Mecanizado CNC para Maquinaria de Construcción: Precisión, selección de materiales y valores de dureza

Hoy en día, las máquinas de construcción son equipos indispensables para sectores exigentes como la construcción, la minería y la agricultura. Para que estas máquinas funcionen de forma eficaz y duradera, las piezas utilizadas deben ser de alta calidad y duraderas. La producción de las piezas utilizadas en la maquinaria de construcción suele ser Mecanizado CNC se realiza con Este método es superior tanto en precisión como en fiabilidad.

En este artículo examinaremos en detalle los tipos de material y los valores de dureza utilizados en la producción de piezas de maquinaria de construcción.

Tipos y propiedades de los materiales utilizados en la fabricación CNC

La elección del material en la producción de piezas de máquinas de trabajo es un factor decisivo en el rendimiento y la vida útil de la pieza. En general, se prefieren los siguientes tipos de material para el mecanizado CNC:

1. Aceros al carbono (C45, CK45, etc.)

Características: Ofrece alta resistencia, resistencia al desgaste y resistencia al impacto. Suele aplicarse un tratamiento térmico para aumentar la dureza.
Áreas de uso: Ejes, engranajes, elementos de fijación, componentes de cilindros hidráulicos.
Valores de dureza: Suele oscilar entre 45 y 55 HRC tras el tratamiento térmico.

2. Aceros aleados (42CrMo4, 16MnCr5, etc.)

Características: Se utiliza en piezas que soportan grandes cargas gracias a sus propiedades de alta resistencia a la tracción, dureza y tenacidad.
Áreas de uso: Cigüeñales, engranajes de carga pesada y conexiones de brazos de excavadora.
Valores de dureza: Principalmente entre 55-60 HRC, la dureza puede ajustarse según las necesidades.

3. Aceros inoxidables (AISI 304, 316, 420)

Características: Tiene una gran resistencia a la corrosión y proporciona una larga vida útil en entornos húmedos o químicos.
Áreas de uso: Componentes de sistemas hidráulicos, pernos y aplicaciones exteriores.
Valores de dureza: Rango 30-45 HRC, baja dureza pero alta resistencia.

4. Aleaciones de aluminio (7075, 6061, etc.)

Características: Ofrece ligereza y fácil trabajabilidad. Apoyado por tratamientos superficiales para proporcionar resistencia y durabilidad.
Áreas de uso: Piezas móviles ligeras, fijaciones mecánicas.
Valores de dureza: 80-120 HV (Vickers), dureza generalmente baja pero caracterizada por su ligereza.

5. Aleaciones de titanio (Ti-6Al-4V)

Características: Ofrece gran resistencia, poco peso y resistencia a la corrosión. Funciona sin deformarse incluso en condiciones duras.
Áreas de uso: Brazos de excavadora especiales, fijaciones de alto rendimiento.
Valores de dureza: 30-40 HRC, puede ser superior en algunas aplicaciones.

6. Polímeros y materiales compuestos (Delrin, PEEK)

Características: Además de ser resistentes al desgaste y ligeras, tienen un bajo coeficiente de fricción.
Áreas de uso: Rodamientos, rodillos y piezas resistentes a la corrosión.
Valores de dureza: Su dureza suele medirse en la escala Shore D, entre 80-90 Shore D.

Ensayos de dureza de materiales

Los siguientes métodos se utilizan generalmente para el control de la dureza de las piezas mecanizadas por CNC:

Ensayo Rockwell (HRC): Adecuado para aceros duros y aleaciones.
Ensayo Brinell (HB): Se aplica a superficies grandes y rugosas.
Prueba Vickers (HV): Se utiliza para mediciones finas y precisas.

Estos ensayos verifican las propiedades mecánicas de los materiales y garantizan la idoneidad de las piezas de la máquina para las duras condiciones de funcionamiento.

Importancia de la dureza y la durabilidad en la fabricación CNC

La dureza de las piezas de la máquina de trabajo determina sus propiedades, como la resistencia al desgaste y al impacto. En el proceso de mecanizado CNC, se pueden aplicar los siguientes procesos para aumentar la dureza:

Tratamiento térmico: La resistencia a la tracción se refuerza aumentando la dureza.
Nitración y carbonización: Se aumenta la dureza superficial de las piezas y se proporciona resistencia al desgaste.
Operaciones de revestimiento: Se prefieren métodos como el galvanizado y el fosfatado que aumentan la resistencia a la corrosión.

Piezas producidas por CNC y breve información sobre maquinaria de construcción

El mecanizado CNC es uno de los métodos más eficaces utilizados para producir componentes críticos de maquinaria de construcción. Las piezas utilizadas en la maquinaria de construcción deben tener características como soportar grandes cargas, ser resistentes a las duras condiciones ambientales y tener una larga vida útil. He aquí las piezas de maquinaria de obra producidas con tecnología CNC y sus breves descripciones:

1. Perno (Pin)

Área de uso: Se utiliza para fijar piezas móviles en los puntos de conexión de las máquinas de construcción.
Características: Ofrece una gran durabilidad y resistencia al desgaste. Suele fabricarse con aceros al carbono y endurecerse mediante tratamiento térmico.
Material típico: C45, 42CrMo4.
Valor de dureza: 45-55 HRC.

