Independientemente de la precisión de las máquinas CNC, las variaciones entre trabajos y piezas son inevitables. Sin embargo, se espera que las piezas y componentes funcionen según lo planeado independientemente de estas variaciones. Esa es la esencia de las tolerancias de mecanizado CNC.
Las tolerancias definen el margen de error aceptable, que puede ser tanto cuantitativo como cualitativo por naturaleza. Las tolerancias tienen una relevancia significativa en el mecanizado CNC porque pueden afectar directamente el costo de una pieza.
Los operadores de CNC utilizan varias tolerancias, incluyendo tolerancia geométrica, tolerancia dimensional, tolerancia de angularidad, tolerancia de posición, tolerancia de descentramiento y tolerancia de acabado superficial, entre otras.
Aquí, discutimos estos tipos de tolerancias y algunos consejos para usar estos márgenes de error.
¿Qué es la tolerancia de mecanizado CNC?
La tolerancia de mecanizado CNC se refiere a la variación máxima permitida entre la dimensión ideal del plano y la dimensión real de la pieza mecanizada CNC. Esta variación se indica mediante un valor después de un símbolo ±.
Por ejemplo, si el diámetro del eje del plano es de 50 mm con una tolerancia de ±0,05 mm, el diámetro del eje puede estar en cualquier lugar entre 49,95 mm y 50,05 mm, y pasar los controles de calidad.
Diferentes tipos de tolerancias de mecanizado CNC
Las tolerancias de mecanizado se pueden categorizar como tolerancias límite, tolerancias estándar, tolerancias unilaterales, tolerancias bilaterales y Dimensionamiento y Tolerancia Geométrica (GD&T).
Tolerancia estándar
Esta es una tolerancia predeterminada que los fabricantes aplican a piezas comunes. Se aplica donde el nivel de precisión es mínimo. Las piezas estándar como tuberías, ejes y arandelas generalmente se alinean con este tipo de tolerancia de mecanizado CNC.
Las tolerancias estándar se originan de organizaciones de ingeniería establecidas, por ejemplo, la Organización Internacional de Normalización (ISO).
Aunque un fabricante puede decidir establecer tolerancias de mecanizado personalizadas, existen tolerancias de mecanizado estándar y son una guía confiable. La más común es la ISO 2768, que cubre las siguientes tolerancias;
- Planicidad
- Perpendicularidad
- Redondez
- Rectitud
- Simetría
Tolerancia límite
La tolerancia límite indica el límite superior o inferior aceptable de una dimensión. Cualquier valor dentro de los límites es aceptable. Las tolerancias límite generalmente se escriben para mostrar el rango, en lugar de la notación más-menos.
Por ejemplo, en lugar de expresarse como 20 ± 2 mm, se escribe como 18 mm – 22 mm.
Tolerancia bilateral
Para la tolerancia bilateral, la dimensión puede variar en ambas direcciones (positiva y negativa). La dimensión de un componente es aceptable siempre que se encuentre dentro de los dos límites. Tenga en cuenta que, a diferencia de la tolerancia límite, la tolerancia bilateral se expresa en la notación más/menos.
Tolerancia bilateral
Entonces, si los límites son +0,05 y -0,05, la tolerancia bilateral se expresa como 20,00 ± 0,05 mm.
Tolerancia unilateral
Diferente de la tolerancia bilateral, la tolerancia unilateral indica que la dimensión puede desviarse en una sola dirección, positiva o negativa. Considere una tolerancia unilateral expresada como +0,000/ -0,004 mm.
Tolerancia unilateral
Esto implica que se permite que la dimensión final sea 0,004 mm más pequeña que el valor nominal. Las dimensiones más grandes que el valor nominal son inaceptables.
Dimensionamiento y Tolerancia Geométrica (GD&T)
GD&T (Dimensionamiento y Tolerancia Geométrica) es un nivel superior de expresión y definición de tolerancias de mecanizado. Es más un lenguaje universal que los ingenieros usan para comunicar la forma, orientación y ubicación de las variaciones en una pieza.
