Las tolerancias del mecanizado CNC son clave a la hora de fabricar productos., no importa para qué se utilicen. Hoy, la mayoría de los productos, ya sea industrial o de consumo, Necesita ser consistente para cumplir con los estándares..
Debido a esto, Los fabricantes confían en diferentes tipos de máquinas CNC para garantizar una alta precisión en sus proyectos.. Pero es importante entender qué son las tolerancias de mecanizado., sus tipos, los estándares para ellos, y como medirlos. Esto se debe a que las dimensiones de piezas mecanizadas cnc Puede diferir de los valores teóricos debido a factores como el tipo de material., el proceso de mecanizado, y diseño.
En este articulo, Hablaremos de tolerancias de mecanizado CNC., por qué importan, y comparta una tabla de tolerancias de mecanizado comunes. Continúe leyendo para obtener más información sobre los estándares de tolerancia CNC y los factores que influyen en ellos..
Introducción
El concepto de piezas intercambiables revolucionó la fabricación y sentó las bases para el mecanizado de precisión moderno.. Introducido por Eli Whitney en 1801 durante una presentación ante el Congreso de Estados Unidos, La idea de Whitney demostró que se podían producir componentes con dimensiones y tolerancias consistentes.. Esto aseguró que piezas como percutores o cañones de mosquete pudieran encajar indistintamente.. La visión de Whitney impulsó la Segunda Revolución Industrial y el surgimiento del Sistema Americano de Manufactura.. Hoy, este principio sustenta Mecanizado CNC, donde las tolerancias juegan un papel vital para garantizar la funcionalidad, adaptar, y calidad de los componentes mecanizados.
Comprensión de las tolerancias en el mecanizado CNC
En mecanizado CNC, Las tolerancias suelen estar implicadas en dos aspectos.. Por ejemplo: Es válido para máquinas CNC y aspectos de diseño..
Tolerancia en máquinas CNC
La mayoría de las máquinas CNC tienen una precisión dimensional de ±0,0025 mm.. Esta medida es tan fina como un cabello humano.. Sin embargo, Algunas tolerancias internas pueden ser diferentes entre las máquinas., que generalmente son definidos por los productores. Normalmente se estima que la tolerancia promedio de un producto en particular es de aproximadamente 0,02 mm.. Los proveedores de servicios también informan a los clientes sobre las tolerancias de las máquinas..
Diseño y fabricación para la tolerancia
La tolerancia de diseño decide cuánta variación se permite en las dimensiones.. Esta variación debe permitir que todas las piezas funcionen correctamente.. Las tolerancias suelen depender de ciertos determinantes.. Por ejemplo, el uso de la parte, liquidación cercana, y forma prevista. Se requieren diseños más tolerantes para los componentes que interactúan.. Las tolerancias necesarias en las piezas de un motor eléctrico son generalmente menores que las de la manija de una puerta.. Las tolerancias generalmente se identifican mediante el uso de números adyacentes a las dimensiones..
Tipos de tolerancias en el mecanizado CNC
Existen diferentes tipos de tolerancias en el mecanizado CNC, incluido:
Tolerancias límite explicadas
Los LT son una especificación bidimensional. Estos se definen por la variación permitida en las dimensiones.. El límite superior proporciona el tamaño más alto aceptable. Mientras que el límite inferior da el valor de tamaño menos aceptable. Se permite cualquier valor dentro de estos límites..
Tolerancias unilaterales definidas
Las tolerancias unilaterales solo permiten variaciones en una dirección seleccionada. La dirección puede ser positiva o negativa.. Un ejemplo es 1.5 milímetros +.000/-.005. Aquí puede llegar hasta 1,505 mm pero no debe ser inferior a 1,5 mm..
Características de las tolerancias bilaterales
Las tolerancias bilaterales especifican una variación permitida.. Estas variaciones se suelen contar en ambas direcciones a partir de una dimensión nominal.. cuanto más alto, y límites inferiores, ambos se expresan en términos de valores diferenciales, es decir (+), y (-) de los valores base.
