstas a través de accionamientos manuales, automatizados o bien, controlados por ordenador o por control numérico (CNC). Esto quiere decir que las piezas mecanizadas no pueden ser producidas de forma artesanal, sino necesariamente por la intervención de maquinaria.
Para soportar los esfuerzos del mecanizado, las máquinas de mecanizado deben ser rígidas y precisas, puesto que a ello estará sujeta la calidad de la pieza a obtener. Contarán con varios ejes de movimiento, lo que le otorgará la capacidad para llevar a cabo un conjunto de operaciones en la pieza determinada y una serie de herramientas que generan cortes, perforaciones, y otras formas de modelamiento.
Así pues, la complejidad de las máquinas de mecanizado hace que estas deban cumplir con ciertas características o propiedades como lo hemos planteado. A continuación, te dejamos un resumen de cuáles son las principales características de las máquinas y herramientas de mecanizado:
Presencia de una plataforma cinemática
Las máquinas de mecanizado requieren una plataforma cinemática sólida, ya que esta proporciona los ejes o grados de libertad que permiten ejecutar con precisión los movimientos durante el proceso. Esta base es esencial para que las máquinas y herramientas realicen desplazamientos coordinados, asegurando la eficiencia y exactitud en cada operación.
Rigidez
La rigidez es una característica estructural clave en todas las máquinas de mecanizado. Una máquina rígida puede soportar las fuerzas de corte generadas durante el trabajo, así como su propio peso y las inercias en movimiento. Esta propiedad es determinante para que las herramientas de mecanizado operen de forma estable, evitando vibraciones que afecten la calidad del acabado.
Amortiguamiento
El amortiguamiento permite que las máquinas y herramientas absorban las vibraciones dinámicas del proceso de mecanizado. Esta capacidad mejora tanto la vida útil de las herramientas de mecanizado como la calidad de las piezas trabajadas. Un buen sistema de amortiguamiento minimiza defectos y contribuye a un mecanizado más preciso y controlado.
Precisión
En el mundo del mecanizado, la precisión es una propiedad crítica. Las herramientas de mecanizado deben ejecutar movimientos exactos para que las piezas cumplan con las tolerancias requeridas. Esto es posible solo cuando se combinan correctamente máquinas y herramientas de alta calidad, bien calibradas y mantenidas, capaces de trabajar con fiabilidad en todo momento.
¿Cuáles son las máquinas y herramientas de mecanizado más utilizadas?
Te dejamos un listado con las máquinas de mecanizado más empleadas en la industria:
El torno y el torneado
El torno ejecuta un movimiento de rotación para llevar a cabo distintas operaciones de mecanizado con ayuda de cuchillas metálicas, así como de otras herramientas tales como las brocas. Hay una cuchilla distinta y un proceso distinto para cada tipo de operación.
Mientras que, en el plato de sujeción del torno agarrada con las mordazas, se pueden sujetar las piezas a mecanizar. Con el carro transversal se trabaja con las cuchillas y con el contrapunto se puede, a su vez, mecanizar con conos morse o ser usado como punto de apoyo.
Sin dejar ninguna por fuera, las operaciones que se pueden realizar son: el taladro, desbaste recto, desbaste curvado, referentar curvado, afinar, referentar recto. Sin dejar de lado operaciones como tronzar, desbastar interiormente, realizar ángulos interiores, ranurar, entre otras.
Fresadora y fresado
Esta es otra de las máquinas de mecanizado, mientras la herramienta gira, la pieza se mueve cuando se mecaniza, a diferencia del torno. Se fresa cilindrando o frotando. Existen diferentes clases de fresadoras: la horizontal, la vertical, y la universal.
Limadora
Su función principal es de mover una cabeza o carro de herramientas (también llamado Carnero) con una cuchilla en movimiento de avance y retroceso sobre unas mordazas donde se sitúa la pieza.
Esta es una máquina que arranca material linealmente del interior de un agujero. El movimiento de corte del mecanizado lo ejecuta la herramienta, mientras que el de avance, la mesa donde se coloca la pieza a trabajar.
Rectificadoras
Existen diferentes tipos de rectificadoras y son de mucha similitud a los tornos y fresadoras. Entre sus funciones está rectificar piezas de motores, entre otras cosas. Usos como planificar culatas o bloques y bruñidos, son normales.
Máquinas de corte
Hay tanto eléctricas, como neumáticas o hidroneumáticas. Siendo posible desde discos de corte a líquido a presión.
Brochadora
El movimiento de corte en esta máquina lo realiza una herramienta brocha de múltiples filos progresivos, los cuales van arrancando material de la pieza con un movimiento meramente lineal.
Mandrinadora
Es usada para el mecanizado de agujeros de piezas cúbicas cuando se necesita que dichos agujeros tengan una tolerancia muy estrecha, así como una calidad de mecanizado.
Esmeriladora
Esta última máquina de mecanizado dispone de dos discos sólidos o discos abrasivos, los cuales tienen diversos tamaños de granos de minerales unidos entre sí con aglutinantes. Cuanto mayor sea el grano mayor la capacidad de desbaste e inferior su numeración o con una letra del abecedario más atrasada.
En vez de estos discos, se pueden poner otros con múltiples lijas pegadas a un eje, o con alambres. Estos otros se utilizan tanto para afilar herramientas como para eliminar pequeños sobrantes. Con el tiempo, la uniformidad de su superficie se ve afectada y es necesario reponerla con ayuda de perfiladores.
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