Para mecanizar piezas, las máquinas herramientas juegan un papel clave y para que las distintas máquinas funcionen de manera adecuada, garantizando la ejecución de los trabajos, así como resultados de calidad, es indispensable que cuenten con un sistema de amarre o utillaje óptimo.
Utillaje o sistema de amarre
Los utillajes y sistemas de amarre son una serie de herramientas o útiles cuya función principal es sujetar la materia prima a la máquina. Básicamente se trata de la parte de la máquina herramienta a la que va agarrada la pieza para que no se mueva ni caiga mientras se realiza el mecanizado. Pero no cualquier tipo de amarre es válido, sino que para sujetar a la pieza debe tener unas características especiales.
Para empezar, debe de ser lo suficientemente rígido para poder soportar la fuerza, presión, altas temperaturas y las velocidades rápidas que se aplican durante el proceso de mecanizado. Los utillajes deben garantizar, además, que la pieza no se deforme al estar sujetas a ellos, a la vez que deben de sujetarla de tal manera que no dejen marcas en la superficie de dichas piezas.
Tipos de utillajes por la forma de las piezas
Hay dos tipos de utillajes que varían en función de la forma de la pieza que se va a mecanizar. En primer lugar se encuentra el utillaje estándar o común que es ideal para agarrar piezas de todo tipo, pero que cuenten con medidas determinadas. Por otra parte están los utillajes específicos, que se fabrican a medida y atendiendo al diseño de la pieza.
Las máquinas herramientas más utilizadas para el mecanizado de piezas son el torno y la fresadora. Este tipo de máquinas tienen sus propios utillajes y pueden ser estándares, aunque también específicos. Pero, ¿cuándo se utiliza cada uno?
En el torno se suelen emplear platos de garras duras, de arrastre y contrapuntos (utillaje estándar), pero también es posible usar platos blandos diseñados a medida (utillaje específico).
Para los trabajos que se realizan en una fresadora, generalmente se emplean mordazas hidráulicas o mecánicas (sistema de amarre rápido), así como platos divisores (utillaje estándar); cuando la pieza a mecanizar lo requiere, se fabrican utillajes modulares diseñados según las necesidades de mecanizado de la pieza. De lo anterior se deduce que un utillaje estándar o específico puede, a su vez, ser un sistema de amarre rápido o mecánico. Pero, ¿en qué consisten?
Tipos de utillaje según su tecnología
Los sistemas de amarre de las piezas también pueden clasificarse según el tipo de tecnología que empleen. Así, el utillaje puede ser mecánico, pero también se encuentra el sistema de amarre rápido, que usa una tecnología mucho más avanzada.
Utillaje mecánico
En este sistema de fijación, la fuerza se ejerce de forma manual a través de algún mecanismo irreversible (aunque el operario deje de aplicar fuerza, la pieza seguirá sujeta y firme); esto ayuda a mantener la presión. Dentro de los distintos utillajes mecánicos podemos encontrar:
- Bridas: ampliamente utilizadas en las fresadoras para hacer trabajos múltiples como prensado y estampado.
- Abrazaderas: empleadas en el mecanizado de piezas en serie.
- Cadenas: ideales para la sujeción de piezas cilíndricas.
- Escuadras: que sirven como complemento de amarre o mesa de amarre en las fresadoras y mandrinadoras.
- Sistemas de elevación mecánica: se emplean para nivelar piezas cuando no se cuenta con una superficie plana.
- Mordaza o prensa mecánica: ampliamente utilizadas para la sujeción de piezas. Gracias a la industria 4.0 ahora estas mordazas permiten potencia en el amarre y durabilidad.
- Plato de garras: empleados en los tornos paralelos u horizontales y centros de mecanizado y taladros.
Sistema de amarre rápido
El sistema de amarre rápido es el más utilizado en la industria 4.0, es decir, la industria que busca que todos o casi todos los procesos de mecanizado sean automáticos y con la mínima intervención de los operarios. Un sistema de amarre rápido puede ser hidráulico o mecánico, pero, ¿cuál es mejor?
El sistema neumático es aquel en el que la fuerza de sujeción se hace a través de un cilindro y con el aire como actor principal para obtener presión, a través de un circuito cerrado. Este tipo de amarre se caracteriza por ser rápido, por ser automatizable y compensar diferencias. Por su parte, el sistema hidráulico, es aquel en el que la fuerza se transmite a través de un cilindro y la presión se obtiene del aceite que corre por un circuito cerrado. Este tipo de amarre rápido ofrece las mismas ventajas que el neumático, pero tiene un añadido y es que la fuerza de amarre se puede controlar; algo que no sucede con el amarre neumático.¿Y cuáles son los amarres rápidos más utilizados? Es destacable que se tratan de los mismos utillajes mecánicos, pero con un añadido tecnológico que permite que el proceso sea automatizado. Hay platos de garras neumáticos que se caracterizan porque las garras se abren y cierran cuando pasa la presión neumática; también encontramos mordazas con sistemas hidráulicos y no neumáticos en los que los cambios son mucho más rápidos. Y, por último, es posible adaptar placas de sujeción por vacío, que aspiran la pieza utilizando ventosas neumáticas.
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