Proceso de fabricación del bancada de un torno

El proceso de fabricación del bancada de un torno implica varios pasos, diseñados para garantizar la precisión, resistencia y estabilidad del bancada, con el fin de satisfacer las necesidades de mecanizado de alta precisión del torno. A continuación, se presenta un resumen de los principales procesos de fabricación del bancada del torno y los puntos clave de la tecnología, recopilados a partir de la información existente:

1. Selección de materiales

• Materiales comunes: Los bancadas de los tornos suelen estar hechos de fundición gris de alta resistencia (como HT250 o HT300), debido a su buena resistencia a las vibraciones, rigidez y resistencia al desgaste. Algunas máquinas herramienta de alta precisión pueden utilizar fundición nodular o estructuras soldadas de chapa de acero.
• Razón: La fundición gris tiene excelentes propiedades de fundición y capacidad de amortiguación, lo que la hace adecuada para soportar fuerzas de corte y vibraciones; las estructuras de acero se utilizan para requisitos de aligeramiento o diseño especial.

2. Fundición (o soldadura)

• Proceso de fundición:
  • Diseño del molde: Fabricación de moldes de arena o moldes metálicos de precisión según los planos de diseño del bancada, garantizando la precisión de las dimensiones y la forma de la pieza fundida.
  • Fusión y colada: Fusión de la fundición gris utilizando un horno de inducción de frecuencia media, controlando la composición química (como el contenido de carbono y silicio). Durante la colada, es necesario garantizar una temperatura uniforme para evitar defectos como porosidades y contracciones.
  • Enfriamiento y limpieza: Después de enfriar la pieza fundida, se realiza una limpieza con chorro de arena o granallado para eliminar las partículas de arena y la cascarilla de óxido de la superficie.
• Proceso de soldadura (si se utiliza una estructura de acero):
  • Corte de placas de acero de alta resistencia para dar forma y ensamblar el bastidor del bancada mediante soldadura.
  • Es necesario realizar un tratamiento de recocido para eliminar las tensiones de soldadura y garantizar la estabilidad estructural.

3. Desbaste

• Objetivo: Eliminar el exceso de material de la superficie de la pieza fundida o soldada, dando forma inicial.
• Equipo: Fresadora de pórtico grande, mandrinadora o centro de mecanizado CNC.
• Proceso:
  • Mecanizado de la superficie de referencia: Determinación de la superficie de referencia del bancada (como la superficie inferior o la superficie de la guía), garantizando la precisión de posicionamiento para el mecanizado posterior.
  • Fresado: Fresado en bruto de las principales superficies planas del bancada (como la superficie de montaje de la guía, la superficie inferior), dejando un margen de mecanizado (generalmente de 2 a 5 mm).
  • Taladrado: Mecanizado de orificios de montaje, ranuras para refrigerante y otras estructuras, garantizando la precisión de la posición de los orificios.

4. Tratamiento térmico

• Tratamiento de envejecimiento:
  • Envejecimiento natural: Colocación de la pieza fundida durante varios meses o hasta un año, dependiendo del entorno natural para eliminar las tensiones internas, bajo costo pero ciclo largo.
  • Envejecimiento artificial: Eliminación de las tensiones residuales mediante envejecimiento por vibración o envejecimiento térmico (calentamiento a 500-600°C y posterior enfriamiento lento), mejorando la estabilidad dimensional.
• Objetivo: Reducir la deformación durante el mecanizado y el uso posteriores, garantizando la estabilidad a largo plazo del bancada.

5. Acabado

• Equipo: Fresadora de pórtico CNC de alta precisión, rectificadora o rectificadora de guías.
• Proceso:
  • Mecanizado de la superficie de la guía: La superficie de la guía del bancada del torno es una parte crítica, que requiere una alta planitud y un acabado superficial (Ra0.8-1.6). Generalmente se utiliza un fresado de precisión seguido de rectificado, o se mecaniza directamente con una rectificadora de guías.
  • Control de planitud: El error de planitud de la superficie de la guía debe controlarse dentro de 0.01-0.02mm/m.
  • Acabado del sistema de orificios: Mandrinado o escariado de los orificios para el montaje del cabezal, el contrapunto, etc., garantizando la coaxialidad y la precisión de la posición.
  • Endurecimiento superficial (opcional): Templado de alta frecuencia o tratamiento de revestimiento de plástico (como revestimiento de cinta blanda de guía de PTFE) en la superficie de la guía, mejorando la resistencia al desgaste y la resistencia a la adherencia.

6. Tratamiento superficial

• Pulido o pintura: Pulido o pintura con pintura antioxidante en las superficies no funcionales, mejorando la apariencia y la resistencia a la corrosión.
• Ranura de lubricación de la guía: Mecanizado de ranuras de aceite lubricante o instalación de un sistema de lubricación, garantizando un funcionamiento suave y estable a largo plazo de la guía.

7. Inspección y calibración

• Equipo de inspección: Máquina de medición de coordenadas, interferómetro láser, nivel, etc.
• Contenido de la inspección:
  • Precisión geométrica: Comprobación del paralelismo, la planitud y la rectitud de la superficie de la guía.
  • Precisión de la posición: Verificación de la tolerancia de posición y la coaxialidad del sistema de orificios.
  • Calidad de la superficie: Medición de la rugosidad y la dureza de la superficie.
• Calibración: Si se detectan desviaciones, se utiliza el proceso de raspado (manual o mecánico) para realizar una corrección mínima en la superficie de la guía, garantizando la precisión.

8. Montaje y puesta en marcha

• Montaje: Instalación del cabezal, el contrapunto, el portaherramientas y otros componentes en el bancada, ajustando la precisión de ajuste de cada componente.
• Puesta en marcha: Realización de una prueba de funcionamiento, comprobación de la vibración, el ruido y la precisión de mecanizado del bancada, y ajuste fino de la guía o nuevo raspado si es necesario.

Puntos clave de la tecnología

• Selección de parámetros de corte: Selección razonable de la velocidad de corte, el avance y la profundidad de corte en función del material y la etapa de mecanizado, evitando el desgaste excesivo de la herramienta o la deformación de la pieza de trabajo.
• Control de precisión: La precisión de mecanizado de la superficie de la guía afecta directamente al rendimiento de mecanizado del torno, por lo que es necesario controlar estrictamente la planitud y la rectitud.
• Eliminación de tensiones: El tratamiento térmico después de la fundición o la soldadura es un paso clave para evitar la deformación durante el uso a largo plazo.
• Selección del equipo: Los bancadas grandes requieren el uso de máquinas herramienta CNC de gran recorrido (como fresadoras de pórtico) para garantizar la eficiencia y la precisión del mecanizado.