Tolerancias de mecanizado CNC: Todo lo que debe saber
Se opta por el proceso de mecanizado CNC, ya que fabrica componentes utilizando diferentes herramientas y técnicas. Los componentes se fabrican con gran precisión, cortes detallados y exactitud. Sin embargo, el acabado y la precisión alcanzados se deben a las estrechas tolerancias que ofrece el mecanizado CNC.
No se puede negar la importancia de estas tolerancias y, si desea saber más sobre ellas, consulte la guía que figura a continuación.
¿Qué son las tolerancias de mecanizado CNC?
La tolerancia de mecanizado CNC es el límite de variación de dimensión que se permite en las piezas mecanizadas CNC.
La tolerancia de una pieza mecanizada ofrece información sobre la precisión del proceso de mecanizado. Para lograr una gran precisión y exactitud, la tolerancia de mecanizado debe ser mínima.
¿Por qué son importantes las tolerancias de mecanizado?
La importancia de la tolerancia en el mecanizado CNC es considerable. Garantiza la perfección del componente y también desempeña un papel vital en su rendimiento.
Mejorar el ajuste y el funcionamiento de las piezas
La tolerancia CNC garantiza que la pieza, al ensamblarse, interactúe perfectamente con la otra, sin dejar ningún resquicio.
La tolerancia de mecanizado CNC es una indicación de la compatibilidad entre los componentes. Por tanto, si se produce una desviación importante de las dimensiones permitidas, la funcionalidad del componente puede verse afectada.
Regule un margen de error
Todo proceso de fabricación tiene un pequeño grado de variación; por lo tanto, la tolerancia de mecanizado siempre tiene en cuenta dicha desviación.
Se determinan los márgenes dentro de los cuales puede lograrse la función de la pieza. Por lo tanto, dicho margen se mantiene en línea mientras se mecaniza el componente. Esto garantiza que se reduzcan las posibilidades de fallo de la pieza.
Controlar el coste de mecanizado
En coste de mecanizado aumenta cuando se estrecha la tolerancia; los componentes con tolerancias estrechas necesitan algunos procesos de acabado secundarios, que aumentan el coste. Al tener definida la tolerancia, se puede evitar el aumento del coste.
Garantizar el aspecto final del producto
La alta precisión realza el aspecto final de la pieza. Cuando las dos piezas se ensamblan entre sí sin dejar huecos, se consigue un conjunto perfectamente acabado.
Diferentes términos para medir las tolerancias CNC
Cuando se miden tolerancias CNC, hay algunos términos que es importante comprender, y son los siguientes:
Tamaño básico
El tamaño básico se indica en el dibujo del componente y tiene en cuenta la desviación permitida durante el mecanizado.
Tamaño real
La dimensión real de un componente representa la dimensión del componente una vez realizado el proceso de mecanizado. La medida real es la medida final alcanzada para la pieza mecanizada.
Límites
Los límites de una pieza son las dimensiones máxima y mínima que se permiten en el mecanizado. El límite inferior es la desviación mínima aceptable, y el límite superior representa la dimensión máxima permitida.
Desviación
La desviación representa la variación máxima permitida del tamaño en comparación con el tamaño básico. Hay dos límites permitidos: desviación inferior y superior. Las dos desviaciones pueden obtenerse restando los límites superior e inferior de las tallas básicas.
Dato
Datum es el plano o línea imaginaria que se utiliza como punto de referencia para las herramientas de medición.
Requisitos máximos y mínimos de material
La máxima conducción de material tiene lugar cuando la pieza tiene el máximo de material en su conjunto; en tal caso, hay una tolerancia extra con la que trabajar. Mientras tanto, la condición de mínimo material se da cuando hay la menor cantidad de material en un puesto de trabajo.
Posiciones decimales
El mecanizado CNC es un proceso muy preciso que consta de tolerancias muy pequeñas. Por lo tanto, para medir las tolerancias, se utilizan decimales. Los decimales más altos se refieren a una tolerancia más ajustada.
Cálculo de la tolerancia
Para calcular la tolerancia de mecanizado, necesitará los límites superior e inferior.
Tomemos el ejemplo de un tornillo con un diámetro de 10 mm. El límite superior e inferior aceptables a este respecto serían 12 mm y 8 mm, respectivamente. Al restar los dos límites, se obtiene el nivel de tolerancia, que en este caso será de 4 mm.
Tipos comunes de tolerancias en el mecanizado CNC
Existen diferentes tipos de Tolerancias de mecanizado CNC que los fabricantes tienen en cuenta a la hora de fabricar componentes. Algunos de ellos son los siguientes:
Tolerancias estándar
Las tolerancias estándar son el tipo de tolerancias por las que se puede optar cuando se fabrican productos de uso común. Los mecanizadores suelen utilizar una tolerancia de +/- 0,1 mm en el fresado CNC en los casos en los que los clientes determinan el nivel de tolerancia preferido.
Tolerancias bilaterales
La tolerancia bilateral es la variación de la tolerancia a partir de la dimensión dada, que puede ser negativa o positiva. Por tanto, permite una variación muy pequeña en forma de aumento o disminución del componente.
Dimensionamiento geométrico y tolerancias
El dimensionado y tolerado geométricos detallan la tolerancia estándar de mecanizado. Es un sistema más complejo que el típico y utiliza los marcos de control para indicar los tipos específicos de tolerancias dimensionales de los componentes.
