¿Qué es el diseño de máquinas herramienta?
El diseño de máquinas herramienta implica el diseño, construcción y construcción de máquinas herramientas utilizadas para una variedad de propósitos industriales. Los tipos de máquinas herramientas comúnmente utilizadas en las industrias actuales incluyen tornos, máquinas de perforación y fresadoras, así como máquinas de transferencia, rectificado y rectificado. Cada diseño de máquina herramienta debe tener en cuenta la carga que deberá manejar la máquina, quién la utilizará y las tensiones en los componentes clave, así como sus requisitos de potencia y la cantidad de su función que se automatizará.
El diseñador de la máquina debe centrarse en varios aspectos clave de los diversos tipos de máquinas herramienta. El primero de ellos es el marco, o chasis, sobre el cual se construye la herramienta. Puede ser un bastidor fundido, fabricado o construido que albergará todos los motores, mesas y controles que requiere la herramienta. A menudo, estos marcos están construidos de acero o hierro fundido, pero un diseño moderno de máquina herramienta también puede utilizar un marco de plástico compuesto. La función clave del marco es que debe ser capaz de resistir y amortiguar los efectos de las vibraciones, el calor y el sonido a largo plazo para que la herramienta sea más efectiva y confiable.
Otros componentes a menudo incluidos en el diseño de una máquina herramienta son las correderas y los rieles, que son guías que permiten el movimiento de mesas y husillos. Existen dos formas principales para estos. El deslizamiento en forma de caja, o riel, es el estándar y el más fácil de construir, con buena capacidad de amortiguación y resistencia a los golpes, aunque a menudo es difícil de reparar y reemplazar. El diseño de la vía de rodillos incorpora un rodamiento entre la corredera y el riel, lo que lo hace más versátil y más fácil de colocar. Sin embargo, los diseños con forma de rodillo ocupan más espacio en el piso y, debido a su mayor complejidad, generalmente son más caros de construir.
Los motores eléctricos en el diseño de máquinas herramienta vienen en una de tres variedades. Los motores de husillo son los más comunes y son accionados por eje. Los motores de alimentación dan potencia a los deslizadores que mueven las mesas de trabajo, y a menudo se los conoce como servomotores. Los motores lineales proporcionan movimiento en una dirección lineal a través de un rotor conectado a la corredera, y generalmente son pequeños y livianos.
El diseño de una máquina herramienta también debe tener controles, que pueden ser manuales o basados en varios microprocesadores, como el controlador lógico programable (PLC). El software que funciona con el PLC genera una pieza de máquina herramienta que utiliza programas de fabricación asistida por computadora (CAM) y software de control numérico por computadora (CNC) para ejecutar CAM y ejecutar la herramienta. Este software controla herramientas extraíbles y brocas hechas de carburo de tungsteno endurecido que son el punto focal del diseño de la máquina herramienta.
Se espera que el mercado de máquinas herramienta continúe creciendo, alimentando una necesidad siempre presente de graduados en diseño de máquinas herramienta. Las estimaciones indican que en el año 2015, será una industria global de $ 80.7 mil millones de dólares (USD), que abastecerá a naciones de toda Europa y Asia en industrias como la aeroespacial, la generación eólica y la automotriz. El mercado de América del Norte se considera maduro, mientras que los equipos de máquinas herramienta para el corte, rectificado, afilado, así como tornos, fresadoras y más serán reemplazados por modelos más nuevos que tienen una gran demanda en otros lugares.