Dimensionamiento y tolerancias geométricas (Dios&t)
Dios&T puede describirse como un sistema más avanzado en comparación con el dimensionamiento y tolerancias convencionales.. Define tanto los tamaños como las variaciones permitidas en piezas de diferentes tamaños.. Más, especifica las dimensiones geométricas que controla una tolerancia. Dios&T incluye otras características geométricas como planitud y concentricidad..
¿Qué es ISO? 2768?
YO ASI 2768 Es una norma internacional que define tolerancias generales para piezas mecanizadas., ofreciendo pautas para dimensiones lineales, medidas angulares, y tolerancias geométricas. Simplifica el proceso de diseño al eliminar la necesidad de especificar tolerancias individuales para cada característica., lo cual es especialmente útil para dimensiones menos críticas. YO ASI 2768 tiene dos clases de tolerancia: "bien" (F) y “grosero” (do), Permitir a los diseñadores y fabricantes alinear los niveles de tolerancia con los requisitos funcionales de sus piezas.. Usar este estándar puede ahorrar tiempo, reducir los costos de producción, y garantizar la coherencia en todas las operaciones de fabricación.
Importancia de las tolerancias de mecanizado
La mayoría de las piezas fabricadas mediante control numérico por computadora muestran alguna variación inherente.. Estas variaciones están controladas por tolerancias para lograr confiabilidad y el mejor rendimiento..
Mejorar la precisión de las piezas
Las tolerancias CNC son importantes para mantener la compatibilidad de las piezas.. Las tolerancias garantizan que las piezas mecanizadas encajen bien en los conjuntos.. Además, algunas características garantizan que todo funcione según lo planeado en los casos de uso dados. Concentraciones excesivas más allá de dichos límites pueden dar lugar a que algunas de estas piezas se clasifiquen como defectuosas y, por tanto, inútiles..
Establecer un margen de error
en manufactura, Siempre existe variación sin importar el proceso que se utilice.. Las desviaciones son proporcionadas por las tolerancias de mecanizado., que definen los márgenes de operación. Esta especificación minimiza las posibilidades de retirar del mercado una pieza producida..
Controlar los costos de mecanizado
En la mayoría de los casos, tolerancias más estrictas conducen a un mayor costo del mecanizado CNC. Algunas de las piezas de tolerancia estrecha pueden requerir otros métodos de acabado, como el rectificado., y superacabado. Sin embargo, superficies más tolerantes permiten la finalización mediante operaciones de mecanizado simples.
Mantener la calidad estética de los productos
Una tolerancia de alta precisión significa el aspecto final de las piezas mecanizadas.. Por ejemplo, Si dos piezas van a encajar estrechamente, entonces se deben establecer límites más estrictos en el momento del diseño.. Esto garantiza un ajuste perfecto y elimina la posibilidad de que se produzca una interfaz entrelazada..
Consejos prácticos para aplicar tolerancias
Obtener las tolerancias correctas es como encontrar el equilibrio perfecto: no es necesario que estén demasiado ajustadas., pero tampoco puedes permitirte el lujo de ser demasiado relajado. A continuación se ofrecen algunos consejos para asegurarse de que sus piezas estén fabricadas exactamente como las necesita.:
Comprender los diferentes tipos de tolerancias
- Tolerancias bilaterales: Estos permiten que una pieza varíe en ambas direcciones desde la medición objetivo.. Por ejemplo, si su tolerancia es ±0.005 pulg., la pieza puede ser un poco más grande o más pequeña hasta 0.005 en. a cada lado.
- Tolerancias unilaterales: Estos sólo permiten variación en una dirección., como +0.000/-0.010 en. Eso significa que la pieza sólo puede hacerse más pequeña., no más grande.
- Tolerancias basadas en límites: Estos dan un rango, como 1.005 en. a 0.995 en., y la parte debe quedar en algún punto intermedio.
Cada tipo funciona para diferentes necesidades., Por eso es importante elegir el que se ajuste a tu diseño..
No se exceda con tolerancias estrictas
Seguro, Las tolerancias estrictas suenan muy bien: hacen que todo sea súper preciso., bien? Pero también requieren más tiempo y cuestan más dinero lograrlos.. Por ejemplo, Es posible que necesites herramientas especiales o pasos de acabado adicionales como esmerilado., y eso se suma rápido.
