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Conhecimento de tolerância para usinagem CNC
A tolerância é uma faixa aceitável de desvios dos valores esperados para dimensões determinadas pelo projetista com base na forma, ajuste e função da peça. usinagem CNC é muito preciso, mas não perfeito, é impossível que duas peças feitas usando o mesmo processo de fabricação façam a mesma peça com as mesmas dimensões exatas mesmo na mesma máquina CNC. A menos que especificado de outra forma pelo projetista, as tolerâncias padrão geralmente usadas para usinagem CNC são +/- 005″ para peças metálicas e +/- 010″ para peças plásticas. Se forem necessárias tolerâncias mais apertadas para usinagem CNC (por exemplo, +/- .002”), as informações mais precisas das dimensões críticas devem ser marcadas nos desenhos.
Os tipos de tolerância para usinagem CNC
Termos de tolerância relacionados à usinagem CNC: tolerâncias de máquina CNC e tolerâncias de projeto de usinagem CNC. A tolerância da máquina CNC é a precisão dimensional que uma máquina-ferramenta pode alcançar ao usinar peças. Máquina CNC com alta precisão, e algumas máquinas são capazes de usinar peças com precisão de ± 0.0025mm, cerca de um quarto do tamanho de um fio de cabelo humano. No entanto, as tolerâncias variam entre as máquinas CNC e geralmente são definidas pelo fabricante.
A tolerância de projeto para usinagem CNC refere-se à faixa aceitável de variação dimensional da peça durante o projeto e a usinagem. Determinado pelo projetista de acordo com a função, ajuste e forma da peça, dentro da faixa de mudanças dimensionais, a função completa da peça ainda pode ser alcançada. As peças projetadas para tolerâncias são importantes para encaixar com outros componentes, como capas de celular, que exigem tolerâncias mais altas do que as capas de ar condicionado. A tolerância é geralmente escrita ao lado do número dimensional ao qual se aplica e é marcada por “±” (tolerância bilateral).
Os tipos de tolerância de projeto de usinagem CNC incluíam tolerâncias limite, tolerâncias unilaterais, tolerâncias bilaterais e um sistema de tolerância chamado Dimensões e tolerâncias geométricas (GD&T).
Limite as tolerâncias de usinagem CNC. As tolerâncias limite são os limites superior e inferior da faixa aceitável de dimensões especificadas. O limite superior refere-se ao maior tamanho aceitável, enquanto o limite inferior refere-se ao menor tamanho aceitável. Qualquer valor intermediário é aceitável. Por exemplo, a tolerância limite 0.55 – 0.65 mm, 0.55 mm é o limite superior e 0.65 é o limite inferior.
Tolerâncias unilaterais. A tolerância unilateral refere-se à faixa aceitável que permite a variação dimensional de uma peça em uma direção. A direção pode ser positiva ou negativa (aumento ou diminuição do valor especificado). Por exemplo, a tolerância unilateral é de 1.5 mm +.000/-.005, isso significa que as dimensões podem se desviar em até 1.505 mm, mas não menos que 1.5 mm do valor original especificado.
Tolerâncias bilaterais. As tolerâncias bilaterais para usinagem CNC significa a faixa de desvio superior e inferior em comparação com o tamanho padrão. Em contraste com a tolerância unilateral, o desvio da tolerância bilateral ocorre tanto na direção positiva quanto na negativa.
Dimensões e tolerâncias geométricas (GD&T). O GD&T é um sistema mais avançado e difícil que o Dimensionamento e Tolerâncias Padrão (SD&T), que fornece não apenas as dimensões e tolerâncias das peças, mas também as características geométricas especificadas. GD&T cobre ainda características geométricas como planicidade, posição verdadeira e concentricidade.
Considerações para selecionar a tolerância
Uma das chaves para definir uma tolerância razoável para usinagem CNC é descobrir quando a função e o desempenho de uma peça serão afetados pelo tamanho ou alterações dimensionais. Para certos tipos de peças, como componentes críticos em ventiladores, são necessárias tolerâncias rígidas e qualquer passo em falso na geometria pode ter sérias consequências. Outros tipos de peças podem não exigir alta precisão e não há mal algum em desvios de usinagem um pouco maiores. Aqui estão alguns pontos que devem ser considerados ao escolher tolerâncias:
Quando tolerâncias apertadas são necessárias. As tolerâncias são geralmente definidas em pontos estruturais onde as peças de diferença precisam ser firmemente conectadas (como furos) ou conectadas a outros componentes. Se uma peça precisa se encaixar com um ou mais componentes, ela deve ter tolerâncias apertadas. Você deve incluir informações de tolerância no desenho para que o fornecedor de usinagem CNC possa entender melhor como a peça funcionará. Deve-se notar que mesmo que a mesma ferramenta produza várias cópias da mesma peça, a precisão pode se tornar menos consistente devido ao desgaste na máquina CNC. Se você solicitar 1,500 peças com tolerância de ±0.001”, seu fornecedor de usinagem CNC pode precisar alterar as ferramentas de usinagem ou ajustar a velocidade de usinagem em busca de tolerâncias consistentes.
