Sistemas de sujeción: claves para mejorar el mecanizado en cinco ejes

Las soluciones de sujeción de piezas varían casi tanto como las aplicaciones. Esto da a los talleres la posibilidad de elegir un sistema de portapiezas que se adapte a sus necesidades, dando prioridad a diferentes factores en función del tipo de trabajo que realicen.

Los talleres que realizan trabajos muy variados y de bajo volumen valoran mucho la flexibilidad del sistema de sujeción. Los talleres de producción buscan un sistema de fijación que aumente el rendimiento al trabajar con sistemas de automatización.

Los talleres que mecanizan en cinco ejes necesitan sistemas de sujeción especializados que proporcionen acceso a las cinco caras de la pieza para su mecanizado. Y los que manipulan piezas delicadas o piezas que requieren acceso a todo el diámetro exterior para su mecanizado pueden beneficiarse del sistema de portapiezas ID.

En 2020, IMTS spark presentó varios proveedores de soluciones de sujeción de piezas y una amplia gama de innovaciones en este campo. A continuación se presentan algunos ejemplos de productos que permiten a las empresas de mecanizado de todo tipo satisfacer diferentes necesidades de mecanizado.

Sistema de sujeción flexible

Para los talleres que realizan tiradas cortas y trabajos únicos, la flexibilidad del sistema de portapiezas es clave para producir el trabajo de forma rentable. Esto puede implicar un sistema de cambio rápido que acelere los montajes, o soluciones que dejen los laterales de las piezas libres para el mecanizado, lo que requiere menos montajes.

El sistema modular de sujeción de piezas de Hainbuch, que consta de módulos de mandriles y mordazas, incorpora ahora un módulo de dos mordazas para sujetar piezas cuadradas.

Según la empresa, el cambio de piezas redondas, que se sujetan en pinzas o en el módulo de tres mordazas en función del tamaño, se realiza en menos de dos minutos. Los módulos de dos y tres mordazas utilizan el collet chuck de Hainbuch como base.

La interfaz de cambio rápido Centrex permite realizar cambios sin desmontar el collet chuck y sin necesidad de realineación. La empresa señala que el perfil compacto del módulo de dos mordazas lo convierte en una buena alternativa a los tornillos de banco grandes y pesados.

Para trabajos de tiradas cortas que son frágiles y propensos a la distorsión por abrazaderas mecánicas o de vacío, el sistema de sujeción adhesiva también es una opción.

Blue Photon ofrece ahora sus pinzas de sujeción de alto rendimiento con transmisión de luz UV (ultravioleta) en tamaños métricos. El dispositivo está diseñado con múltiples diámetros para sujetar piezas de trabajo pequeñas y grandes.

Las pinzas se insertan en un dispositivo y la pieza se fija a ellas con el material adhesivo tipo gel de la empresa, BlueGrip. La luz ultravioleta se transmite a través del núcleo de la pinza durante 60 a 90 segundos para curar el adhesivo y unir la pinza a la pieza.

El sistema de chuck CCS de SMW Autoblok puede instalarse en tornos nuevos o ya existentes y ofrece una repetibilidad de 10 micras al cambiar rápidamente un chuck por otro.

Según la empresa, un sistema de adaptadores estándar permite la extracción automática y el montaje sencillo en todo tipo de sistemas de sujeción tradicionales o personalizados, como chucks de dos y tres mordazas, collet chucks, mandriles y dispositivos manuales, entre otros.

Con sOlo girar una llave, el usuario puede conectar rápidamente los dispositivos de sujeción de piezas al husillo de la máquina y al tubo de tracción del cilindro de accionamiento. Esto garantiza la seguridad de los operadores y minimiza el tiempo de inactividad de la máquina. Un gran orificio pasante y el control visual de seguridad del estado de bloqueo también contribuyen a la versatilidad del sistema.

Las tuercas de mordazas Fast-Trac de Dillon Manufacturing convierten los chucks estándar en chucks de cambio rápido, reduciendo el tiempo de cambio de mordazas en un 50% o más, según la empresa.

