Precisão, Precisão, Tolerâncias e Considerações de Usinagem de Metal CNC

Para peças de protótipo e de uso final, a precisão é um aspecto muito importante da metalurgia. Precisão significa que você obtém uma peça que se parece e se sente exatamente como você a projetou, sem erros que possam afetar a função mecânica.

Graças ao surgimento das máquinas CNC, a metalurgia é agora mais precisa do que nunca. Os maquinistas podem usar um computador para programar a trajetória de uma ferramenta de corte para um micrômetro, praticamente eliminando imprecisões causadas por erro humano. Desde que a máquina CNC esteja configurada corretamente, ela deve cortar peças metálicas com alta precisão.

Mas há muitos fatores que afetam a precisão do processamento de metal. A qualidade da máquina, a seleção de materiais e até a temperatura ambiente podem desempenhar um papel, e alguns clientes podem ter requisitos de precisão muito diferentes dos outros.

Este artigo discute os prós e contras da metalurgia de precisão, explicando conceitos como exatidão, precisão e tolerâncias.

O que é precisão?

Embora exatidão e precisão pareçam ser sinônimos, eles têm significados diferentes quando se trata de usinagem. Portanto, é importante entender o que queremos dizer com os diferentes termos.

No contexto da metalurgia, a precisão é o grau em que uma máquina pode corresponder às medidas especificadas no projeto.

Se uma máquina pode cortar no local exato especificado no projeto, ela tem alta precisão.

Se errar o alvo ocasionalmente, mas atingir o ponto certo em média, podemos dizer que ainda tem alta precisão.

O que é repetibilidade ou precisão de usinagem?

A precisão da usinagem refere-se à semelhança de medições em várias tentativas ou entre várias cópias de uma peça.

Em outras palavras, uma máquina é de alta precisão se atingir exatamente o mesmo ponto em 100 cópias de uma peça.

Isso não é o mesmo que precisão porque a precisão não se importa particularmente se o “ponto” for o mesmo especificado no projeto! Uma máquina pode ser muito precisa, embora corte sempre 3 mm à esquerda da marca pretendida.

Obviamente, é importante ter exatidão e precisão.

Precisão significa que você está atingindo as coordenadas especificadas no design, e precisão significa que você está atingindo-as de forma consistente em várias unidades.

O que são tolerâncias de usinagem?

Na usinagem, a tolerância refere-se ao desvio do valor de corte. Portanto, trata-se de precisão, mas é um valor especificado pelo cliente, não uma propriedade da própria máquina.

Se um cliente exigir que um recurso de uma peça seja muito consistente entre os elementos, ele especificará uma tolerância rígida nesse recurso para permitir um desvio mínimo. Na prática, isso significa que a máquina deve ser operada de forma mais lenta e cuidadosa.

Se uma tolerância menor for especificada—por exemplo, em um recurso não mecânico—a usinagem pode ser feita mais rapidamente.

Embora as tolerâncias sejam definidas pelo cliente, as máquinas normalmente especificam suas tolerâncias padrão e menores possíveis.

O que contribui para o Precisão De uma máquina CNC?

A precisão de uma máquina CNC depende de vários fatores, alguns dos quais são determinados pelo fabricante da máquina CNC e outros que podem ser controlados pelo maquinista.

Para obter uma usinagem precisa de metal, os seguintes fatores devem ser considerados:

Qualidade da máquina:

Máquinas bem feitas com componentes de alta qualidade geralmente produzem peças mais precisas do que máquinas de baixa qualidade.

Condição da máquina:

As máquinas CNC contêm inúmeros componentes, portanto, a manutenção adequada é fundamental para mantê-las precisas.

Condição da ferramenta:

Ferramentas cegas e desgastadas que apresentem sinais de desgaste de flanco, desgaste de cratera, etc. podem reduzir a precisão das máquinas CNC, por isso devem ser mantidas em boas condições. Ferramentas cegas também aumentam as temperaturas de corte, outro fator que reduz a precisão.

Inspeção a bordo:

Ferramentas de feedback, como sondas integradas, podem informar ao maquinista se a máquina está cortando com precisão durante o trabalho. Essas ferramentas também podem ser usadas para corrigir quaisquer desvios em tempo real, melhorando a precisão.

Temperatura e umidade:

O ambiente de trabalho afetará a precisão da usinagem. Embora a máquina seja capaz de cortar peças em condições quentes, a consistência térmica deve ser mantida para evitar desvios.

C alibração:

As máquinas-ferramentas devem ser calibradas regularmente para manter a precisão.

Qual ​​é o melhor metal para usinagem de precisão?

A metalurgia precisa é melhor alcançada com materiais adequados para usinagem CNC.

Porque enquanto mesmo os metais e ligas mais duros podem ser usinados com precisão, alguns materiais difíceis de usinar podem afetar negativamente a precisão da usinagem.

A usinabilidade de um metal é a facilidade com que uma ferramenta de corte pode cortá-lo. Corta rapidamente metais altamente usináveis ​​com baixa potência, produzindo um acabamento de alta qualidade sem desgaste significativo da ferramenta de corte.

Alguns metais altamente usináveis ​​incluem:

Alumínio 6061

Alumínio 7075

Alumínio 2024

Aço inoxidável 303

Aço inoxidável 304

Latão C35300

Em teoria, uma boa máquina CNC ainda deve ser capaz de cortar metais difíceis de usinar, embora com mais tempo e consumo de energia.

Mas esses metais difíceis de usinar podem ter um impacto negativo indireto na precisão.

Metais não usináveis ​​podem aumentar significativamente o desgaste da ferramenta, enquanto ferramentas cegas podem reduzir a precisão e a precisão da máquina.

Além disso, a maioria dos clientes deseja encontrar um bom equilíbrio entre velocidade e precisão. Se a usinagem precisa do metal requer velocidades de corte extremamente baixas porque o metal é difícil de usinar, o projeto pode não valer a pena.

Quando a usinagem precisa de metais é necessária?

A precisão da metalurgia é importante por vários motivos, desde garantir a satisfação do cliente até garantir a funcionalidade mecânica de uma peça.

Os itens que exigem alta precisão podem incluir:

Protótipos metálicos comercializados por investidores, com aparentes imprecisões que podem dar uma impressão negativa aos profissionais seniores.

Peças mecânicas que interagem com outras peças. A funcionalidade adequada pode ser controlada pela especificação de tolerâncias apropriadas, mas ainda é necessária uma boa precisão para garantir a compatibilidade entre as peças.

Ofereça empregos a potenciais parceiros de longo prazo. Ao trabalhar com novos clientes, você aumenta suas chances de construir parcerias de longo prazo, fornecendo a eles peças usinadas com precisão desde o início. Em alguns casos, os clientes só aceitarão pedidos se um certo nível de precisão puder ser garantido.