Mecanizado de grabado CNC
La Figura 6-2 muestra un inserto de cavidad para un molde de inyección de caja de jabón, incluido el texto inverso "Shaanxi University of Science and Technology" en chino y el patrón inverso de las letras en inglés "SHAANXI UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY". Todos los patrones de texto tienen una profundidad de 0,2 mm y el ancho del trazo de las letras en inglés es de 1 mm. El mecanizado de este texto puede utilizar grabado CNC, grabado láser o grabado químico. Dado que el grabado CNC se ve afectado por la herramienta, algunos detalles son difíciles de mecanizar con precisión. El grabado láser puede solucionar este problema, pero el equipo de mecanizado es más caro. La aplicación del grabado láser para el procesamiento de textos y patrones en la fabricación de moldes moderna es cada vez más amplia. El grabado químico tiene una profundidad de mecanizado relativamente pequeña y un costo de mecanizado más bajo, y todavía se usa ampliamente en la fabricación de moldes en la actualidad. Aquí, primero presentaremos los conceptos básicos del grabado CNC.
Para el grabado CNC de texto, el mecanizado de desbaste generalmente se realiza primero con una herramienta de raspado más gruesa de acuerdo con el programa CNC, y luego se utiliza una herramienta de raspado más fina para el acabado. Por lo tanto, para el grabado de esta pieza, primero se utiliza una herramienta redonda de 1 mm de diámetro para el mecanizado en desbaste y luego una fresa de bola de 0,1 mm de diámetro para el acabado final.
La tecnología de mecanizado de grabado con control numérico por computadora (tecnología de mecanizado de grabado CNC) es un producto de la combinación de la tecnología de grabado tradicional y la tecnología moderna de control numérico. Hereda las características operativas finas, ágiles y flexibles del grabado tradicional, mientras utiliza la tecnología de automatización en el mecanizado de control numérico tradicional. La máquina de grabado CNC es un equipo de mecanizado de control numérico avanzado que integra tecnología de diseño asistido por computadora (CAD), tecnología de fabricación asistida por computadora (CAM), tecnología de control numérico (NC) y tecnología de fabricación de precisión. El principio de funcionamiento de la máquina de grabado CNC es el mismo que el de las fresadoras y centros de mecanizado CNC, donde el programa numérico controla el funcionamiento de cada componente de la máquina herramienta. En cambio, la máquina de grabado CNC tiene las siguientes características:
① Los objetos procesados son de tamaño pequeño, de forma compleja y requieren una alta calidad de acabado;
② La característica del proceso es el uso de pequeñas herramientas para el mecanizado;
③ Los productos tienen alta precisión dimensional y buena consistencia del producto;
④ Se adopta un método de fresado de extracción de herramientas de alta-velocidad, pequeño-avance y rápido-ajuste.
A primera vista, las diferencias entre los tres y las diferencias en la configuración de la máquina herramienta son las siguientes: el centro de mecanizado tiene un almacén de herramientas y, después de sujetar una pieza de trabajo, varias herramientas pueden completar el mecanizado al mismo tiempo; La máquina de grabado CNC y la fresadora CNC no tienen un almacén de herramientas, y la herramienta debe detenerse y reemplazarse manualmente después de que cada herramienta complete el mecanizado.
Las diferencias en los sistemas de control de máquinas herramienta: las funciones de sus sistemas de control son similares, pero debido a que son desarrollados por diferentes fabricantes, habrá ciertas diferencias en los métodos de operación y funciones específicas de los sistemas de control. Estas diferencias no juegan un papel decisivo en la diferencia en el rendimiento de las máquinas herramienta.
La clave para determinar la diferencia en el rendimiento de las máquinas herramienta radica en detalles específicos: los husillos de las fresadoras CNC y los centros de mecanizado son relativamente grandes y la velocidad es relativamente baja. Generalmente, la velocidad máxima de las fresadoras CNC está por debajo20000 rpm, pero la potencia es relativamente alta y el par de salida del husillo es relativamente grande, lo que es adecuado para herramientas de mayor diámetro.
Además, la potencia del husillo de las fresadoras CNC es grande, generalmente de 10 a 100 kW; la potencia del husillo de las máquinas de grabado CNC es pequeña (menos de 4 kW) y la velocidad máxima es alta, generalmente de 15.000 a 40.000 r/min, hasta 100.000 r/min. La velocidad de avance es alta, generalmente 400 m/min, y puede mecanizar acero endurecido alrededor de 60 HRC; Es adecuado para el mecanizado fino de piezas-de tamaño pequeño y mediano.
La máquina de grabado CNC tiene una velocidad relativamente alta y el par de salida del husillo es relativamente pequeño, lo que es adecuado para herramientas con un diámetro de 0,05 a 10 mm. Debido a la alta velocidad del husillo y al pequeño tamaño de la herramienta, las piezas mecanizadas son relativamente delicadas y el acabado superficial es alto. Además, la bancada de la fresadora CNC y del centro de mecanizado es relativamente grande y, en consecuencia, las piezas móviles son grandes y pesadas. La aceleración es relativamente lenta después del movimiento, lo que es más adecuado para mecanizar piezas grandes. La plataforma de la máquina de grabado CNC es relativamente pequeña y las piezas móviles son pequeñas y livianas, lo que favorece un giro rápido y cambios de cabezal, y la velocidad promedio de mecanizado es relativamente alta cuando se mecanizan piezas de trabajo pequeñas.
Por lo tanto, la máquina de grabado CNC es adecuada para usar herramientas de tamaño pequeño y mediano-, mecanizar piezas de trabajo de tamaño pequeño y mediano-, mecanizado fino de piezas detalladas y acabado superficial alto; La fresadora CNC y el centro de mecanizado son adecuados para utilizar herramientas más grandes y mecanizar piezas de trabajo de gran tamaño. Debido a la menor velocidad del husillo y a las herramientas más grandes, el acabado de la superficie es relativamente bajo en comparación con la máquina de grabado CNC y los pequeños detalles no se mecanizan con precisión. Estas situaciones en las que el mecanizado no es preciso y el acabado es relativamente deficiente también pueden ser ayudadas por la máquina de grabado CNC para reducir la cantidad de pos-procesamiento. La máquina de grabado CNC, la fresadora CNC y el centro de mecanizado tienen sus fortalezas y debilidades. Para el mecanizado de piezas de trabajo, especialmente el mecanizado de moldes, son herramientas de mecanizado indispensables.
El uso de la máquina de grabado CNC es similar al de las máquinas herramienta CNC y aquí no se dará una introducción detallada. Puede ver el video de la biblioteca de recursos del MOOC "Tecnología de fabricación de moldes" de la Universidad de China (Número de curso: 0802SUST006) "Mold Recording.mp4" en la carpeta "Videos de casos" para comprender el mecanizado de grabado CNC.