Principios Esenciales de Precisión de Mecanizado que Todo Mecanico Debe Dominar

La precisión de mecanizado es el grado de conformidad entre el tamaño, forma y posición reales de los tres parámetros geométricos de la superficie de la pieza procesada y los parámetros geométricos ideales requeridos por el dibujo. Los parámetros ideales son: para tamaño, el tamaño promedio; para geometría de superficie, círculos, cilindros, planos, conos, líneas rectas absolutos; para posiciones mutuas, absolutamente paralelos, perpendiculares, coaxiales, simétricos, etc. La desviación de los parámetros geométricos reales de la pieza respecto a los ideales se llama error de mecanizado.

1. Concepto de Precisión de Mecanizado

La precisión se usa principalmente para el grado de producción del producto. Precisión y error son términos para evaluar parámetros geométricos de la superficie mecanizada. La precisión se mide por grado de tolerancia: menor valor, mayor precisión. El error se expresa por valor numérico: mayor valor, mayor error. Alta precisión significa error pequeño, y viceversa.

Hay 20 niveles de tolerancia desde IT01, IT0, IT1... hasta IT18. IT01 indica máxima precisión, IT18 la mínima. Generalmente, IT7 e IT8 son precisión media.

Los parámetros reales de cualquier método no serán absolutamente precisos. Desde la función de la pieza, mientras el error esté dentro del rango de tolerancia del dibujo, se considera que la precisión está garantizada.

La calidad de la máquina depende de la calidad de procesamiento de las piezas y la calidad de ensamblaje. La calidad de procesamiento incluye dos partes: precisión de mecanizado y calidad superficial.

La precisión se refiere al grado en que los parámetros geométricos reales (tamaño, forma, posición) de la pieza tras mecanizado conforman a los ideales. La diferencia es el error. El tamaño del error refleja el nivel de precisión: mayor error, menor precisión; menor error, mayor precisión.

2. Contenido Relacionado con la Precisión

(1) Precisión Dimensional

Grado de conformidad entre el tamaño real de la pieza y el centro de la zona de tolerancia del tamaño.

(2) Precisión de Forma

Grado de conformidad entre la forma geométrica real de la superficie y la forma geométrica ideal.

(3) Precisión de Posición

Diferencia de precisión de posición real entre superficies relevantes tras procesamiento.

(4) Relaciones Mutuas

Generalmente, al diseñar piezas y especificar precisión, se debe controlar el error de forma dentro de la tolerancia de posición, y el error de posición menor que la tolerancia dimensional. Es decir, en piezas de precisión o superficies importantes, los requisitos de precisión de forma > precisión de posición > precisión dimensional.

3. Método de Ajuste

(1) Ajustar el sistema de proceso
(2) Reducir error de máquina
(3) Reducir error de transmisión de cadena
(4) Reducir desgaste de herramienta
(5) Reducir tensión y deformación del sistema
(6) Reducir distorsión térmica del sistema
(7) Reducir tensión residual

4. Razones de Impacto

(1) Error de Principio de Procesamiento

Error producido por procesar con perfil de cuchilla aproximado o relación de transmisión aproximada. Aparece mayormente en mecanizado de roscas, engranajes y superficies curvas complejas.

En mecanizado, se usa generalmente procesamiento aproximado para mejorar productividad y economía, premisa que el error teórico cumpla requisitos.

(2) Error de Ajuste

Error causado por ajuste inexacto de la máquina.

(3) Error de Máquina

Error de fabricación, instalación y desgaste. Incluye error de guía, rotación de husillo, transmisión de cadena.

5. Método de Medición

Según diferente contenido y requisitos, se adoptan diferentes métodos. Generalmente:

(1) Según si el parámetro medido se mide directamente: medición directa e indirecta.

Directa: medir directamente el parámetro para obtener tamaño. Ej. calibres, comparadores.
Indirecta: medir parámetros geométricos relacionados y obtener tamaño por cálculo. Directa es más intuitiva; indirecta más engorrosa. Cuando la directa no cumple precisión, se usa indirecta.

(2) Según si la lectura del instrumento representa directamente el valor: medición absoluta y relativa.

Absoluta: lectura indica directamente el tamaño. Ej. pie de rey.
Relativa: lectura indica desviación del tamaño respecto a estándar. Ej. comparador para diámetro de eje: ajustar cero con bloque patrón, luego medir. El valor es la diferencia entre diámetro y bloque. Generalmente, la relativa tiene mayor precisión pero más engorrosa.

(3) Según si la superficie medida contacta con el cabezal: medición por contacto y sin contacto.

Contacto: cabezal toca superficie, hay fuerza mecánica. Ej. micrómetro.
Sin contacto: no toca. Evita influencia de fuerza. Ej. método de proyección, interferometría de onda de luz.

(4) Según número de parámetros: medición simple y completa.

Simple: medir cada parámetro por separado.
Completa: medir índice integral reflejando parámetros relevantes. Ej. microscopio de herramienta para rosca: diámetro medio real, error de semiángulo de perfil, error acumulado de paso. Completa es más eficiente y fiable para intercambiabilidad, usada en inspección final. Simple determina error de cada parámetro, usada en análisis de proceso, inspección, medición de parámetros especificados.

(5) Según papel en el proceso: medición activa y pasiva.

Activa: medir durante procesamiento, resultado controla directamente el procesamiento, previniendo desperdicio a tiempo.
Pasiva: medir tras procesamiento. Solo juzga si la pieza es calificada, limitado a descubrir y rechazar desperdicio.

(6) Según estado de la pieza: medición estática y dinámica.

Estática: medición relativamente estática. Ej. micrómetro para diámetro.
Dinámica: superficie medida y cabezal se mueven relativamente en estado simulado de trabajo. El método dinámico refleja la situación cercana al uso, dirección de desarrollo de tecnología de medición.