Aunque todos hemos hablado en algún momento sobre precisión, no está demás entrar un poco más en profundidad y centrarnos concretamente en la precisión en el mecanizado cnc.
[toc]¿Qué se entiende por Precisión en el Mecanizado CNC?
La precisión en el mecanizado por control numérico se define por la capacidad de fabricar piezas según dimensiones y especificaciones requeridas en maquinaria gobernada por Control Numérico.
Normalmente cuando hablamos de precisión, hacemos referencia a tolerancias y acabado superficial.
En este post mencionamos el término control numérico. Por lo que te invitamos a leer nuestro artículo que habla sobre la historia del control numérico y cómo ha influido en los mecanizados, tanto de materiales estándar como de materiales especiales.
¿De qué depende la Precisión en los procesos de Mecanizado CNC?
Hay cuatro factores fundamentales que influyen directamente en la precisión del mecanizado y dependen básicamente de las infraestructuras de la empresa. Es decir, de las instalaciones, de la maquinaria, de los sistemas de fijación y de los equipos de medición.
La maquinaria CNC.
La maquinaria CNC tiene que ser capaz de realizar mecanizados de diferentes geometrías y en múltiples operaciones, de manera que sus valores repitan siempre dentro de unos márgenes. Éstos los define el cliente en función de los requerimientos de los productos que finalmente incorporarán las piezas de fabricación. La tecnología ha ido haciendo evolucionar el mundo de la máquina cnc, dotándola incluso de la capacidad de realizar operaciones de fabricación por arranque de viruta y fabricación aditiva al mismo tiempo.
Estos valores pueden ser de décimas, centésimas o micras y dependerán de la rigidez de la estructura, de los sistemas de realimentación (guías, encoders, etc…) y en general de la calidad de los componentes que la conforman.
Un aspecto también crucial son los ejes de la máquina. En el post sobre mecanizado en 5 ejes, hablamos de las ventajas de este tipo de centros cnc. La exactitud en las medidas se pierde en el momento que tenemos que soltar la pieza para realizar sucesivas operaciones. Por lo que una máquina cnc de cinco ejes, permite realizar operaciones de mecanizado en cinco de las seis caras de la pieza, sin necesidad de soltarla.
También sucede lo mismo en los tornos CNC multitasking. Estas máquinas son capaces de atender mecanizados complejos donde coexisten operaciones de fresado y de torneado. Pero cuando se trata de grandes series, las máquinas más adecuadas son las que se orientan al decoletaje.
El decoletaje consiste en la fabricación de piezas de revolución mediante mecanizado por arranque de viruta, mediante herramientas de corte y para series largas.
Las instalaciones del taller de mecanizado.
A partir de ciertos valores de tolerancia, las instalaciones de la Empresa juegan un papel muy importante. El hecho de que el suelo esté desacoplado de vibraciones va a evitar desviaciones en las máquinas, del orden de micras.
También es crítico que los equipos de medición y producción cuenten con una temperatura controlada. En latitudes como la nuestra, en Valencia, donde tenemos variaciones térmicas de más de 35 grados entre verano e invierno, las máquinas sufren desviaciones cercanas a la décima, pese a tener compensación de la temperatura.
Los elementos de fijación.
Tanto los sistemas que aseguran la pieza a la bancada de la maquinaria, como los que montan las herramientas que efectuarán los mecanizados, deben de estar en consonancia con los valores de tolerancia exigidos, dependiendo también de los mecanizados a efectuar.
En el primero de los casos, la fijación de las piezas a las máquinas, diferenciaremos entre centro de mecanizado y torno, por lo diferentes que son.
Centros CNC.
En el caso de los centros de mecanizado CNC, las mordazas y útiles de fijación, son los que sujetan la pieza y deben de ser estables, rígidos y deben de repetir la fijación pieza tras pieza. Para más información no dejéis de leer el artículo Mecanizado de Piezas. Fresado y Utillajes en las Empresas de Mecanizado: Centros de Mecanizado.
Tornos CNC.
Cuando nos referimos a los tornos (ya sean CNC, multitasking o de decoletaje), las piezas se fijan al plato mediante garras o pinzas. El correcto torneado de las primeras y la excelente calidad de las segundas, son esenciales si queremos que la precisión del torno se traslade a las piezas. Más datos en los posts: MECANIZADO DE PIEZAS POR ARRANQUE DE VIRUTA: TORNEADO y Utillajes en las Empresas de Mecanizado: TORNOS.
Porta-herramientas.
En las máquinas-herramienta, las fresas, brocas, machos de roscar, etc van unidos al husillo de la máquina a través de los llamados “portas” o pinzas. Existen diferentes tipos. En el caso de MIPESA, empleamos porta-herramientas con fijación térmica que garantizan un salto máximo de 2µ.
Equipos de medición.
De poco sirve fabricar bien si luego no somos capaces de medir con exactitud.
Por ello es necesario contar en la Empresa con los equipos necesarios, debidamente calibrados.
Además es preciso dotar al personal de la formación pertinente tanto para su uso como para la conservación y preservación. Para eso, el equipo de Calidad es el máximo garante a la hora de establecer los programas tanto de calibración como de formación.
Otros.
En los procesos de fabricación, las herramientas, las condiciones de mecanizado deber adecuarse en función de los mecanizados y de los materiales, para garantizar productos estables y adecuados a las exigencias de la empresa.
La experiencia, a parte de un buen parque de maquinaria, es un factor fundamental a la hora de abordar ciertas piezas de geometría y requerimientos especiales. Más aún cuando se trabaja con materiales con dureza y tenacidades especiales.
Terminología sobre la precisión en el mecanizado cnc.
A continuación y a modo de ayuda, dejamos una serie de términos empleados en el ámbito de la precisión en el mecanizado cnc.
Tolerancia mecánica:
La tolerancia de fabricación se puede definir como los valores máximo y mínimo que debe medir un determinado ítem para que sea aceptado como apto.
Sensibilidad:
La sensibilidad de un instrumento se define como la relación entre la respuesta del mismo y la magnitud de la dimensión que estamos midiendo.
Resolución:
Hace referencia a los equipos de medición. Se define como el menor incremento de la variable bajo medición que puede ser detectado con certidumbre por un instrumento.
Exactitud y precisión:
Se dice que el valor de un parámetro es muy preciso cuando está perfectamente definido. Por otro lado, se dice que un valor es exacto cuanto más se aproxima al valor verdadero.
Repetibilidad:
En un instrumento es la capacidad del mismo de repetir el mismo valor al medir la misma pieza varias veces. En una máquina, es la capacidad de ésta de repetir una dimensión o geometría al fabricar la misma pieza un número de veces.
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