Diferencia entre exactitud y precisión en el mecanizado de producción

Desde la llegada de las máquinas de control numérico por computadora (CNC), los procesos de mecanizado se han vuelto mucho mejores y más manejables. Los fabricantes han recurrido a la aplicación de estas herramientas sustractivas en la fabricación de varios productos personalizados con menos tolerancia al error.

De hecho, las máquinas CNC cumplen con los dos estándares de calidad principales en el mecanizado de producción:precisión y exactitud. Aun así, la mayoría de las personas usan estos términos indistintamente aunque tienen variaciones esenciales. Por lo tanto, este artículo analiza detalladamente la diferencia entre exactitud y precisión en el mecanizado de producción.

¿Cuál es la definición de precisión?

La precisión es una métrica que define la proximidad de dos o más resultados o mediciones entre sí. Este término es uno de los términos más importantes utilizados en el mecanizado. De forma simplificada, la precisión en el mecanizado se refiere a la reproducibilidad o repetibilidad de múltiples componentes con dimensiones cercanas al fabricar.

La importancia de la precisión

Las máquinas de precisión son fundamentales en las industrias modernas, ya que afectan directamente la reproducibilidad, la precisión y la eficiencia del mecanizado. Hoy en día, la demanda de fabricación de microproductos o componentes con microcaracterísticas sigue creciendo en gran medida.

Mientras tanto, el mecanizado de estas piezas en grandes volúmenes requiere métodos de diseño y dinámicas de mecanizado más precisos para cumplir con los requisitos especificados. Por lo tanto, la precisión es importante en las operaciones de mecanizado, ya que refleja la capacidad de un proceso de fabricación o una máquina para reproducir las medidas casi exactas de las piezas fabricadas de manera uniforme.

Precisión en el Mecanizado

En gran medida, las máquinas CNC expresan la repetibilidad de las dimensiones medidas al eliminar el exceso de material, creando así piezas con tolerancias en un rango pequeño. Sin embargo, las mediciones de precisión de estas piezas deben realizarse en las mismas condiciones para evitar desviaciones o errores no deseados. Cuanto mayor es la precisión de las herramientas de mecanizado, más cerca están los componentes fabricados.

Precisión frente a tolerancias

Al mismo tiempo, los maquinistas especifican o establecen límites de tolerancia estándar para tener en cuenta las ligeras variaciones entre las piezas fabricadas con la misma máquina. Explícitamente, la tolerancia se refiere al rango permisible de desviación entre las dimensiones correspondientes de las piezas mecanizadas. En el diseño y la fabricación, los límites de tolerancia estándar suelen ser números pequeños determinados por los fabricantes en función de la función, la forma y el ajuste de una pieza.

Las tolerancias de mecanizado CNC estándar suelen establecerse en +/- 0,127 mm. Más aún, los maquinistas expertos establecen las tolerancias de mecanizado más estrictas en el rango de +/- 0,0254 mm, aproximadamente equivalente al tamaño de un cabello humano. Mantener y adherirse a estos estrictos límites de tolerancia garantiza que las diferencias menores no afecten la precisión o la funcionalidad de la pieza.

¿Cuál es la definición de precisión?

Este es otro término común que se aplica al mecanizado. La precisión es una métrica que define la proximidad de un valor medido al valor de referencia o estándar. Para explicar este concepto en el contexto del mecanizado, la precisión se refiere al grado de proximidad con el que una pieza de trabajo fabricada coincide con los requisitos generales especificados en el diseño.

En el mecanizado, la precisión depende de las herramientas, la estructura cinemática y el tipo de material o pieza de trabajo. Una máquina precisa realizará un proceso de mecanizado particular o una combinación de instrucciones como corte, mandrinado, rectificado y taladrado según lo previsto por el fabricante o el operador.

La importancia de la precisión

Por ejemplo, si un maquinista experto ingresa un código en una máquina para cortar una pieza de trabajo a una longitud de 50 mm, un dispositivo preciso realizará el corte exacto de 50 mm sin errores. Sin embargo, es extremadamente difícil obtener o crear las mismas piezas sin ligeras diferencias en dimensiones específicas como el diámetro, el ancho y la longitud de las piezas mecanizadas.

Por este motivo, los expertos utilizan datos de medición basados ​​en la precisión para reflejar los errores de una máquina o proceso de fabricación. Por lo tanto, cuanto menor sea la diferencia entre el resultado medido de la pieza fabricada y el estándar requerido, más precisas serán las máquinas herramienta o el proceso de fabricación.

Precisión en el mecanizado

Las máquinas CNC modernas son muy precisas para la mayoría de los proyectos, ya que algunas herramientas, como las fresadoras y tornos CNC, pueden producir piezas con una precisión de +/– 0,0025 mm. Esto es equivalente a fabricar piezas tan pequeñas como la cuarta parte del tamaño de un cabello humano. Asombroso, ¿verdad?