Pregúntate: ¿Esta dimensión realmente necesita ser eso exacto? Si no, relájalo un poco! Guarde esas tolerancias estrictas para las funciones que realmente importan, como ajustes críticos o piezas móviles.
Piense en los acabados de las superficies
Las tolerancias no se refieren sólo al tamaño: también afectan la suavidad que se siente y se ve la superficie de una pieza.. Para la mayoría de los trabajos, el acabado superficial estándar funciona bien:
- Superficies planas: 63 µ en.
- Superficies curvas: 125 µ en.
Si necesitas un aspecto más suave o brillante, ningún problema! Informe a su maquinista: pueden pulirlo con granallado u otros procesos.. Solo asegúrate de mencionarlo en tu diseño..
Sea claro y coherente en su diseño
Al especificar tolerancias, apégate a formatos simples. Evite el uso de decimales innecesarios como 1.0000 a menos que realmente necesites ese nivel de precisión. Por ejemplo, escribiendo 1.000 suele ser suficiente.
Si estás usando medidas métricas, asegúrese de que estén claramente etiquetados para que no haya confusión. Un poco de claridad ayuda mucho a evitar errores durante la fabricación..
Colabore con su fabricante
Finalmente, No tenga miedo de hacer preguntas o compartir sus objetivos con el equipo de mecanizado.. Tienen la experiencia para ayudarle a decidir qué tolerancias son esenciales y cuáles pueden reducirse para ahorrar tiempo y dinero.. Una conversación rápida puede hacer que tu proyecto funcione mucho mejor.
Tolerancias de mecanizado CNC: aspectos a considerar
Tolerancia significa incorporar especificaciones en una dimensión en el diseño de una pieza.. A continuación se ofrecen consejos clave a tener en cuenta al establecer tolerancias para el mecanizado CNC:
Se deben priorizar las tolerancias esenciales
La tolerancia es un aspecto crítico del diseño.. Sin embargo, no todas las características tienen que ser toleradas. Como forma de ahorrar tiempo y dinero., aplicar tolerancias sólo a esas características, que influyen en otros componentes.
No utilice tolerancias pequeñas o estrictas
Una tolerancia excesiva puede provocar un aumento de la cantidad de chatarra producida.. Requieren calibres especiales, más sujeción, y mayor tiempo de corte que los convencionales. Todos estos factores resultan en un mayor costo general..
Tratar las propiedades del material
El material utilizado tiene una gran influencia en las tolerancias de mecanizado alcanzables.. Por eso a veces es imposible alcanzar las tolerancias específicas dadas; depende del material.. Por ejemplo, algunos materiales pueden ser flexibles, especialmente cuando se mecaniza y, por lo tanto, Se vuelve difícil alcanzar el nivel requerido de tolerancias..
Estándares de tolerancia de mecanizado CNC
El mecanizado CNC comprende varios procesos.. Todos estos procesos tienen diferentes tolerancias debido al uso de diferentes herramientas de corte..
Mesa: Tolerancias comunes de los procesos de mecanizado CNC
| Procesos | Estándares de tolerancia |
| Enrutador CNC | ± 0.13 milímetros(0.005'') |
| Grabado CNC | ± 0.13 milímetros(0.005'') |
| Mecanizado de tornillos | ± 0.13 milímetros(0.005'') |
| Fresado CNC (3-eje) | ± 0.13 milímetros(0.005 pulgadas) |
| Fresado CNC (5-eje) | ± 0.13 milímetros(0.005 pulgadas) |
| Torno | ± 0.13 milímetros(0.005 pulgadas) |
| Troquelado de regla de acero | ± 0.381 milímetros(0.015 pulgadas) |
| Enrutador (Herramientas para cortar juntas) | ± 0.762 milímetros(0.030 pulgadas) |
| Tolerancias de corte de rieles | ± 0.762 milímetros(0.030 pulgadas) |
| Acabado de la superficie | 125 REAL ACADEMIA DE BELLAS ARTES |
Dimensionamiento y tolerancias geométricas (Dios&t)
Dimensionamiento y tolerancias geométricas (Dios&t) Es un sistema avanzado para definir tolerancias de piezas y relaciones entre características.. Se adhiere a la ASME Y14.5 especificación e incluye:
- Posición verdadera: Garantiza la ubicación precisa de las funciones en relación con los datos de referencia., contabilización de la condición máxima del material (MMC) o menor condición material (LMC).
