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¿Qué es el mecanizado CNC de 5 ejes?

¿Qué es el mecanizado CNC de 5 ejes?
Tiempo de Publicación:2017-10-24

En los términos más simples, el mecanizado de 5 ejes implica el uso de un CNC para mover una pieza o herramienta de corte a lo largo de cinco ejes diferentes simultáneamente. Esto permite el mecanizado de piezas muy complejas, razón por la cual el eje 5 es especialmente popular para aplicaciones aeroespaciales.
Sin embargo, varios factores han contribuido a la adopción más amplia del mecanizado de 5 ejes. Éstas incluyen:
Un impulso hacia el mecanizado de configuración única (a veces denominado "Hecho en uno") para reducir el tiempo de entrega y aumentar la eficiencia
La capacidad de evitar la colisión con el portaherramientas inclinando la herramienta de corte o la mesa, lo que también permite un mejor acceso a la geometría de la pieza
Mejora de la vida útil de la herramienta y del tiempo del ciclo como resultado de la inclinación de la herramienta / mesa para mantener una posición de corte óptima y una carga de viruta constante

¿Cuáles son los ejes en 5 ejes?
Todos conocemos la historia de Newton y la manzana, pero hay una historia igualmente apócrifa sobre el matemático y filósofo, René Descartes.

René Descartes. (1569-1650)

Descartes estaba acostado en la cama (como suelen hacer matemáticos y filósofos) cuando notó que una mosca zumbaba en su habitación. Se dio cuenta de que podía describir la posición de la mosca en el espacio tridimensional de la sala utilizando solo tres números, representados por las variables X, Y y Z.
Este es el sistema de coordenadas cartesianas, y todavía está en uso más de tres siglos después de la muerte de Descartes. Entonces, X, Y y Z cubren tres de los cinco ejes en el mecanizado de 5 ejes.

¿Qué hay de los otros dos?
Imagínese acercarse a la mosca de Descartes en pleno vuelo. En lugar de solo describir su posición como un punto en el espacio tridimensional, podemos describir su orientación. Mientras gira, imagina que la mosca rueda del mismo modo que un avión. Su rollo está descrito por el cuarto eje, A: el eje de rotación alrededor de X.
Continuando con el símil plano, el tono de la mosca es descrito por el quinto eje, B: el eje de rotación alrededor de Y.
Los lectores astutos indudablemente deducirán la existencia de un sexto eje, C, que gira alrededor del eje Z. Esta es la guiñada de la mosca en nuestro ejemplo.

Si tiene dificultades para visualizar los seis ejes descritos anteriormente, aquí hay un diagrama:


Los ejes A, B y C están ordenados alfabéticamente para que se correspondan con los ejes X, Y y Z. Aunque hay máquinas CNC de 6 ejes, como la fresadora Zimmermann's FZ 100 Portal, las configuraciones de 5 ejes son más comunes, ya que agregar un sexto eje generalmente ofrece pocos beneficios adicionales.
Una última nota sobre las convenciones de etiquetado de ejes: en un centro de mecanizado vertical, los ejes X e Y residen en el plano horizontal mientras que el eje Z reside en el plano vertical. En un centro de mecanizado horizontal, el eje Z y el eje Y están invertidos. Vea el diagrama a continuación:


Configuraciones de 5 ejes
La configuración específica de una máquina de 5 ejes determina qué dos de los tres ejes de rotación utiliza.
Por ejemplo, una máquina estilo muñón opera con un eje A (que gira alrededor del eje X) y un eje C (que gira alrededor del eje Z), mientras que una máquina estilo giro giratorio funciona con un eje B (girando sobre el eje Y) y un eje C (girando sobre el eje Z).


Los ejes rotativos en máquinas estilo muñón se expresan mediante el movimiento de la mesa, mientras que las máquinas giratorias giran sus ejes giratorios girando el eje. Ambos estilos tienen sus propias ventajas únicas. Por ejemplo, las máquinas estilo muñón ofrecen volúmenes de trabajo más grandes, ya que no hay necesidad de compensar el espacio ocupado por el husillo giratorio. Por otro lado, las máquinas giratorias giratorias pueden soportar piezas más pesadas, ya que la mesa siempre está horizontal.