O custo de tolerâncias apertadas. Deve-se notar que, quando as máquinas CNC são desaceleradas para manter uma tolerância mais apertada, são necessários tempos de usinagem mais longos, resultando no aumento do custo. Aumentar a tolerância em apenas um ponto decimal aumentaria o custo em 2-3 vezes. Estendendo a tolerância em um ponto decimal e a geometria associada, o custo será mais que o dobro do que manter a tolerância padrão.
A tolerância depende do material. Ao projetar a tolerância para usinagem CNC, você deve considerar o material escolhido. Diferentes materiais têm diferentes propriedades que afetam os níveis de tolerância alcançáveis. Materiais mais macios tendem a mudar de tamanho durante a usinagem CNC. Materiais duros farão com que a ferramenta se desgaste mais rapidamente, exigindo várias trocas da ferramenta. Em particular, os materiais plásticos têm baixa estabilidade térmica e são fáceis de deformar ao entrar em contato com as ferramentas. Materiais plásticos como o nylon podem não ser capazes de manter as mesmas tolerâncias rígidas que o alumínio.
Escolha do método de fabricação. Cada máquina CNC possui tolerâncias diferentes, e algumas podem atingir suas tolerâncias cobiçadas. Em alguns casos, pode ser necessário realizar operações adicionais na peça para obter as tolerâncias finas de que você precisa. Como acessórios adicionais, ferramentas de medição especiais. Por exemplo, para obter uma tolerância mais apertada dos furos, os furos usinados pela fresadora vertical ainda precisam ser perfurados em uma máquina de torno. E requisitos de tolerância mais apertados podem exigir retificação ou lapidação.
Inspeção. Você precisará de muito tempo para inspecionar peças com tolerâncias muito apertadas. Você também pode precisar usar ferramentas e equipamentos especializados para verificar as tolerâncias das peças. Como CMM (máquina de medição por coordenadas) e outros equipamentos de medição de precisão.
Como alcançar a tolerância adequada para usinagem CNC
Para projetistas de produtos ou peças, envie modelos CAD 3D e desenhos 2D de tolerâncias GD&T para seu fornecedor de usinagem CNC e marque claramente as tolerâncias para dimensões críticas, para que eles entendam completamente a função da peça. Isso é muito importante para alcançar as tolerâncias corretas devido ao tempo e custo envolvidos na usinagem.
Considere o objetivo da peça. Nem todas as peças precisam ser projetadas com tolerâncias apertadas. Por exemplo, fabricar a peça que não precisa se encaixar com outras peças geralmente requer menor precisão de fresamento CNC. Considerando que o custo será super alto para alcançar a tolerância mais apertada, e se você não precisar dessa tolerância mais apertada, você pode considerar relaxar os requisitos de tolerância, então o custo não será tão alto.
Tenha em mente as propriedades do material. Para materiais macios ou muito duros, tente manter tolerâncias frouxas.
Encontre um fornecedor confiável de usinagem CNC. Uma maneira de alcançar as tolerâncias é encontrar um fornecedor confiável de usinagem CNC. Os fornecedores de usinagem CNC alcançam tolerâncias ideais por meio de corte de arame adicional, EDM, retificação, mandrilamento, retificação e outros processos adicionais. Os serviços de processamento CNC também incluem inspeção de qualidade, certificação de materiais e relatórios de inspeção em tamanho real. Contar com ferramentas de metrologia e medição de ponta é essencial para garantir que os protótipos ou peças finais atendam às especificações e tolerâncias precisas.
Conclusão
Agora você conhece as principais considerações na escolha de tolerâncias para seu próximo projeto de usinagem CNC. Basta seguir essas regras e considerar bastante antes de projetar a tolerância e você terá um projeto fácil de fabricar e econômico. Não importa a complexidade do seu projeto, a DDPROTOTYPE é o parceiro de fabricação para atender às suas necessidades, com tolerâncias padrão DIN-2768-1-fine para metais usinados CNC e DIN-2768-1-Medium para plásticos. Nossa fábrica localizada em Shenzhen China, temos várias máquinas CNC de 3, 4 e 5 eixos e oferece diferentes processos de tratamento de superfície, como polimento, anodização, galvanoplastia, eletroforese, jateamento de areia e, claro, relatórios de inspeção em tamanho real para a peça.