Además, los maquinistas o diseñadores especifican el rango aceptable de variación en la dimensión de la pieza maquinada del estándar. Son especialmente vitales para mantener la funcionalidad de las piezas mecanizadas que interfieren con otros componentes.

Precisión frente a tolerancias

Aun así, no todas las piezas requieren la máxima precisión y tolerancia estricta debido a los costos adicionales, la configuración, las inspecciones y el tiempo asociado con el proceso de mecanizado. Por ejemplo, fabricar las piezas de un motor de automóvil requeriría una mayor tolerancia que la manija de una puerta. En otras palabras, este último tiene menos funciones combinadas con otros componentes del automóvil, por lo que se necesita una tolerancia más amplia.

Además de la longitud, el ancho, el tamaño del orificio y otras dimensiones, la rugosidad de la superficie sigue siendo un factor de tolerancia fundamental. Los expertos establecen y respetan el límite de tolerancia de 0,001635 mm para superficies planas y perpendiculares y de 0,003175 mm para superficies curvas. Por lo tanto, la precisión y la tolerancia son importantes, es mejor cuando los procesos de mecanizado ofrecen productos precisos y exactos.

Diferencias entre exactitud y precisión en el mecanizado

La precisión y exactitud de una herramienta o proceso de fabricación ayudan a determinar el éxito del mecanizado de producción. Pero luego, estos dos términos a menudo se contrastan o se confunden entre sí cuando se usan como medidas de errores de observación.

Por lo tanto, el hecho de no identificar las variaciones entre precisión y exactitud puede tener un profundo impacto negativo en cómo se procesan los datos de medición recopilados o en cómo se concluye el resultado de varios procesos de fabricación. Eche un vistazo a las diferencias entre exactitud y precisión en el mecanizado a continuación:

1. Descripción diferente

La precisión representa el estrecho acuerdo de variación que se encuentra en las dimensiones de las piezas mecanizadas entre sí. Sin embargo, la precisión del mecanizado se refiere a la proximidad de las medidas de los componentes fabricados a las especificaciones estándar.

Más simplemente, una buena precisión de mecanizado garantiza que pueda fabricar piezas mecanizadas con dimensiones casi exactas repetidamente sin introducir errores aleatorios. Por el contrario, una buena precisión de mecanizado garantiza la conformidad de sus piezas fabricadas con el punto de referencia teórico.

2. Tipo de error indicado

La precisión refleja el error de un sistema o herramienta de fabricación, mientras que las medidas de precisión ayudan a indicar el error entre los componentes fabricados de forma aleatoria.

3. Número de medidas

Acceder a la precisión del mecanizado requiere múltiples mediciones bajo la misma condición. Esto es para determinar la conformidad de sus resultados. Por otro lado, la precisión del mecanizado necesita una sola medición. Esto se debe a que, en las mediciones de precisión, solo tiene que comparar la dimensión de los componentes fabricados con el valor estándar.

Exactitud frente a ejemplos de precisión

La exactitud y la precisión siguen siendo en gran medida parámetros independientes que los ingenieros emplean para determinar el éxito de una operación de fabricación. La mayoría de las máquinas CNC utilizan software de computadora para mantener las dimensiones programadas al diseñar y fabricar una pieza. Independientemente, el resultado de un proceso de fabricación puede venir de diferentes maneras, que son:

• Preciso y preciso
• No preciso pero exacto
• Preciso pero no exacto
• No preciso y no exacto

Por lo tanto, es vital distinguir entre estos parámetros y recopilar las medidas por separado para un servicio de mecanizado de calidad general. A continuación se presentan algunas analogías o ejemplos prácticos para ayudar a comprender mejor el concepto de precisión y exactitud en el mecanizado de piezas:

1. Preciso y Exacto

En general, todas las industrias manufactureras desean producir piezas precisas y precisas para sus clientes. Por ejemplo, supongamos que un fabricante ingresa instrucciones para perforar un orificio en una varilla de 70 mm desde un borde, con una tolerancia establecida en +/- 1 mm. Si la máquina CNC perfora el orificio con longitudes variables que miden entre 69 mm y 71 mm para todos los lotes de varillas, entonces este proceso de fabricación es preciso y preciso.

2. No preciso pero exacto

Algunas partes se mecanizan con precisión, pero no todos los componentes fabricados vienen como productos precisos. Por ejemplo, un ingeniero tiene la intención de fabricar un pistón de compresión que mida 1,2 pulgadas de altura con una tolerancia de +/- 0,005 pulgadas.

Digamos que algunos pistones se fabrican dentro del rango de altura de 1,195 y 1,205 pulgadas, mientras que otros pistones en este lote de producción tienen alturas que caen por debajo o por encima del límite de tolerancia. Por lo tanto, puede deducir que este proceso de fabricación es preciso pero no preciso con las inspecciones de calidad.

