Conocimiento de tolerancia para mecanizado CNC.

Conocimiento de tolerancia para mecanizado CNC.

La tolerancia es un rango aceptable de desviaciones de los valores esperados para las dimensiones determinadas por el diseñador en función de la forma, el ajuste y la función de la pieza. Mecanizado CNC es muy preciso, pero no perfecto, es imposible que dos piezas fabricadas con el mismo proceso de fabricación produzcan la misma pieza con las mismas dimensiones exactas incluso en la misma máquina CNC. A menos que el diseñador especifique lo contrario, las tolerancias estándar generalmente utilizadas para el mecanizado CNC son +/- 005″ para piezas de metal y +/- 010″ para piezas de plástico. Si se requieren tolerancias más estrictas para el mecanizado CNC (p. ej., +/- 002”), la información más precisa de las dimensiones críticas debe marcarse en los planos.

Los tipos de tolerancia para el mecanizado CNC

Términos de tolerancia relacionados con el mecanizado CNC: tolerancias de máquina CNC y tolerancias de diseño de mecanizado CNC. La tolerancia de la máquina CNC es la precisión dimensional que una máquina herramienta puede lograr al mecanizar piezas. Máquina CNC con alta precisión, y algunas máquinas son capaces de mecanizar piezas con una precisión de ± 0.0025 mm, aproximadamente una cuarta parte del tamaño de un cabello humano. Sin embargo, las tolerancias varían entre las máquinas CNC y generalmente las establece el fabricante.

tolerancias de mecanizado cnc

La tolerancia de diseño para el mecanizado CNC se refiere al rango aceptable de variación dimensional de la pieza durante el diseño y el mecanizado. Determinado por el diseñador de acuerdo con la función, el ajuste y la forma de la pieza, dentro del rango de cambios dimensionales, aún se puede lograr la función completa de la pieza. Las piezas diseñadas para tolerancias son importantes para encajar con otros componentes, como las carcasas de teléfonos móviles, que requieren tolerancias más altas que las carcasas de aire acondicionado. La tolerancia generalmente se escribe junto al número de dimensión al que se aplica, y está marcada con "±" (tolerancia bilateral).

Tolerancia de diseño de mecanizado CNC

Los tipos de tolerancia de diseño de mecanizado CNC incluían tolerancias límite, tolerancias unilaterales, tolerancias bilaterales y un sistema de tolerancia llamado Dimensiones y tolerancias geométricas (GD&T).  

Limite las tolerancias de mecanizado CNC. Las tolerancias límite son los límites superior e inferior del rango aceptable de dimensiones especificadas. El límite superior se refiere al tamaño aceptable más grande, mientras que el límite inferior se refiere al tamaño aceptable más pequeño. Cualquier valor intermedio es aceptable. Por ejemplo, tolerancia límite 0.55 – 0.65 mm, 0.55 mm es el límite superior y 0.65 es el límite inferior.

Mecanizado CNCTolerancia-Límites

Tolerancias unilaterales. La tolerancia unilateral se refiere al rango aceptable que permite la variación dimensional de una pieza en una dirección. La dirección puede ser positiva o negativa (aumento o disminución del valor especificado). Por ejemplo, la tolerancia unilateral es de 1.5 mm +000/-005, lo que significa que las dimensiones pueden desviarse hasta 1.505 mm, pero no menos de 1.5 mm del valor especificado original.

tolerancia unilateral

Tolerancias bilaterales. Las tolerancias bilaterales para Mecanizado CNC significa el rango de desviación superior e inferior en comparación con el tamaño estándar. A diferencia de la tolerancia unilateral, la desviación de la tolerancia bilateral se produce tanto en dirección positiva como negativa.

Tolerancias bilaterales

Dimensiones geométricas y tolerancias (GD&T). GD&T es un sistema más avanzado y difícil que las tolerancias y dimensiones estándar (SD&T), que proporciona no solo las dimensiones y tolerancias de las piezas, sino también las características geométricas especificadas. GD&T cubre además características geométricas como planitud, posición real y concentricidad.

Dimensiones geométricas y tolerancias

Consideraciones para seleccionar la tolerancia

Una de las claves para establecer una tolerancia razonable para el mecanizado CNC es averiguar cuándo la función y el rendimiento de una pieza se verán afectados por el tamaño o los cambios dimensionales. Para ciertos tipos de piezas, como los componentes críticos de los ventiladores, se requieren tolerancias estrictas y cualquier paso en falso en la geometría puede tener graves consecuencias. Es posible que otros tipos de piezas no requieran una alta precisión, y no hay daño en una desviación de mecanizado ligeramente mayor. Aquí hay algunos puntos que deben tenerse en cuenta al elegir las tolerancias:

Cuando se requieren tolerancias estrechas. Las tolerancias generalmente se establecen en puntos estructurales donde las partes de diferencia deben estar estrechamente conectadas (como agujeros) o conectadas a otros componentes. Si una pieza necesita encajar con uno o más componentes, debe tener tolerancias estrictas. Debe incluir información de tolerancia en el dibujo para que el proveedor de mecanizado CNC pueda comprender mejor cómo funcionará la pieza. Cabe señalar que incluso si la misma herramienta produce varias copias de la misma pieza, la precisión puede volverse menos consistente debido al desgaste de la máquina CNC. Si solicita 1,500 piezas con una tolerancia de ±0.001", es posible que su proveedor de mecanizado CNC deba cambiar las herramientas de mecanizado o ajustar la velocidad de mecanizado para lograr tolerancias uniformes.

