Consiga tolerancias de mecanizado CNC más estrictas con estos consejos

Cierto grado de variación es inevitable en la fabricación, tanto entre trabajos como entre unidades individuales. Con esto en mente, los equipos de productos necesitan un método para garantizar que los componentes funcionen según lo previsto, independientemente de las pequeñas variaciones entre las piezas individuales.

Los rangos de variación aceptable, llamados tolerancias, son el margen de error para una pieza determinada. Definidas con mayor frecuencia como un rango de medición, las tolerancias también pueden incluir otros factores cualitativos como el color, la textura, la forma o el perfil. Si bien prestar atención a las tolerancias de mecanizado puede parecer un pequeño paso en el proceso de fabricación, se requieren para producir piezas repetibles.

En el mecanizado CNC, la tolerancia efectiva es especialmente importante ya que las tolerancias más estrictas aumentarán los costos. Por ejemplo, producir una pieza con una forma y tolerancia particulares puede requerir múltiples operaciones de corte con diferentes herramientas, lo que generará más tiempo en la máquina y mayores costos. Algunas formas y características de diseño (como esquinas internas afiladas o aquellas hechas con implementos de corte más largos) son mucho más difíciles de lograr a través del mecanizado CNC, lo que aumenta el costo de lograr tolerancias más estrictas si estas características son necesarias y no se pueden optimizar.

Las tolerancias más estrictas costarán más, pase lo que pase, pero estos costos a menudo se pueden contabilizar o compensar en la forma en que aborda el proceso de producción. Estos son algunos consejos para lograr de manera rentable las tolerancias CNC adecuadas.

1. Optimice las tolerancias de las piezas para cada aplicación

Las tolerancias de mecanizado estándar suelen ser de +/- 0,005" para piezas de metal y de +/- 0,010" para piezas de plástico, pero algunos componentes pueden requerir incluso menos desviación en ciertas dimensiones para garantizar un ajuste adecuado.

Las tolerancias más estrictas pueden ser un costo necesario para la aplicación de una pieza en particular, en cuyo caso es mejor limitar las tolerancias más estrictas solo a las áreas o superficies necesarias del componente, ya que esto cumple con los criterios de diseño y mitiga los gastos adicionales. Sin embargo, si no es necesario que las tolerancias de una pieza sean extremadamente estrictas, entonces optar por el estándar es una manera fácil de ayudar a reducir los tiempos y costos de mecanizado.

2. Combine los métodos de fabricación con lo que sea más eficiente

Si se requieren tolerancias CNC más estrictas que las estándar, una cosa a considerar es si un proceso de fabricación diferente podría ser más adecuado para producir características o componentes particulares.

Por ejemplo, mecanizar un orificio con una fresa vertical con un conjunto de tolerancias puede requerir perforar el orificio con tolerancias más estrictas si se usa un torno, lo que aumentaría los costos de instalación y extendería el tiempo de producción. Es posible que las piezas con requisitos de tolerancia ajustados o ajustados requieran pasos adicionales (incluido el esmerilado o el lapeado) para garantizar que cada componente logre el ajuste y el acabado deseados.

3. No ignores el paralelismo y la perpendicularidad

El paralelismo y la perpendicularidad son dos tolerancias a priorizar, especialmente si está trabajando con múltiples componentes. Son especialmente críticos para los ensamblajes, ya que incluso un pequeño grado de desalineación puede conducir a una desalineación aún mayor con la distancia, lo que finalmente afecta la viabilidad general y la calidad de la pieza.

4. Alinear las expectativas de tolerancia con la maquinabilidad del material

Las piezas a menudo se diseñan a partir de materiales específicos para proporcionar propiedades físicas, químicas o de rendimiento específicas que son ventajosas para las aplicaciones de uso final. Sin embargo, también debe tener en cuenta cómo esas propiedades afectan la maquinabilidad de la pieza de trabajo. Por ejemplo, los aceros endurecidos son mucho más difíciles de fresar que los plásticos.

Por lo general, cuanto más suave es un material (cuanto menor es su durómetro), más difícil será para el material mantener tolerancias más estrictas. Las siliconas blandas y las resinas pueden flexionarse durante las operaciones de corte, y los plásticos como el HDPE, el nailon y otros pueden requerir herramientas adicionales para lograr las tolerancias especificadas.

5. Diseñe teniendo en cuenta el proceso de inspección final

Cuanto más difícil sea mecanizar una pieza o característica, más difícil le resultará medir sus tolerancias; en algunos casos, es posible que incluso necesite equipo especializado para medir correctamente ciertas características. Las piezas más pequeñas o las piezas con características especialmente pequeñas son generalmente más difíciles de fabricar e inspeccionar (las características de menos de 0,005” son difíciles de ver a simple vista). Si son necesarias tolerancias estrictas, es vital contar con el equipo y las herramientas adecuadas para inspeccionar, medir y verificar con precisión esas tolerancias. Las tolerancias estrictas son tan precisas como las herramientas que tiene para medirlas.

Las tolerancias y las dimensiones geométricas adecuadas producen numerosos beneficios

Asegurarse de que sus piezas puedan mantener las tolerancias deseadas requiere que la selección del material, el diseño de la pieza y el proceso de fabricación se consideren adecuadamente. Lograr estas tolerancias de manera rentable puede ser difícil debido a la cantidad de variables y controles de proceso necesarios para tener en cuenta todos los factores ambientales y mecánicos que intervienen durante la producción.

Afortunadamente, asociarse con un socio de fabricación bajo demanda como Fast Radius puede simplificar el proceso. Nuestro equipo trabaja en estrecha colaboración con cada cliente para optimizar los diseños de las piezas y evitar revisiones costosas en el futuro, al mismo tiempo que garantiza que las piezas mecanizadas internamente alcancen tolerancias precisas y estrictas en todo momento. Contáctenos hoy para obtener más información.