3. Preciso pero no exacto

En este caso, las partes de la máquina tienen dimensiones similares pero no se acercan a la medida requerida. De la analogía anterior, si las partes fabricadas del pistón tienen alturas de 1,21, 1,22, 1,21 y 1,215 pulgadas. Luego, las inspecciones de calidad indicarán que este proceso de fabricación es preciso pero no exacto, ya que el límite de tolerancia permisible es de +/- 0,005 pulgadas.

4. Ni preciso ni exacto

Algunas operaciones de fabricación pueden salir mal y las piezas finales se consideran imprecisas e inexactas. Por ejemplo, si un maquinista tiene la intención de fabricar una pieza de plástico de 20 mm de longitud, con una tolerancia de +/- 0,5 mm. Por ventura, las piezas de plástico fabricadas tienen diferentes longitudes de 18 mm, 22 mm, 19 mm, 17 mm y 21 mm.

Este resultado de medición muestra que los tamaños de las piezas de plástico fabricadas en este lote no son muy parecidos, mientras que también se desvían por completo de la dimensión requerida. Por lo tanto, puede inferir que este lote fabricado es igualmente impreciso e inexacto.

Beneficios de la exactitud y precisión en la producción de piezas

El éxito de cualquier industria manufacturera depende de su capacidad para producir piezas precisas y exactas de manera constante. Como resultado, las máquinas CNC se aplican en varias industrias de fabricación hoy en día debido a sus características de precisión y exactitud relativamente altas. Incluyen la industria automotriz, médica, de construcción, eléctrica, aeroespacial, de petróleo y gas, marina, etc. Estos son algunos de los beneficios de la exactitud y la precisión en la fabricación de piezas:

1. Consideración de seguridad

Sin duda, la seguridad sigue siendo uno de los factores esenciales a tener en cuenta a la hora de fabricar piezas. Esto es especialmente cierto para los dispositivos aeroespaciales y médicos que requieren componentes exactos y de alta precisión. Si estos componentes se fabrican como defectuosos o por debajo de los productos estándar de la industria, esto puede poner en riesgo a los usuarios. Por lo tanto, la fabricación de piezas precisas y exactas atrae a los clientes al mismo tiempo que garantiza su seguridad.

2. Pruebas y prototipos sin problemas

La alta exactitud y precisión del mecanizado permiten una creación de prototipos más sencilla de varios diseños y piezas, incluidas operaciones complejas de mecanizado de titanio. Además, el mecanizado automático ayuda a reducir los costos de mano de obra intensiva al tiempo que garantiza piezas de alta calidad. Aparte de esto, la precisión y la exactitud del mecanizado ayudan a garantizar una prueba de rendimiento perfecta de la pieza mecanizada.

3. Calibración más fácil del equipo

Las máquinas CNC comprenden dispositivos computarizados de alta precisión y precisión que permiten a los fabricantes ajustar o calibrar fácilmente varias herramientas. Además, las máquinas almacenan las instrucciones de fabricación hasta que los maquinistas ingresan nuevos códigos para producir una pieza diferente o realizar cambios específicos.

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Conclusión

Alta precisión no necesariamente significa alta exactitud, de ahí la necesidad de distinguir entre estos dos parámetros. Por lo tanto, estamos seguros de que conoce mejor las diferencias entre los términos:exactitud y precisión en el mecanizado CNC. Comprender estos términos lo ayudará a identificar las especificaciones esenciales y compararlas con sus requisitos para obtener los mejores resultados.

Preguntas frecuentes

¿Por qué la exactitud y la precisión son importantes para las piezas mecanizadas?

La exactitud y la precisión son aspectos vitales de las operaciones de mecanizado, especialmente para prototipos y piezas de uso final. La precisión entra en juego para garantizar que las piezas mecanizadas cumplan con las dimensiones y diseños requeridos sin errores que afecten la función mecánica. Del mismo modo, el mecanizado de precisión garantiza que las piezas fabricadas tengan valores de producción constantes.

¿Qué proceso de fabricación tiene mayor precisión de mecanizado?

En resumen, los procedimientos de microfresado CNC tienen una mayor precisión de mecanizado que otras operaciones regulares de máquinas CNC. Este proceso de microfresado involucra programas de software de computadora para controlar y dirigir las herramientas de corte multipunto giratorias para eliminar el exceso de material. Como tales, estas operaciones automatizadas generan productos o piezas personalizados precisos, pero son costosas y consumen mucho tiempo.

¿Qué es la tolerancia de precisión?

La tolerancia de precisión es el grado permisible de variabilidad que limita o controla el error de medición. En el mecanizado de producción, los fabricantes establecen las tolerancias de precisión para cada lote de componentes fabricados para garantizar que las variaciones no afecten las especificaciones vitales.