2. Vástagos de cilindros hidráulicos

Área de uso: Son los componentes móviles de los sistemas hidráulicos de excavadoras, cargadoras y grúas.
Características: La calidad de la superficie lisa y la resistencia a la corrosión son importantes. El cromado se aplica después del mecanizado.
Material típico: 42CrMo4 o acero inoxidable (AISI 420).
Valor de dureza: 50-60 HRC.

3. Ejes (Shafts)

Área de uso: Piezas que proporcionan movimiento de rotación y transfieren potencia entre engranajes y cojinetes.
Características: Posee una gran solidez y resistencia a los impactos. Mecanizado de precisión con arranque de viruta.
Material típico: C45, 16MnCr5.
Valor de dureza: 40-50 HRC, 60 HRC tras nitruración en algunas aplicaciones.

4. Engranajes

Área de uso: Se utiliza para la transmisión de potencia y par en mecanismos móviles de maquinaria de construcción.
Características: Requiere una gran resistencia al desgaste y un funcionamiento silencioso. Mecanizado CNC en dimensiones precisas.
Material típico: 42CrMo4, 16MnCr5.
Valor de dureza: La dureza de la superficie suele ser de 55-60 HRC.

5. Cigüeñales

Área de uso: Pieza fundamental en los componentes del motor que convierte el movimiento del pistón en movimiento de rotación.
Características: Tiene una gran solidez y resistencia a la fatiga. El rectificado se aplica después del mecanizado.
Material típico: Acero 42CrMo4, 4140.
Valor de dureza: 50-55 HRC.

6. Componentes de brazos y articulaciones

Área de uso: En los brazos de excavadoras y cargadoras, forma las partes móviles de los puntos de articulación.
Características: Es resistente a los impactos y a la deformación. Mecanizado de precisión en máquinas CNC.
Material típico: Acero C45, S355.
Valor de dureza: 45-50 HRC.

7. Soportes de rodamientos

Área de uso: Garantiza una transmisión suave y silenciosa de los movimientos giratorios.
Características: Debe ser resistente a la abrasión y estar mecanizado con unas dimensiones precisas.
Material típico: Acero inoxidable (AISI 420) o aceros al carbono.
Valor de dureza: 50-60 HRC.

8. Cuerpos de válvulas hidráulicas

Área de uso: Son componentes del sistema que garantizan la orientación correcta de los fluidos hidráulicos.
Características: Tiene unas dimensiones de orificio y unas propiedades de sellado precisas.
Material típico: Fundición, aleaciones de aluminio.
Valor de dureza: Normalmente 30-40 HRC.

9. Dientes de cuchara excavadora

Área de uso: Se utiliza para raspar material en las partes excavadoras de excavadoras y cargadoras.
Características: Tiene una gran resistencia al desgaste.
Material típico: Acero al manganeso (acero Hadfield).
Valor de dureza: La dureza superficial suele ser superior a 50 HRC.

10. Cubos de rueda y ejes

Área de uso: Son componentes de las ruedas que proporcionan el movimiento de la maquinaria de construcción.
Características: Debe tener una gran resistencia y capacidad de carga.
Material típico: 42CrMo4, 4140.
Valor de dureza: 40-50 HRC.

El papel de la fabricación CNC en las piezas de maquinaria de construcción

El mecanizado CNC permite fabricar piezas de máquinas de trabajo con gran precisión. Precisión milimétrica, repetibilidad y eficiencia del material Es una de las ventajas destacadas de la tecnología CNC. Además, este método ofrece un proceso de fabricación personalizable para satisfacer requisitos de diseño específicos. En términos de rigidez, durabilidad y calidad, las piezas producidas con máquinas CNC se adaptan fácilmente a aplicaciones industriales exigentes.

Esta información le permitirá comprender la importancia de la tecnología CNC en el sector de la maquinaria de construcción y los detalles de las piezas fabricadas con esta tecnología. Especialmente para los fabricantes, la selección de materiales y los valores de dureza desempeñan un papel decisivo en el rendimiento y la vida útil de las piezas.

Conclusión

Las máquinas de construcción deben tener un alto nivel de fiabilidad y durabilidad en condiciones de trabajo duras. El mecanizado CNC mejora el rendimiento de las máquinas de construcción cumpliendo estas normas con la selección de materiales y los valores de dureza adecuados. Diversos materiales, como el acero, el aluminio, el titanio y los polímeros, se mecanizan de forma especial y personalizada para diferentes áreas de aplicación. El control de calidad se garantiza mediante pruebas de dureza, produciendo piezas duraderas y fiables.