- Llanura: Controla el paralelismo de la superficie para evitar deformaciones., especialmente en piezas de paredes delgadas o de plástico.
- cilindricidad: Garantiza la redondez de los agujeros o torneados., evitando formas oblongas.
- Concentricidad: Garantiza la alineación entre las características coaxiales., como agujeros y avellanados.
- Perpendicularidad: Mantiene la cuadratura entre superficies horizontales y verticales o elementos torneados..
Dios&T proporciona un mayor nivel de control y garantía de calidad, pero requiere documentación detallada durante la fase de diseño..
Factores que influyen en las tolerancias en el mecanizado CNC
Normalmente, Los productos se fabrican según los límites de tolerancia estándar, excepto cuando el cliente ha establecido límites personalizados.. Hay varias razones para permitir tolerancias en la fabricación..
Propiedades de los materiales
La elección de los materiales influye directamente en la tolerancia alcanzable.. Estas características pueden incluir; abrasividad, dureza del material, y resistencia al calor.
- Abrasividad: Las cortadoras CNC son susceptibles a los materiales gruesos.. Estos materiales dan como resultado una degradación más rápida de la herramienta.. Además, dificultan el logro de tolerancias muy estrictas.
- Dureza: A menudo resulta complicado mecanizar materiales menos densos con gran precisión.. Sus dimensiones pueden variar durante el corte y por eso se recomienda tener paciencia al tratar con productos más suaves/flexibles..
- Estabilidad al calor: Los materiales no metálicos tienden a deformarse durante los procesos de mecanizado debido al calor., producido durante los procesos.
Elección de procesos de mecanizado CNC
El seleccionado proceso de mecanizado Afecta las tolerancias dadas las diferencias en las características de la superficie y la rugosidad.. Cada técnica de mecanizado CNC como el torneado., molienda, y el rectificado ofrece fortalezas y desafíos únicos. Además, Varias máquinas CNC con múltiples ejes pueden tener diferentes tolerancias básicas.. El conocimiento de estas capacidades significa que se alcanzarán las tolerancias requeridas., particularmente cuando los diseños tienen tolerancias especificadas estrechamente.
Efectos de acabado superficial
Los procesos posteriores, como la pintura y el anodizado, pueden influir en las dimensiones de la pieza.. Estos tratamientos superficiales pueden colocar piezas mecanizadas más allá de los niveles de tolerancia normalmente deseados para dichas piezas.. Por lo tanto, Es crucial elegir el proceso de acabado adecuado para reducir las distorsiones..
Herramientas de corte CNC
Los tipos de herramientas de corte utilizadas en el mecanizado CNC también influyen en las tolerancias.. Herramientas precisas, tamaño adecuado y recubierto, y afilados ofrecen una precisión mejorada.
Consideraciones presupuestarias
Las herramientas y materiales deben elegirse en función del presupuesto del proyecto.. Tolerancias reducidas significan más tiempo y herramientas especializadas, lo que a su vez aumenta significativamente los costos.. La adquisición de herramientas de alta calidad garantiza que las piezas producidas tengan la tolerancia necesaria y un acabado uniforme.
Experiencia maquinista
La habilidad y experiencia del maquinista son primordiales en la determinación de las tolerancias.. Un operador experto puede elegir las herramientas adecuadas para cortar., configurar los factores correctos de mecanizado, y garantizar que el proceso cumpla con las características necesarias.
Industrias que requieren tolerancias CNC de precisión
| Industria de aplicaciones | Productos y piezas |
| Sector Médico | Instrumentos quirúrgicos, implantes, prótesis |
| Aeroespacial | Componentes de aeronaves, piezas del motor, tren de aterrizaje |
| Automotor | Componentes del motor, piezas de transmisión, sensores |
| Defensa y Militar | Armas de fuego, equipo táctico, partes del vehículo |
| Electrónica | placas de circuito, carcasas, conectores |
| Relojería y Joyería | Componentes del reloj, ajustes de joyería fina |
| Petróleo y gas | Brocas, valvulas, accesorios de tubería |
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