Este sistema les permite a los usuarios preensamblar las mordazas necesarias para la siguiente operación mientras la máquina está ejecutando un trabajo independiente. La capacidad de cambio rápido permite una mayor productividad por pie cuadrado de espacio de fabricación al utilizar de forma productiva el tiempo de mecanizado, lo que resulta ideal para instalaciones que operan con menos empleados, afirma la empresa. Las tuercas de mordazas, tuercas en T y chavetas de Dillon están disponibles para todos los chucks de mordazas de 6 a 24 pulgadas de diámetro de diversas empresas..

Sistemas de sujeción de piezas listos para la automatización

A medida que más talleres añaden automatización, necesitarán sistemas de sujeción de piezas que sean compatibles con los sistemas que han implementado, bien sean robots, sistemas de palets u otros.

Kurt Workholding ha añadido tres nuevos modelos a su gama de mordazas MaxLock de cinco ejes Precision Force. Los tornillos de banco de la serie PF de Kurt, preparados para robots, están diseñados para ofrecer funciones fáciles de usar, como un sistema de sujeción fácil de ajustar y un espaciado de 52 mm para sistemas de montaje preparados para la automatización que se adaptan a los sistemas de punto cero de la competencia.

El ajuste rápido de la línea central está diseñado para que el ajuste de la línea central sea rápido y eficaz. Las cuñas accionadas por resorte mantienen las piezas a escuadra y están diseñadas para maximizar la repetibilidad del posicionamiento de las piezas a lo largo de múltiples ciclos.

Los tornillos de banco PF 420, PF 440 y PF 460 de Kurt vienen con un ancho de mordaza estándar de 4 pulgadas y aberturas de mordaza que van de 2.625 pulgadas a 6.625 pulgadas. Los tornillos de banco de la serie PF sustituyen a los anteriores modelos HP de Kurt e incorporan el diseño patentado AngLock para minimizar el levantamiento y la desviación de las mordazas.

El diseño AngLock empuja las mordazas hacia abajo y hacia delante, permitiendo un contacto mucho mayor con la superficie de las piezas, maximizando la fuerza de sujeción con menos fuerza de apriete. Disponible en tres configuraciones de mordazas, con mordazas tallables, de cola de milano o dentadas, los clientes pueden ahorrarse el gasto añadido de comprar un juego de mordazas adicional. Todos los juegos de mordazas pueden venderse completos y por separado.

El Erowa PowerChuck P es una interfaz universal para el posicionamiento rápido y preciso de piezas o accesorios paletizados en una mesa de máquina. El sistema de paletizado es adecuado para fresadoras y mandrinadoras, rectificadoras de perfiles o superficies, o husillos de cabezales divisores y tornos.

Los chucks y palets PowerChuck P son totalmente compatibles con las versiones anteriores. Se afirma que la fuerza de sujeción de 10,000 newtons proporciona una sujeción fiable durante la fabricación de piezas. El diseño compacto y de bajo perfil del sistema de sujeción deja espacio para el mecanizado, afirma la empresa.

El dispositivo utiliza bolas de sujeción cerámicas de bajo desgaste para proporcionar un rendimiento constante y de bajo mantenimiento durante un periodo de tiempo más largo en comparación con las bolas de sujeción anteriores. El PowerChuck P puede automatizarse. Los anillos de sellado protegen los chucks de los residuos y garantizan una carga automática segura.

Sistema de sujeción de piezas de cinco ejes

A medida que más talleres añadan capacidades de mecanizado de cinco ejes, tendrán que replantearse su sistema de sujeción de piezas para sacar el máximo partido de sus nuevas máquinas.

Unilock de Big Daishowa Inc. es un sistema modular de portapiezas para mecanizado multieje. Está diseñado para proporcionar flexibilidad y funcionalidad para el mecanizado de cinco ejes y cinco caras mediante transferencias múltiples de piezas, y también ofrece soluciones para máquinas que han sido reequipadas con mesas de cuarto y quinto eje.

Las soluciones de sujeción de piezas multieje, que incluyen chucks, pomos y palets de sujeción, sistemas de fundición de mineral, interfaces de robot y estabilizadores, se dice que localizan y estabilizan las piezas de trabajo sin obstruir el acceso a la parte superior y los laterales de la pieza. También permiten girar una pieza sujeta a nuevas orientaciones para operaciones de mecanizado posteriores sin necesidad de soltarla del sistema de sujeción.

