Apilamiento de tolerancia 101

Las tolerancias indican cuánto pueden variar las medidas de una pieza de sus dimensiones ideales. Son un aspecto central de las dimensiones y tolerancias geométricas (GD&T), que se ocupa de comunicar la intención del diseño con fines de fabricación. El objetivo de crear tolerancias no es evitar las variaciones inevitables de una pieza a otra, sino tenerlas en cuenta desde el principio del proceso de fabricación y controlarlas lo mejor que podamos. La tolerancia adecuada puede ayudarlo a ahorrar dinero, tiempo y recursos durante los ciclos de producción al tiempo que garantiza componentes fabricados correctamente.

Una parte clave del tolerancia eficaz es tener en cuenta la acumulación de tolerancia. Al realizar un análisis de la pila de tolerancias, puede asegurarse de que las tolerancias de un componente sean matemáticamente correctas, físicamente posibles y realmente beneficiosas para la producción y el rendimiento de las piezas. Este artículo brindará una descripción general amplia de qué es el apilamiento de tolerancia, por qué es importante y cómo utilizarlo en sus diseños de piezas.

¿Qué es el apilamiento o acumulación de tolerancia?

La acumulación de tolerancias es el proceso de agregar tolerancias antes de la fabricación para comprender su efecto acumulativo en la producción de piezas. Los resultados finales de una pila de tolerancia se comparan con los estándares de tolerancia, las reglamentaciones y otros límites para garantizar que el diseño de la pieza producirá componentes de alta calidad. Esto le indica la cantidad total que una pieza puede diferir de las dimensiones especificadas.

El análisis adecuado de la pila de tolerancias también le permite predecir cómo se verá, funcionará e interactuará su componente final con otros componentes; esto es particularmente importante cuando se trata de fabricar piezas de acoplamiento.

La contabilización de la acumulación de tolerancia ayuda a garantizar que las tolerancias se puedan fabricar incluso antes de que comience la fabricación. Esto evita tener que volver al proceso de diseño después de pasar a las etapas de creación de prototipos o producción, lo que puede ahorrar tiempo, dinero y recursos. Calcular la acumulación de tolerancias también puede ahorrarle dinero al ayudarlo a comprender sus tolerancias en contexto, de modo que pueda optimizar el costo y la capacidad de fabricación.

Hay dos tipos principales de análisis de pila de tolerancia:

Análisis de tolerancia en el peor de los casos

Esto implica sumar todas las tolerancias individuales de una pieza o ensamblaje para encontrar la suma total. Al realizar un análisis de tolerancia en el peor de los casos, debe establecer cada tolerancia en el valor más grande o más pequeño en su rango. Tanto el límite superior como el inferior deben evaluarse para proporcionar una imagen completa del rango de tolerancia permitido. Luego, compare la tolerancia total con los límites de rendimiento de la pieza para garantizar un diseño adecuado. El análisis de tolerancia en el peor de los casos se debe utilizar cuando las piezas de acoplamiento son absolutamente críticas y hay pocas posibilidades de reelaboración o modificación del diseño una vez que ha comenzado la producción.

Análisis de tolerancia estadística

Esto combina todas las probabilidades de las diferentes dimensiones, es decir, la probabilidad de que cada dimensión esté por encima o por debajo de su valor ideal en una cantidad determinada, para determinar las posibilidades de fracaso o éxito de la pieza. Hay una serie de diferentes métodos de análisis de tolerancia estadística, como el método de Monte Carlo y la suma de raíces cuadradas (RSS). El análisis de tolerancia estadística es útil para la producción de alto volumen donde un pequeño porcentaje de desechos es aceptable, siempre que la mayoría de las piezas se encuentren dentro del rango de tolerancia permitido. Esto permite mayores tolerancias por adelantado que facilitan la fabricación y reducen los costos.

Independientemente del método que utilice para encontrar la acumulación de tolerancia de su pieza, tener una comprensión precisa de su acumulación de tolerancia lo ayudará a crear productos fabricables.

Mejores prácticas de acumulación de tolerancia

Estas son algunas de las mejores prácticas que los equipos de productos deben tener en cuenta durante el proceso de diseño, lo que puede ayudar a garantizar que tengan en cuenta adecuadamente la acumulación de tolerancia.

Evite sobredimensionar su pieza

Cuando cada característica de la pieza está etiquetada con tolerancias superiores e inferiores, un dibujo de diseño puede volverse saturado y poco claro. Esto no solo causa confusión y hace que el diseño de su pieza sea más difícil de entender, sino que las dimensiones en conflicto también pueden generar errores en su análisis de la pila de tolerancia. Una forma de contrarrestar el sobredimensionamiento es definir tolerancias de forma explícita solo para los aspectos de la pieza que realmente las necesitan. Las características no acotadas se controlarían entonces mediante una tolerancia general que se aplica a toda la pieza, a menos que se especifique lo contrario.

Evalúa la sensibilidad de tu pila de tolerancia

Asegúrese de comprender las consecuencias del apilamiento de tolerancia antes de calcular su acumulación. ¿Será un desastre total si no se cumplen las condiciones de diseño de tolerancia o la pieza aún podrá funcionar correctamente? Al contextualizar su acumulación de tolerancia final con la fabricación y el rendimiento, puede comprender cuán grande o pequeña puede ser su acumulación de tolerancia sin comprometer el éxito. Tenga en cuenta que las tolerancias más estrictas requerirán métodos de fabricación más costosos, por lo que es importante equilibrar las consideraciones de costo con la sensibilidad de la tolerancia.

Considerar cambios posteriores a la fabricación

Los cambios posteriores al ensamblaje, como la deflexión y el desgaste normal, pueden afectar la precisión de una pieza después de que se haya producido. Dado que esta información afecta la creación de tolerancias, es importante tener en cuenta cualquier cambio posterior a la producción al determinar su pila de tolerancia.

Siga las mejores prácticas de tolerancia general

Cuando se trata de la acumulación de tolerancia, se siguen aplicando todos los estándares habituales de GD&T. Esto incluye ser consciente de cómo la característica de una pieza individual interactuará con otros elementos componentes, asegurarse de que una pieza sea mecanizable y esté dentro de los límites razonables de las capacidades de fabricación, y realizar un seguimiento de las características importantes de la pieza, como la selección de materiales. Lo que es más importante, debe asegurarse de que su acumulación de tolerancia sea aceptable y esté dentro de los requisitos GD&T relevantes para un componente específico.

Apilamiento de tolerancia con Fast Radius

La tolerancia efectiva facilita construcciones de alta calidad con dimensiones aceptables para que la pieza pueda funcionar de la forma en que fue diseñada. El apilamiento de tolerancia implica encontrar la acumulación de todas las tolerancias individuales de un componente o ensamblaje para comprender el rango potencial de ajustes finales. El cálculo de su acumulación de tolerancia le permite asegurarse de que las piezas se puedan fabricar correctamente de la manera más efectiva posible al menor costo.

La contabilidad eficiente y precisa del apilamiento de tolerancia es mucho más fácil con la ayuda de un fabricante de confianza. Los expertos en GD&T de Fast Radius están aquí para ayudarlo a garantizar que sus tolerancias sean correctas antes de la fabricación. También lo guiaremos a lo largo de todo el proceso de fabricación, trabajando con usted en cada paso del camino para garantizar los mejores resultados posibles. Contáctenos hoy para comenzar.

Para obtener más instrucciones y guías sobre tolerancias, visite el centro de recursos de Fast Radius.

¿Listo para fabricar tus piezas con Fast Radius?

Inicia tu cotización