El torneado excéntrico se convierte en trabajo convencional

Sep 09, 2023

Las modernas máquinas multitarea como Multus evitan que los maquinistas muevan piezas excéntricas a una máquina adicional. Foto cortesía de Okuma America Corp.

Cuando una pieza torneada tiene una sección transversal que es desigual en relación con su línea central, se considera que es excéntrica. Los árboles de levas a menudo se conocen como las piezas de trabajo más comunes, pero esas piezas generalmente se fabrican en una máquina dedicada exclusivamente a su producción. Entonces, ¿qué debe hacer un taller cuando un pedido de una pieza entra por la puerta y necesita un torneado excéntrico? La respuesta, sorprendentemente, en realidad puede comenzar con una operación de fresado.

El proceso de torneado excéntrico es similar al torneado tradicional solo que con la adición de otro eje de la pieza de trabajo, que es paralelo al eje central. Para producir la función de pieza excéntrica, una herramienta de corte elimina el material a la profundidad requerida a medida que se gira la pieza, generalmente a baja velocidad.

Canadian Metalworking le pidió a David Fischer, especialista en productos de torno de Okuma America Corp., su opinión sobre el proceso. Esto es lo que tenía que decir.

CM: ¿Qué tipo de configuración de máquina es la más adecuada para realizar una operación de torneado excéntrico?Fischer: Todo depende de si el torno CNC tiene husillo de fresado.

Si se utiliza una máquina multitarea, recomendamos fresar la pieza excéntrica o la característica de la pieza hasta obtener una forma casi neta antes de usar una pasada de torneado de acabado para completar la característica.

No hay un cambio real en la estructura de la máquina o en los requisitos de potencia si comienza con una plataforma de mecanizado buena y estable.

CM: ¿Qué hace que la operación de fresado sea importante? Fischer: Si fresa la característica de la pieza en una máquina multitarea antes de realizar la pasada de acabado con una herramienta de torneado, crea varias eficiencias. Algunos de estos provienen del hecho de que no está moviendo una pieza de una máquina a otra, pero otros provienen del uso de un molino para eliminar material de la pieza, que es más rápido.

Una buena pasada de fresado establecerá una buena pasada de torneado de acabado, por lo que es imperativo hacerlo bien. No vamos a convertir la característica de la pieza desde cero porque lleva demasiado tiempo [en comparación con el fresado] debido a la baja velocidad a la que trabajamos.

En la mayoría de los casos, vamos a fresarlo para acercarnos y solo el paso final será un torneado excéntrico.

CM: ¿Cómo afecta el proceso de torneado excéntrico a la configuración? Fischer: El método tradicional de mecanizar piezas complejas involucra múltiples máquinas, tanto tornos como fresadoras, y genera más tiempo de preparación del necesario. Los operadores deben asegurarse de que las piezas estén correctamente alineadas y medidas para garantizar que cada pieza tenga las mismas dimensiones que la anterior. Pero estos pasos de configuración y medición no son necesarios cuando todas las operaciones de mecanizado se realizan en una sola máquina.

Cuanto más compleja se vuelve la operación de torneado excéntrico, más probable es que deba realizarse en configuraciones separadas o incluso en máquinas separadas.

Si no tiene una opción de fresado en su torno, entonces las RPM deben reducirse durante el torneado, a menudo a un mínimo de 200 a 300 RPM.

Por lo general, también desea comenzar con una pieza que sea lo más cilíndrica posible.

CM: Una vez que la pieza está cerca de su forma final, ¿cómo procede la operación de torneado? Fischer: En las máquinas Okuma giramos la pieza en el husillo y sujetamos la herramienta en la torreta. Usamos X e Y para generar el perfil y Z para bajar la pieza.

Con el torneado excéntrico la herramienta se fija en el husillo y usamos X e Y para mantenerla en la tangente a la superficie.

Como mucho haremos una operación de semiacabado y luego una pasada de acabado. Realmente depende de qué tan cerca nos haya llevado el proceso de fresado a la forma final. Con la capacidad de las máquinas de fresado/torneado actuales, ahora es posible acercarse mucho a la forma final.

Hay limitaciones de RPM porque está moviendo muchos ejes, y hay un límite en la velocidad con la que puede mover esos ejes. Si intenta forzar las cosas demasiado, puede terminar con un problema de cilindricidad. Y estás moviendo mucha masa.

CM: ¿Cómo afectan al proceso las piezas largas y las piezas con grandes lóbulos excéntricos? Fischer: Si está realizando un giro excéntrico en una distancia larga, se producirá una desviación. Esto es normal en cualquier operación de torneado.

Para características de piezas grandes, es posible que esté creando diámetros a los que no pueda sujetar una luneta porque la pieza es muy excéntrica. Estas piezas pueden ser difíciles de mecanizar.

Suelo decir que el torneado excéntrico es una operación que se realiza cuando todo lo demás ha fallado.

El mejor uso del torneado excéntrico es cuando necesita una superficie torneada en una pieza excéntrica o una función de pieza que requiere un tiempo de procesamiento mínimo, como un pequeño muñón en la parte delantera de la pieza. Si puede mecanizar todo el resto de la pieza y luego tener un diámetro excéntrico, es relativamente fácil de configurar y ejecutar.

CM: ¿Qué pasa si hay muchas características excéntricas en la pieza? Fischer: Entonces tienes que preguntar si quieres hacer otra configuración para hacer el segundo diámetro en el centro. Eso es un poco molesto porque pasa más tiempo de configuración o mueve la pieza a una segunda máquina. Tener una máquina multitarea moderna como la Multus le evita tener que mudarse a otra máquina. No es una bala de plata, pero hay casos en los que puede prevenir un gran dolor de cabeza.

Si tuviera una pieza grande y la mayoría necesitara torneado excéntrico, probablemente usaría dos configuraciones de máquina separadas. Usted hace el torneado excéntrico en un proceso y el trabajo en el centro (concéntrico) en otro.

Si es algo como un cigüeñal, probablemente no voy a hacer giros excéntricos en esa parte. La razón por la que es difícil es que es difícil llevar una herramienta a la pieza de trabajo y es probable que no produzca un muy buen acabado. Las máquinas especiales se utilizan mejor para estas piezas.

Si soy un taller y estoy haciendo un cigüeñal único, probablemente lo fresaré y luego lo enviaré a rectificar.

CM: ¿Qué requisitos de sujeción son necesarios para el torneado excéntrico? Fischer: La sujeción, como siempre, estará determinada por la pieza. Para este tipo de trabajo, depende en gran medida de en qué parte de la pieza se encuentre la característica excéntrica. Las características excéntricas al final de la pieza, especialmente si se trata de una pieza larga o si se usa un contrapunto, pueden ser difíciles de mecanizar.

La sujeción de piezas específicamente para el torneado excéntrico no es una alta prioridad porque todo el trabajo de alta velocidad generalmente se realiza primero. Durante el torneado excéntrico, la pieza se mueve lentamente, por lo que generalmente se puede sujetar de la misma manera que se sujeta una pieza totalmente cilíndrica.

Okuma América Corp., www.okuma.com