Fabricación con mecanizado CNC:precisión, exactitud y tolerancia

En la fabricación, el mecanizado CNC se ha utilizado durante mucho tiempo en la fabricación y producción. Con la llegada de la tecnología y el software de diseño asistido por computadora, el diseño de productos puede volverse más fácil, pero esto hace que el diseño sea más complejo que antes. En la fase de diseño en sí, debe establecer estándares para la exactitud, precisión y tolerancias del producto.

Hay demasiados términos técnicos relacionados con las especificaciones y funciones del mecanizado CNC. ¿Conoces el significado de cada término? Al comprar servicios de mecanizado CNC de un proveedor de servicios, debe haber escuchado o leído algunos términos, como precisión, tolerancia, exactitud, etc. ¿Qué significan estos términos? ¿Quieres saber la importancia de estos términos técnicos en el mecanizado CNC? Si es así, lea el siguiente artículo, ya que le dará una comprensión clara de estos tres términos (precisión, exactitud y tolerancia).

Precisión de mecanizado

¿Qué es la precisión?

La precisión se refiere a la cercanía entre las medidas, lo que significa que si las medidas están todas cercanas entre sí, son precisas. Precisión significa repetibilidad constante cuando se producen múltiples piezas con máquinas herramienta CNC. Refleja si el valor medido es repetido y consistente. Cuanto mayor sea la precisión, más cercano será el resultado.

Este es uno de los términos más importantes utilizados en el mecanizado CNC. Asimismo, el término define la fiabilidad de las máquinas herramienta. Básicamente, la precisión es una métrica que define la capacidad del sistema de medición para devolver la misma métrica una y otra vez.

En una fábrica, la precisión de una máquina o proceso se refiere a la capacidad de repetir operaciones de la misma manera cada vez sin introducir errores aleatorios. El mecanizado preciso o la artesanía precisa demuestran el control del proceso sin desviaciones. Esto a menudo se confunde con precisión y, de hecho, los dos términos se usan indistintamente. Sin embargo, la precisión se refiere más a la repetibilidad. (Más sobre el mecanizado de precisión en La importancia del mecanizado de alta precisión)

Precisión de mecanizado

¿Qué es la precisión?

Aunque exactitud y precisión parecen ser sinónimos, tienen diferentes significados durante el proceso de mecanizado. Por lo tanto, es importante saber a qué nos referimos en diferentes términos.

La precisión se define como qué tan cerca está el valor medido de un valor específico o resultado verdadero. Si todos los valores medidos están cerca del valor real, son precisos. Puede reflejar el impacto de los errores del sistema. Si el error del sistema es pequeño, la precisión es alta.

En el procesamiento de mecanizado de metales, la precisión se refiere al grado en que la máquina puede coincidir con los valores medidos especificados en el diseño. Si la máquina puede cortar la posición exacta especificada en el diseño, tiene una alta precisión.

Una máquina precisa que realizará operaciones (cortar, taladrar, perforar, etc.) según lo previsto por el operador/programador. Por ejemplo, si una máquina está programada para cortar una pieza de trabajo a una longitud de 60 mm, se cortará a 60 mm. Precisión significa que está cerca de 60 mm con precisión. Cuanto más cerca del estándar, mayor será la precisión.

Factores que afectan la precisión del mecanizado CNC

Desviación inversa

Cuando se mecaniza una pieza de trabajo en un taller de mecanizado CNC, el eje del eje provoca una zona muerta inversa o una holgura durante el proceso de transmisión, lo que provoca errores y su rendimiento es polarización inversa. Si la máquina herramienta CNC adopta un servosistema de bucle semicerrado, la existencia de la compensación inversa afectará la precisión de posicionamiento de la máquina herramienta y repetirá la precisión de posicionamiento, lo que afectará la precisión de la pieza de trabajo.

Error de brecha

Este es el error de espacio libre causado durante el funcionamiento de la cadena de transmisión de la máquina herramienta. Cuando el motor está funcionando, la máquina herramienta no produce movimiento, lo que provocará vibraciones o grandes errores de la máquina herramienta CNC.

Error de posición de pieza

El error de posición de la pieza es la desviación entre la superficie real y la posición del eje en relación con la posición ideal, que se basa principalmente en el error de posición del cabezal causado por el espacio de transmisión de la máquina herramienta y la deformación elástica de la pieza y el fricción de servicio.

En un sistema de lazo abierto, el error de posición tiene una gran influencia en la precisión del mecanizado, pero en un servosistema de lazo cerrado, depende principalmente de la precisión del dispositivo de detección de desplazamiento y el factor de amplificación del sistema, por lo que el efecto general es no es obvio.

Error geométrico de máquina herramienta

En el proceso de mecanizado CNC, las herramientas y los accesorios se ven afectados por fuerzas externas, y el corte térmico reducirá la precisión del volumen de la máquina herramienta, lo que afectará la deformación de las piezas procesadas.

Por supuesto, las causas de los errores geométricos de la máquina herramienta son internas y externas. La razón interna es el factor de la propia máquina herramienta. Por ejemplo, la nivelación de la superficie de la mesa y la precisión geométrica de las máquinas herramienta y accesorios.