Los elevadores piramidales, como las versiones de tres y cuatro lados de Jergens Inc, están diseñados para permitir la carga de varias piezas y proporcionar un mayor acceso para aplicaciones de mecanizado de cinco ejes.

Los elevadores piramidales, que forman parte de la línea Fixture-Pro de soluciones de sujeción de piezas modulares y de cambio rápido de la empresa, presentan una superficie de montaje de 30 grados para garantizar el espacio libre para las trayectorias del husillo y la herramienta de corte, lo que permite un mayor mecanizado por configuración.

El sistema ofrece tres opciones de montaje. El montaje directo en la mesa utiliza ranuras en T, un pasador central y una chaveta de sincronización, y se fija mediante tuercas en T y tornillos de cabeza hueca (SHCS).

Los montajes Quick Locating System (QLS) están diseñados para localizar y sujetar con precisión la pirámide a un elemento base, como una subplaca, mediante una combinación de tornillos de hombro QLS y SHCS.

Los sistemas de palet Quick-Loc utilizan espárragos de tracción (espaciados según el patrón estándar del sector de 96 milímetros) para localizar y sujetar en un solo paso. Los elevadores de aluminio ligero son compatibles con prácticamente todos los centros de mecanizado CNC de cinco ejes y están diseñados para proporcionar un cambio y una configuración rápidos.

Disponibles en configuraciones de tres y cuatro posiciones, los elevadores piramidales están diseñados para acoplarse a muchas de las mejores opciones de utillaje, incluidos los tornillos de banco autocentrantes, los tornillos de cola de milano y las pinzas ER.

El sistema de sujeción magnética también es adecuado para aplicaciones de mecanizado en cinco ejes, ya que permite acceder a las cinco caras de una pieza en una sola configuración.

Techniks afirma que sus chucks magnéticos EEPM pueden acelerar las operaciones de taladrado, fresado y mandrinado en piezas gruesas o finas. Los chucks magnéticos agilizan la preparación y el cambio de piezas y reducen el número de operaciones necesarias. Están diseñados para integrarse fácilmente con los sistemas de cambio de palets y tombstone utilizados en las células de producción.

El sistema de amarre magnético sujeta las piezas uniformemente, sin distorsiones ni puntos muertos, reduciendo las vibraciones y los armónicos para mejorar el acabado superficial y la vida útil de la herramienta.

Sujeción de piezas por diámetro interior

Los sistemas de sujeción de piezas de diámetro interior, como los mandriles expansibles, ofrecen numerosas ventajas y son adecuados para una amplia gama de aplicaciones. Estas fijaciones pueden proporcionar un acceso completo al diámetro exterior de una pieza, proporcionando una sujeción rígida y uniforme que aumenta la precisión.

El HDDS de Ringspann es un sistema de sujeción interior que puede servir como alternativa mecánica a los mandriles de sujeción expansibles hidráulicos. Según la empresa, el sistema proporciona una precisión de funcionamiento real inferior o igual a 5 micrómetros y es adecuado para piezas con taladros de tolerancias que van hasta la clase IT10.

A diferencia de los mandriles de sujeción de expansión hidráulica, el mandril de manguito de expansión mecánica del HDDS elimina el riesgo de fugas y aumenta la seguridad del proceso en la producción en serie.

La única fuente de desgaste del sistema son sus discos de sujeción. Cuando los usuarios necesitan sustituir los discos, pueden hacerlo ellos mismos sin desmontar el mandril del husillo.

Algunas versiones del HDDS pueden sujetar mandriles de diámetros a partir de 23 mm. El sistema también funciona en aplicaciones que tienen agujeros con geometrías interiores interrumpidas por ranuras. Además, su mecánica realiza una acción de retroceso, presionando la pieza contra un antirretroceso y alineándola, lo que lo hace adecuado para piezas con longitudes de sujeción cortas.

Los mandriles expansibles Sabertooth de Speedgrip Chuck Company están disponibles en diversas variantes para adaptarse a las necesidades específicas de casi cualquier aplicación. Los mandriles pueden accionarse manualmente, utilizando la barra de tracción o el tubo de tracción de la máquina, o mediante el conjunto de actuador autónomo de la empresa.