Automatizando las operaciones de acabado intensivas en mano de obra

En la parte superior de esta lista de operaciones manuales se encuentran las de acabado secundario que se realizan fuera de línea para eliminar el exceso de material en la fabricación de piezas. Hoy en día, gran parte de este trabajo todavía se realiza a mano con herramientas oscilantes, amoladoras, limas, almohadillas abrasivas y cepillos de alambre.

Afortunadamente, las operaciones secundarias como el pulido y el pulido se pueden lograr utilizando una variedad de herramientas abrasivas montadas en el portaherramientas y carrusel de máquinas CNC sin desconectar la pieza. La mejor noticia es que, además de reducir los requisitos de mano de obra en el taller, completar el acabado de la superficie simultáneamente en la misma operación que el mecanizado también acelera la producción de piezas de gran volumen.

Desbarbado de agujeros cruzados

"Cuando la economía comience a recuperarse en los próximos meses, los talleres mecánicos se verán impulsados ​​a seguir buscando la manera de aumentar la eficiencia y una forma es a través de la automatización de los procesos fuera de línea", dice Tim Urano, gerente de calidad de Wolfram Manufacturing, una compañía que mecaniza piezas metálicas con geometrías complejas en máquinas de 4 y 5 ejes. "Entonces, cada vez que podemos incorporar operaciones secundarias directamente en el proceso de mecanizado, ahorramos tiempo, dinero y también reducimos nuestros requisitos de mano de obra interna".

Según Urano, Wolfram Manufacturing produce una variedad de piezas complejas con agujeros pasantes y, por lo tanto, ha automatizado el proceso de desbarbado de agujeros cruzados. La eliminación de rebabas y bordes afilados en los orificios perforados cruzados y otras áreas de difícil acceso, tales como muescas, ranuras u orificios internos es crítica. No eliminar las rebabas puede causar bloqueos o crear turbulencias en el flujo de líquidos o gases a través de pasajes críticos.

Para hacer esto, el taller de máquinas incorpora Flex-Hones de Brush Research Manufacturing (BRM) en una variedad de tamaños en sus carruseles de herramientas. Estas herramientas se caracterizan por pequeños glóbulos abrasivos que se montan permanentemente en filamentos flexibles. El producto es una herramienta flexible y de bajo costo utilizada para superficies sofisticadas, desbarbado y redondeado de bordes. Las herramientas de bruñido están disponibles en una variedad de tipos de abrasivos, tamaños y selecciones de grano.

Urano dice que estas herramientas se han instalado durante ocho años y se usan a diario, generalmente varias veces por hora, en algunas de las piezas de mayor volumen del taller.

"En una parte determinada, podríamos implementar dos o tres herramientas de diferentes tamaños, dependiendo de la cantidad de intersecciones cruzadas y diferentes tamaños de agujeros", explica Urano. "Es muy fácil colocar un Flex-Hone en un portaherramientas, darle un ciclo de trayectoria simple y dejarlo funcionar".

 “Las piezas que fabricamos son complejas y tienen muchos agujeros que se cruzan, por lo que confiar en una persona para repetir ese proceso cada vez al nivel de calidad requerido siempre introducirá alguna inconsistencia potencial allí. Sin embargo, si solo deja que la máquina CNC haga su trabajo, logrará resultados más consistentes”, agrega Urano.

La misma herramienta también se puede utilizar para crear un acabado superficial alto en los orificios internos del actuador de un conjunto de válvula que fabrica el taller. Como parte de un proceso de múltiples pasos, Wolfram Manufacturing utiliza un Flex-Hone de grano grueso para suavizar cualquier irregularidad que quede durante la perforación y termina el orificio con una herramienta de grano fino.

Removiendo rebabas en agujeros críticos

Además del bruñido, hay una variedad de otras operaciones de acabado que pueden automatizarse utilizando cepillos abrasivos de nylon en diseños de disco, rueda, copa y cepillo final. Cuando una aplicación requiere acabado de superficie, limpieza, pulido, desbarbado, redondeado de bordes o eliminación de pintura, óxido u otra contaminación, este tipo de herramientas son la solución ideal. En algunos casos, estas herramientas multipropósito pueden incluso eliminar las operaciones de mecanizado realizadas tradicionalmente por herramientas de chaflán y fresas frontales.

Para JR Precision & Welding, un taller de máquinas en Houston, Texas, el problema de eliminar grandes rebabas de agujeros mecanizados en una pieza de aleación de acero AISI4140 extremadamente dura utilizada para armas de fuego era un desafío. Para eliminar estas rebabas, la compañía decidió automatizar el proceso utilizando un cepillo abrasivo de rueda de nylon de 3" de diámetro con filamentos de carburo de silicio.

Las rebabas generaban una forma indeseada en ciertos agujeros indispensables para la salida controlada de gases. El cilindro de las armas estaba hecho de acero 4140, que es una aleación de acero al 1% de cromo y molibdeno que generalmente está endurecido y templado a una resistencia a la tracción de 850 - 1000 MPa. Según James Mawazeb, director de operaciones e ingeniero principal de JR Precision & Welding, el nylon abrasivo se adapta bien al portaherramientas de 5 ejes del taller y a los portaherramientas existentes.

"Además de eliminar las grandes rebabas, el cepillo de rueda también proporcionó un suave redondeo a los borde a los puertos para que no fueran afilados sin afectar el acabado de la superficie", dijo Mawazeb.

Automatizando el acabado en agujeros pequeños

Incluso los cepillos miniaturizados, de tamaños tan pequeños como 0.014” en nylon abrasivo, acero al carbono, acero inoxidable y filamentos abrasivos de diamante pueden usarse con adaptadores en equipos CNC. Estas herramientas son ideales para desbarbar roscas internas y externas. Las roscas internas a menudo tienen micro rebabas en las entradas y salidas de los agujeros, en las crestas de los hilos y en la mayoría de los bordes de las ranuras. Las roscas externas en pernos, tornillos y husillos tienen problemas similares, particularmente al comienzo de la rosca.

Independientemente del tipo de operación de acabado o herramienta abrasiva utilizada, la automatización de procesos secundarios es una forma en que los talleres mecánicos pueden reducir la mano de obra innecesaria en el taller para reemplazar al personal que debe permanecer en casa y mantener el distanciamiento social en el futuro.