Cuando se requieren tolerancias estrechas.

El costo de las tolerancias estrictas. Cabe señalar que cuando las máquinas CNC se ralentizan para mantener una tolerancia más estricta, se requieren tiempos de mecanizado más prolongados, lo que aumenta el costo. Aumentar la tolerancia en solo un punto decimal aumentaría el costo de 2 a 3 veces. Extendiendo la tolerancia por un punto decimal y la geometría asociada, el costo será más del doble que mantener la tolerancia estándar. 

El costo de las tolerancias estrictas.

La tolerancia depende del material. Al diseñar la tolerancia para el mecanizado CNC, debe tener en cuenta el material que elija. Diferentes materiales tienen diferentes propiedades que afectan los niveles de tolerancia alcanzables. Los materiales más blandos tienden a cambiar de tamaño durante el mecanizado CNC. Los materiales duros harán que la herramienta se desgaste más rápido, lo que requerirá múltiples cambios de herramienta. En particular, los materiales plásticos tienen poca estabilidad térmica y son fáciles de deformar cuando entran en contacto con las herramientas. Es posible que los materiales plásticos como el nailon no puedan mantener las mismas tolerancias estrictas que el aluminio.  

La tolerancia depende del material.

 Elección del método de fabricación. Cada máquina CNC tiene diferentes tolerancias, y algunas pueden lograr sus codiciadas tolerancias. En algunos casos, es posible que deba realizar operaciones adicionales en la pieza para lograr las tolerancias finas que necesita. Tales como accesorios adicionales, herramientas de medición especiales. Por ejemplo, para lograr una tolerancia más estrecha de los orificios, los orificios mecanizados con una fresadora vertical aún deben perforarse en un torno. Y los requisitos de tolerancia más estrictos pueden requerir rectificado o lapeado.

Mecanizado CNC de aluminio EDM

Inspección. Necesitará mucho tiempo para inspeccionar piezas con tolerancias muy estrechas. También es posible que deba usar herramientas y equipos especializados para verificar las tolerancias de las piezas. Como CMM (máquina de medición por coordenadas) y otros equipos de medición de precisión.

Inspección PARA PIEZAS MECANIZADAS CNC

Cómo lograr la tolerancia adecuada para el mecanizado CNC

Para diseñadores de productos o piezas, envíe modelos CAD en 3D y dibujos en 2D de tolerancias GD&T a su proveedor de mecanizado CNC y marque claramente las tolerancias para la dimensión crítica, de modo que comprendan completamente la función de la pieza. Esto es muy importante para saber cómo lograr las tolerancias correctas debido al tiempo y costo involucrados en el mecanizado.

Considere el propósito de la parte. No es necesario diseñar todas las piezas con tolerancias estrictas. Por ejemplo, fabricar la pieza que no necesita encajar con otras piezas a menudo requiere una menor precisión de fresado CNC. Teniendo en cuenta que el costo será muy alto para lograr una tolerancia más estricta, y si no necesita una tolerancia tan estricta, puede considerar relajar los requisitos de tolerancia, entonces el costo no será tan alto.

CNC_Aluminio_Piezas Mecanizadas

Tenga en cuenta las propiedades del material.  Para materiales blandos o muy duros, intente mantener tolerancias flexibles.

Encuentre un proveedor de mecanizado CNC de confianza. Una forma de lograr tolerancias es encontrar un proveedor de mecanizado CNC de confianza. Los proveedores de mecanizado CNC logran tolerancias óptimas a través de corte de alambre adicional, EDM, rectificado, mandrinado, rectificado y otros procesos adicionales. Los servicios de procesamiento CNC también incluyen inspección de calidad, certificación de materiales e informes de inspección de tamaño completo. Confiar en herramientas de medición y metrología de vanguardia es esencial para garantizar que los prototipos o las piezas finales cumplan con las especificaciones y tolerancias precisas. 

Conclusión

Ahora conoce las principales consideraciones al elegir las tolerancias para su próximo proyecto de mecanizado CNC. Simplemente siga estas reglas y considere lo suficiente antes de diseñar la tolerancia y tendrá un diseño que es fácil de fabricar y rentable. No importa cuán complejo sea su diseño, DDPROTOTYPE es el socio de fabricación para satisfacer sus necesidades, con tolerancias estándar DIN-2768-1-fine para metales mecanizados CNC y DIN-2768-1-Medium para plásticos. Nuestra fábrica ubicada en Shenzhen, China, contamos con máquinas CNC de 3, 4 y 5 ejes y ofrece diferentes procesos de tratamiento de superficies, como pulido, anodizado, galvanoplastia, electroforesis, arenado y, por supuesto, informes de inspección de tamaño completo para la pieza.