La causa externa es el ambiente externo y el calor generado durante el proceso de mecanizado, que conduce a la deformación de la máquina herramienta. Los cambios de temperatura afectarán la precisión estática y dinámica de la máquina. En el proceso de mecanizado de las fábricas de mecanizado CNC, el calentamiento del motor y la fricción de la pieza de trabajo provocarán cambios de temperatura, lo que conducirá a la pérdida de precisión de ajuste y afectará el tamaño y la precisión de la pieza de trabajo.

Error de posicionamiento de la máquina herramienta

La precisión de posicionamiento de la máquina herramienta afectará en gran medida la precisión de las piezas. Por lo tanto, el error de posicionamiento es una causa importante de los errores de mecanizado CNC, y el sistema de alimentación de la máquina herramienta es el vínculo principal que afecta la precisión del posicionamiento. El sistema de alimentación de una máquina herramienta CNC generalmente se compone de un sistema de transmisión mecánica y un sistema de control eléctrico, y su precisión de posicionamiento está relacionada con el sistema de transmisión mecánica del diseño estructural.

En el sistema de bucle abierto, debido a factores más influyentes y situaciones más complicadas, no será posible monitorear el posicionamiento, lo que afecta en gran medida la precisión de mecanizado de las máquinas herramienta CNC. Sin embargo, en un sistema de circuito cerrado, las máquinas herramienta CNC generalmente pueden evitar la desviación de posición de los componentes principales del sistema a través de dispositivos de detección de posicionamiento.

La importancia de la precisión

Las piezas mecanizadas CNC se utilizan en muchas industrias. El éxito de las industrias automotriz, aeroespacial, médica, industrial y muchas otras depende de productos precisos.

La precisión también puede garantizar la seguridad del público. Por ejemplo, los automóviles y los aviones se componen de varias piezas mecanizadas por CNC. Si uno de estos componentes no cumple con los estándares de la empresa y la industria, puede tener una reacción en cadena, poniendo en riesgo a los conductores y pasajeros.

Tolerancia de mecanizado

¿Qué es la tolerancia?

La tolerancia se puede definir como la desviación permisible o predecible del sistema de medición de los valores estándar o conocidos. La tolerancia de cualquier sistema suele expresarse como "+/-".

Por ejemplo, se requiere que la tolerancia de las herramientas de mecanizado CNC sea de +/- 0,01 mm. Esto significa que la herramienta de mecanizado tendrá una desviación de 0,01 mm en cada corte. La desviación puede ser 0,01 mm mayor que el valor estándar o 0,01 mm menor que el valor estándar.

Aunque es una buena idea reducir la tolerancia, a veces puede no ser necesario reducir la tolerancia y no beneficiará al producto terminado. Pero las tolerancias estrictas aumentarán los costos y harán que el tiempo de producción del fabricante sea más largo. Por lo tanto, el valor aceptable de la tolerancia en realidad depende del campo de aplicación.

Aunque la tolerancia la define el cliente, la máquina suele especificar su tolerancia estándar y la menor tolerancia posible.

Factores que afectan la tolerancia de mecanizado

Materiales: Los materiales se comportan de manera diferente bajo presión y algunos materiales son más fáciles de procesar que otros. Estas propiedades del material deben tenerse en cuenta al determinar las tolerancias.

Mecanizado tipo :El método de procesamiento utilizado afectará significativamente las posibles tolerancias de la pieza final, ya que algunos procesos son más precisos que otros.

Enchapado y acabado :Al determinar el tamaño y la tolerancia de las piezas, se debe considerar cualquier proceso de recubrimiento o acabado. Aunque la galvanoplastia y el acabado agregarán una pequeña cantidad de material a la superficie de la pieza, estas pequeñas cantidades aún cambiarán el tamaño del producto final, por lo que se debe considerar antes de la producción.

Coste: Las tolerancias deben ser precisas, pero nunca excedan las tolerancias necesarias, porque obtener tolerancias más estrictas es más costoso. (Cómo reducir los costes de mecanizado)

La importancia de la tolerancia

Los fabricantes de hoy requieren tolerancias estrictas para garantizar que sus productos o sistemas sean fáciles de ensamblar y realicen las funciones requeridas con ajustes mínimos. Desde el material de la pieza hasta el proceso de mecanizado utilizado, varios factores pueden causar diferencias. Por lo tanto, los ingenieros asignan tolerancias de mecanizado a las piezas durante el proceso de diseño y, en última instancia, la tolerancia es uno de los factores más importantes en el proceso desde la mesa de dibujo hasta el producto terminado.

Los fabricantes de hoy requieren tolerancias estrictas para garantizar que sus productos o sistemas sean fáciles de ensamblar y realicen las funciones requeridas con ajustes mínimos. Las especificaciones de diseño correctas pueden reducir el tiempo de producción y reducir los costos del cliente.

Relación entre precisión, Precisión y tolerancia

Alta precisión no significa alta precisión, e incluso si la medición es precisa. La precisión máxima y la tolerancia estricta no son necesarias para todas las piezas, ya que significan una mayor inversión de tiempo y costo. Las modernas máquinas CNC y las herramientas de corte son lo suficientemente precisas para la mayoría de los proyectos.

Es muy intuitivo ver la relación a través de la siguiente imagen.

Esperamos que comprenda los términos:exactitud, precisión y tolerancia utilizados en el mecanizado CNC. Esta comprensión de los términos le dará más confianza al hablar con cualquier servicio de mecanizado.

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