Soluciones de torno CNC grande para ejes delgados y tuberías grandes

A medida que la industria de fabricación se desarrolla hacia una mayor precisión y eficiencia, la demanda de procesamiento de ejes delgados (relación longitud-diámetro L/d>25) y piezas tubulares grandes está aumentando. Debido a problemas como baja rigidez, deformación fácil y dificultad para controlar la precisión del procesamiento, estas piezas plantean requisitos más altos para el diseño de procesos, el método de sujeción y los parámetros de corte de los tornos CNC. DONGS CNC propone un conjunto de soluciones eficientes de torno CNC para ejes delgados y tubos grandes.

1. Desafíos de procesamiento de ejes delgados y tubos grandes

Deformación causada por insuficiente rigidez

Los ejes delgados y los tubos grandes son susceptibles a las fuerzas de corte, la deformación térmica y el estrés de sujeción durante el procesamiento, lo que provoca flexión, vibración o desviación dimensional, especialmente en la sección media. Es común que ocurran defectos de forma "en bambú" o "cóncava".

Deformación térmica y control de precisión

La acumulación de calor durante el corte puede hacer que la pieza se expanda. Si el método de sujeción no es adecuado (como una fuerza excesiva de apriete superior), puede causar una deformación por compresión axial, afectando la coaxialidad y la calidad de la superficie.

Equilibrio entre eficiencia de procesamiento y costo

El procesamiento tradicional requiere ajustes frecuentes de los pasos del proceso, lo cual es laborioso y provoca un desgaste elevado de herramientas, dificultando satisfacer las necesidades de producción en masa.

2. Soluciones principales

1. Optimizar métodos de sujeción

Método de corte inverso y centro elástico: El método de corte inverso, en el que la herramienta se alimenta desde el husillo hacia la dirección del tope, convierte la fuerza de corte axial en una fuerza de tracción para reducir la deformación por compresión de la pieza; el centro elástico compensa la expansión térmica para evitar que la pieza se doble debido a la elongación térmica46.

Aguarre con múltiples puntos de apoyo: Utilice un soporte de herramientas, un centro de apoyo o un sistema de soporte de cojinetes para aumentar la rigidez radial de la pieza. Por ejemplo, se utiliza un centro de soporte de cojinetes para proporcionar un fuerte soporte durante el mecanizado grueso, y un soporte de herramientas de cojinetes durante el mecanizado fino para lograr un corte de seguimiento dinámico y reducir las vibraciones67.

Tecnología de agarre axial: Se aplica una tensión axial a la pieza mediante una cabeza de agarre para contrarrestar el efecto de flexión de la fuerza de corte y compensar la deformación térmica, lo que es adecuado para el mecanizado de ejes ultra-largos y esbeltos4.

2. Diseño de herramientas y parámetros de corte

Optimización de la geometría de la herramienta: aumentar el ángulo de ataque (γ=13°~17°) para reducir la fuerza de corte; ángulo principal de ataque (kr>60°) para reducir la fuerza radial; ángulo positivo de inclinación del borde (λs=0°~+10°) para dirigir las virutas hacia la superficie a procesar y evitar rayar la superficie procesada47.

Control de parámetros de corte:

Profundidad de corte (t): usar una profundidad de corte pequeña (0,1~0,3 mm) para reducir la fuerza de corte;

Avance (f): aumentar adecuadamente el avance (0,1~0,2 mm/r) para mejorar la eficiencia;

Velocidad de corte (v): velocidad media y baja (80~150 m/min) para equilibrar la influencia de la deformación térmica y la fuerza centrífuga

3. Medidas auxiliares de proceso

Sistema de enfriamiento con fluido de corte: use emulsión de alta presión u aceite de corte para reducir la temperatura de la zona de corte, disminuir la deformación térmica y aumentar la vida útil de la herramienta.

Torneado segmentado y planificación del proceso: Divida el eje largo en varios segmentos para su procesamiento, utilice un soporte central en la etapa de torneado bruto, incremente gradualmente los parámetros de corte durante el semi-acabado y acabado, y ajuste el proceso en tiempo real con tecnología de detección en línea.

Tecnología de compensación inteligente: Compense el desgaste de las herramientas y los errores térmicos mediante el algoritmo integrado del sistema CNC, como el uso del sistema FANUC OI para lograr correcciones dinámicas de trayectoria y mejorar la estabilidad dimensional.

Para resolver los problemas de procesamiento de ejes delgados y tuberías grandes, es necesario optimizar integralmente el método de sujeción, los parámetros de la herramienta y los procesos auxiliares. La integración de tecnologías como corte inverso, sujeción múltiple, compensación inteligente y otras puede mejorar significativamente la precisión y eficiencia del procesamiento. DONGS Solutions te proporciona la mejor solución.