9 Errores Comunes en Mecanizado CNC y Cómo Evitarlos

Conceptos Fundamentales

El error de mecanizado es la desviación entre los parámetros geométricos reales (tamaño, forma y posición relativa) de una pieza tras el mecanizado y los parámetros geométricos ideales. El grado de concordancia entre ambos define la precisión de mecanizado: menor error implica mayor precisión. Ambos conceptos son dos caras de la misma moneda; la magnitud del error refleja el nivel de precisión.

1. Errores de Fabricación de la Máquina-Herramienta

Incluyen principalmente error de rotación del husillo, error de guías y error de la cadena de transmisión.

• Error de rotación del husillo: Variación del eje de rotación real respecto al promedio en cada instante, afectando directamente la precisión de la pieza. Causas: error de coaxialidad del husillo, error del propio rodamiento, error de coaxialidad entre rodamientos y bobinado del husillo.
• Error de guías: Las guías son la referencia para la posición relativa de los componentes y el movimiento de la máquina. El error de fabricación de la guía, desgaste irregular y calidad de instalación son factores clave.
• Error de la cadena de transmisión: Error del movimiento relativo entre los elementos extremos de la cadena. Provocado por errores de fabricación y montaje de cada componente, así como desgaste durante el uso.

2. Error Geométrico de la Herramienta

Toda herramienta se desgasta inevitablemente durante el corte, alterando tamaño y forma de la pieza. La influencia varía según el tipo de herramienta: en herramientas de tamaño fijo, el error de fabricación afecta directamente la precisión; en herramientas generales (torno, fresas), el error de fabricación no influye directamente.

3. Error Geométrico del Utillaje

La función del utillaje es posicionar correctamente la pieza respecto a la herramienta y la máquina; por tanto, su error geométrico influye 크게 en el error de mecanizado, especialmente en el error de posición.

4. Error de Posicionamiento

Incluye error de desalineación de referencias e error de fabricación inexacta del par de posicionamiento. Al mecanizar, se seleccionan elementos geométricos de la pieza como referencia de posicionamiento. Si no coincide con la referencia de diseño (usada en el plano para definir tamaños y posiciones), surge error de desalineación. La superficie de posicionamiento de la pieza y el elemento de posicionamiento del utillaje forman el par de posicionamiento. El máximo cambio de posición de la pieza debido a fabricación inexacta del par y holgura de ajuste se llama error de fabricación inexacta del par. Este error solo ocurre en el método de ajuste, no en el de prueba de corte.

5. Errores por Fuerzas y Deformaciones del Sistema de Proceso

• Rigidez de la pieza: Si la pieza es poco rígida respecto a máquina, herramienta y utillaje, su deformación bajo fuerza de corte afecta significativamente la precisión.
• Rigidez de la herramienta: En torneado exterior, la rigidez en dirección normal a la superficie es alta y su deformación es despreciable. En taladrado de agujeros pequeños, la rigidez de la barra es baja y su deformación afecta mucho la precisión del agujero.
• Rigidez de componentes de la máquina: Compuestos por muchas piezas; no existe método de cálculo simple para su rigidez, determinándose experimentalmente. Factores: deformación de contacto en superficies de unión, fricción, piezas de baja rigidez, holguras.

6. Errores por Deformación Térmica del Sistema de Proceso

La deformación térmica tiene gran impacto, especialmente en mecanizado de precisión y piezas grandes, pudiendo representar hasta el 50% del error total de la pieza.

7. Error de Ajuste

En cada proceso, el sistema de proceso debe ajustarse de alguna forma. Al no poder ser absolutamente preciso, surge error de ajuste. La precisión de posición mutua entre pieza y herramienta se asegura ajustando máquina, herramienta, utillaje o pieza. Cuando las precisiones originales de máquina, herramienta, utillaje y bruto cumplen requisitos sin considerar factores dinámicos, el error de ajuste juega papel decisivo en el error de mecanizado.

8. Error de Medición

Al medir piezas durante o tras el mecanizado, la precisión de medición depende del método, precisión del instrumento, pieza y factores subjetivos y objetivos.

9. Tensiones Internas

Esfuerzos existentes en la pieza sin fuerza externa. Una vez generados, el metal queda en estado inestable de alta energía, tendiendo a transformarse a estado estable de baja energía, acompañado de deformación, perdiendo la precisión de mecanizado original.