Permite mantener las medidas reales de los componentes dentro de los límites dados. También indica las propiedades geométricas del componente, como su posición, planitud y concentricidad.
Tolerancias unilaterales
Las tolerancias unilaterales ofrecen una variación en una sola dirección, ya sea positiva o negativa. Por ejemplo, una tolerancia dada como +0,00/-0,05 permite que el componente sea menor en 0,05 y no mayor.
Tolerancias límite
La tolerancia límite indica el intervalo de valores en el que la pieza mecanizada ofrece la aceptabilidad de que la medición se sitúe en un rango determinado.
Normas comunes de tolerancia de mecanizado CNC
La siguiente tabla muestra las normas de tolerancia de mecanizado CNC más comunes.
| Proceso de mecanizado CNC | Tolerancia |
| Fresado CNC de 5 ejes | ± 0,13 mm |
| Grabado CNC | ± 0,13 mm |
| Fresadora de juntas | ± 0,762 mm |
| Troquelado con regla de acero | ± 0,381 mm |
| Router | ± 0,13 mm |
| Fresado CNC de 3 ejes | ± 0,13 mm |
| Mecanizado de tornillos | ± 0,13 mm |
| Torno CNC | ± 0,13 mm |
| Acabado superficial Estándar | 125RA |
¿Qué factores afectan a la tolerancia de mecanizado?
Hay algunos factores que afectan a la tolerancia de mecanizado en una pieza de trabajo, y estos se dan a continuación:
Materiales
Las características del material influyen en las tolerancias del mecanizado CNC, como la dureza, la abrasividad y su estabilidad al calor.
Si el material es muy abrasivo, se produce un desgaste de la herramienta y dificultades para mantener la precisión dimensional, lo que resulta todo un reto.
En cambio, los materiales más blandos tienden a desplazarse cuando se trabajan con las herramientas y requieren más cuidado para lograr precisión.
Muchos no metales provocan deformaciones cuando se someten a altas temperaturas y, por tanto, repercuten en la tolerancia.
Procesos de mecanizado
El tipo de proceso de mecanizado elegido desempeña un papel fundamental en el mantenimiento de la tolerancia. Cada proceso tiene diferentes capacidades y también limitaciones.
Además, las máquinas CNC que tienen varios ejes funcionan de formas distintas y, para conseguir la tolerancia requerida, es importante elegir el proceso adecuado.
Acabados superficiales
Los procesos de acabado repercuten en las tolerancias del mecanizado. Algunos componentes pasan por distintos tratamientos superficiales, que repercuten en las dimensiones de las piezas mecanizadas.
Por lo tanto, es importante elegir un acabado superficial que mantenga la tolerancia de los componentes dentro del rango dado.
Herramientas de corte CNC
Hay diferentes tipos de herramientas de corte que utilizan los maquinistas, que también influyen en la tolerancia.
Las herramientas de alta calidad que tienen el recubrimiento y el afilado adecuados garantizan una gran precisión, mientras que las que no lo tienen pueden dar lugar a ligeras desviaciones.
Presupuesto
La elección de las herramientas para el mecanizado y los materiales depende de su presupuesto. Una tolerancia ajustada necesita herramientas especiales, más tiempo y mano de obra especializada, lo que conlleva un aumento de los costes. Sin embargo, si invierte en las herramientas adecuadas, podrá conseguir la tolerancia correcta.
Habilidades de maquinista
Las habilidades de un maquinista también desempeñan un papel vital a la hora de determinar la tolerancia del componente. El maquinista es responsable de establecer los parámetros de mecanizado y elegir la herramienta adecuada para alcanzar la tolerancia requerida.
Consejos prácticos sobre tolerancias de mecanizado CNC
Los tipos prácticos para obtener las tolerancias de mecanizado CNC adecuadas son los siguientes:
- Los materiales elegidos deben poder mecanizarse manteniendo el margen de tolerancia alcanzado. Por ejemplo, algunos materiales como el acero y el cobre se contraen y dilatan con los cambios de temperatura, por lo que es necesario ajustar las tolerancias.
- La aplicación del producto también determina el nivel de tolerancia. Algunas piezas no están destinadas a ser ensambladas y son menos precisas, por lo que no necesitan una tolerancia ajustada.
- Opte por herramientas que ofrezcan un alto rendimiento y cortes rápidos para que no se produzcan desviaciones en las herramientas y que la tolerancia sea ajustada.
Conclusión
La importancia de la tolerancia en los componentes mecanizados es sumamente crucial y repercute en el éxito de los proyectos.
Si necesita que sus componentes se diseñen con la tolerancia pertinente, puede ponerse en contacto con DEK. En DEK contamos con maquinistas experimentados que se encargan de la tolerancia de precisión de los componentes.
Preguntas frecuentes
¿Cuáles son las tolerancias de mecanizado más comunes?
La tolerancia más común para los componentes mecanizados se sitúa en el intervalo de +/- 0,005.
¿Qué tolerancia es la más difícil de mecanizar?
Las tolerancias inferiores a +/- 0,001 son las más difíciles de mecanizar.
¿Qué industrias necesitan tolerancias CNC de precisión?
Entre las industrias sensibles a las tolerancias precisas figuran la medicina, la automoción, la electrónica y la aeroespacial.