La tolerancia límite, la tolerancia unilateral y la tolerancia bilateral se denominan colectivamente tolerancias dimensionales y son adecuadas para trabajos básicos de mecanizado CNC. GD&T y otras entran en juego cuando el trabajo es de alta precisión y crítico.
Importancia de las tolerancias de mecanizado
Incluso la máquina CNC más avanzada muestra cierto nivel de variación en la producción porque las herramientas de corte se desgastan y también entran en juego otros factores. Por lo tanto, los fabricantes aplican tolerancias de mecanizado, especialmente donde hay acoplamiento y ensamblaje de piezas.
La importancia de las tolerancias de mecanizado es múltiple, ya que toca elementos que incluyen desperdicio de material, recursos empresariales, tiempo de inactividad y control de calidad.
Desperdicio de material
Si se insiste en las especificaciones exactas del diseño, muchas piezas se desperdiciarían. Eso significa producir muchos artículos inutilizables. Las tolerancias de mecanizado dan espacio para variaciones, por lo que el desperdicio se minimiza y más artículos son viables.
Recursos empresariales
Las tolerancias de mecanizado ajustadas que emanan de una banda innecesariamente estricta pueden desencadenar gastos empresariales evitables. Debe haber un equilibrio saludable entre la necesidad de precisión de mecanizado y una banda de tolerancia flexible para garantizar que se utilicen recursos mínimos.
Tiempo de inactividad
Se fomenta el reemplazo rápido de piezas para minimizar el tiempo de inactividad. La intercambiabilidad de piezas se mejora con las tolerancias de mecanizado. Si falla una pieza del sistema, puede ser fácilmente reemplazada por otra sin afectar la funcionalidad. Esta estrategia también previene el tiempo de inactividad.
Piezas mecanizadas CNC idénticas
Garantía de calidad
Los equipos de mecanizado CNC pueden confiar en las tolerancias para formular límites de aceptabilidad de un producto. Esto mejora la satisfacción del usuario y potencialmente contribuye a la rentabilidad de una empresa.
Puntos a recordar al elegir tolerancias de mecanizado CNC
Al seleccionar las tolerancias de mecanizado óptimas, los fabricantes deben priorizar el costo, la fabricabilidad, el cumplimiento y la funcionalidad. Aspectos como el tipo de material de mecanizado, los requisitos específicos de la industria, el presupuesto, el tiempo disponible y el tipo de mecanizado CNC son excelentes guías.
Determinar las propiedades del material
Es importante entender que los materiales tienen diferentes propiedades, y estas determinan sus respuestas únicas al mecanizado CNC. Por ejemplo, el titanio es más duro que el acero dulce, por lo que los enfoques de mecanizado CNC para los dos metales son diferentes.
Considerar el tipo de mecanizado CNC
Aún sobre el proceso de mecanizado CNC, el tipo de proceso elegido puede afectar las tolerancias. El fabricante debe considerar las fortalezas y limitaciones de una máquina a la luz de los resultados esperados.
Los requisitos específicos de la industria importan
La rigidez de la tolerancia a veces está ligada al tipo de industria que usa las piezas. Las industrias aeroespacial, médica y otras críticas son reconocidas por sus tolerancias más ajustadas para un ajuste y funcionamiento suave de los componentes.
Un componente de tolerancia ajustada
El cliente y el fabricante siempre deben establecer los requisitos exactos de precisión para las piezas.
La duración de la inspección
El tiempo de inspección es otra consideración crítica. Alcanzar requisitos de tolerancia más altos lleva un tiempo relativamente más largo que para tolerancias más holgadas.
El presupuesto
Siguiendo el mismo argumento, las tolerancias de mecanizado más ajustadas normalmente cuestan más de lograr. La calidad de las herramientas, el número de ajustes y el nivel de experiencia necesarios son más altos porque impactan el presupuesto de mecanizado.
Conclusión
En ProleanMFG, las tolerancias de mecanizado CNC son una parte fundamental de la fabricación de piezas. Los ingenieros están familiarizados con todas las tolerancias y los requisitos que las acompañan, y están listos para apoyarle con servicios de mecanizado CNC de calidad.
