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Marzo de 2004 Página 1 de 2

Seis ventajas del mecanizado horizontal de alta velocidad

Peter Zelinski

Las grandes piezas monolíticas de avión pueden ser mecanizadas con mayor productividad una a la vez, y no de tres en tres.

Aunque la pieza está diseñada para encumbrarse en las alturas, el método de mecanizado es a menudo lento y limitado en tierra. Para componentes estructurales de aviones, una estrategia común de mecanizado involucra colocar la pieza debajo de un pórtico (tipo gantry). Este pórtico puede moverse a una velocidad relativamente baja porque transporta tres husillos simultáneamente. Algunas piezas grandes de avión continúan beneficiándose de esta estrategia, particularmente los tirantes angostos y largos. Sin embargo, un solo husillo de alta velocidad, moviéndose a altas velocidades de avance, puede ser capaz de mecanizar algunas piezas monolíticas lo suficientemente rápido como para competir con la productividad de un pórtico con tres piezas idénticas a la vez. Y cuando el husillo de alta velocidad mecaniza en una configuración horizontal, la calidad y eficiencia mejoran en una gran variedad de formas.

De hecho, en lo que concierne a la producción de piezas para aviones, 'alta velocidad' y 'horizontal' van juntas. Mecanizar a alta velocidad significa hacer virutas rápidamente, y mecanizar horizontal es mantener esas virutas lejos del camino del cortador. Un diseño horizontal también ahorra espacio en planta y ciertas máquinas, recientemente desarrolladas para grandes piezas de aviones, emplean cambios de trabajo que aprovechan las ventajas de la orientación horizontal.

Ejemplos de máquinas de este tipo pueden ser encontrados en la línea MAG de los centros de mecanizado de Makino. En esta línea, los centros horizontales de cinco ejes están diseñados para piezas de aviones que son muy grandes para los centros típicos de mecanizado CNC. Cada máquina MAG incluye un husillo de 30.000 rpm y 60 kW y una combinación de funciones CNC que permiten fresado de precisión a altas velocidades de avance. Los modelos que van desde 4 hasta 16 metros de desplazamiento en el eje X cuentan con motores lineales para estas grandes longitudes. Uno de estos modelos, el MAG4, cuenta con un indexador rotativo de la pieza que sitúa las mesas en caras opuestas, como las caras opuestas de una moneda. Mientras una mesa sostiene la pieza dentro de la zona de trabajo para el mecanizado horizontal, la otra mesa se localiza fuera de esta zona para el alistamiento de la pieza siguiente. Para cambiar de una pieza a la otra, el indexador actúa para intercambiar las mesas (ver foto de la izquierda).

Comprar una máquina como estas no constituye una inversión en vano para ningún taller. Gran parte del retorno tiene como origen la oportunidad de realizar un proceso más fluido para el fresado de piezas grandes. Pero parte del retorno de la inversión puede resultar simplemente del cambio al mecanizado horizontal de alta velocidad, y de las muchas ventajas del proceso que este cambio pueda proporcionar y que son específicas para la producción aerospacial.

Mark Waymouth, del grupo aerospacial de Makino, es una persona que frecuentemente se preguntaba cómo articular esas ventajas. Los múltiples beneficios que él cita pueden dividirse en seis categorías:

1. Las virutas están debajo (y fuera del trayecto)
La producción de piezas para aviones puede ser la única aplicación en la que la escoba es una herramienta crítica para el trabajo de precisión de metales.

Mantener las virutas lejos del trayecto de corte es importante para la confiabilidad de la herramienta y para la calidad de la pieza. En una máquina vertical, como una máquina de fresar de pórtico desplazable, el barrido entre ciclos puede ser una parte esencial del proceso.

El mecanizado horizontal elimina la necesidad de gastar tiempo y costos de mano de obra en esta remoción manual de virutas, porque aquí las virutas caen lejos. Esto también reduce varios riesgos que resultan de la acumulación de virutas mientras el ciclo está en marcha. Un menor retrabajado de las virutas se traduce en un mejor acabado superficial y en una vida de herramienta más consistente.

2. Una herramienta puede ser mejor que tres
Mecanizar una pieza de trabajo a la vez, en lugar de mecanizar tres, puede aligerar dramáticamente el manejo de herramientas. Ya no hay necesidad de cambiar herramientas manualmente, porque el cambiador de herramientas en el centro de mecanizado de un husillo se hace cargo de esto. Tampoco hay necesidad de tener un inventario de tres juegos idénticos de herramientas a la vez.

Utilizar una herramienta a la vez también significa que ya no es necesario calibrar las herramientas a dimensiones precisas de tal manera que puedan compartir offsets comunes. Esta calibración de herramientas consume tiempo y encarece la mano de obra, pero generalmente también deja un error medible de herramienta a herramienta que contrasta con la forma precisa en que las piezas pueden ser mecanizadas cuando son cortadas al unísono. El husillo único hace posible mecanizar con tolerancias más ajustadas, porque los offsets de mecanizado son determinados para una sola herramienta.

Acerca del autor

Peter Zelinski

Desde hace ocho años, Peter Zelinski colabora con la casa editorial de Gardner Publications. En la actualidad es el editor ejecutivo de la Revista Modern Machine Shop.
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