Entendendo e trabalhando com tolerâncias de usinagem CNC

Se há uma coisa pela qual a usinagem CNC é conhecida, sua exatidão e precisão. No entanto, como qualquer outro processo, também podem ocorrer variações nas dimensões das peças que estão sendo produzidas. Fatores como material usado, alinhamento do fuso, precisão do ferramental, rigidez de retenção do trabalho, uso de refrigerante e complexidade da forma afetam significativamente a precisão dimensional durante a usinagem.

Aceitando a variabilidade das dimensões produzidas, engenheiros e projetistas definem tolerâncias de usinagem CNC específicas para as peças durante o processo de projeto para evitar prejudicar a funcionalidade e a qualidade do produto final. Continue lendo para saber mais sobre tolerâncias de usinagem, por que precisamos delas e como obter uma peça CNC precisa e precisa.

Por que precisamos aderir às tolerâncias de usinagem CNC?

As tolerâncias de usinagem CNC são os limites definidos para identificar se uma peça é aceitável ou considerada como sucata. Basicamente, isso está dando uma perspectiva de quanto espaço para erros você tem ao usinar uma peça. Por que isso é tão importante?

● Controle de custos

É claro que a essência de fazer negócios é minimizar os custos o máximo possível, mantendo a qualidade necessária para as peças. Geralmente, quanto mais apertada a tolerância que você define, mais caro fica. Peças com uma tolerância de usinagem muito apertada exigem processos adicionais, como retificação ou superacabamento. Para uma tolerância menos rígida, uma peça pode ser acabada apenas pelos processos básicos de usinagem. O que a tolerância tem a ver com o custo?

Definir suas tolerâncias ajuda a evitar custos excessivos para usinar uma peça. Apenas as áreas críticas da peça são rotuladas com tolerâncias apertadas. Isso reduz o custo dos componentes produzidos, estabelecendo quais recursos são importantes e quais não são.

● Intercambialidade/repetibilidade de peças

A maioria das peças fabricadas por meio de usinagem, de alguma forma, fará interface com outros componentes usinados para montagem ou outros fins. A intercambialidade é muito crítica para a fabricação de peças de alto volume. Ele permite que os componentes se encaixem em qualquer montagem do mesmo tipo.
Os exemplos mais simples são as peças correspondentes. Um eixo é controlado, portanto, ainda deve se encaixar na peça correspondente, dadas as variações de dimensão. O mesmo acontece com a manga.

● Intercambialidade/repetibilidade de peças

A maioria das peças fabricadas por meio de usinagem, de alguma forma, fará interface com outros componentes usinados para montagem ou outros fins. A intercambialidade é muito crítica para a fabricação de peças de alto volume. Ele permite que os componentes se encaixem em qualquer montagem do mesmo tipo.
Os exemplos mais simples são as peças correspondentes. Um eixo é controlado, portanto, ainda deve se encaixar na peça correspondente, dadas as variações de dimensão. O mesmo acontece com a manga.

● Manter a funcionalidade das peças

As peças usinadas são controladas por tolerâncias porque alguns recursos de uma peça são vitais para sua funcionalidade. Em muitas aplicações de fixação onde a localização e os tamanhos são críticos, qualquer variação que não esteja dentro da tolerância tornará a fixação defeituosa e inutilizável.

Quais são os tipos de tolerâncias usados ​​em uma oficina mecânica?

As tolerâncias nos desenhos de fabricação são expressas de forma diferente, dependendo de qual recurso está sendo controlado e da intenção de projeto do engenheiro. Abaixo estão os tipos mais comuns de tolerâncias de usinagem utilizados na indústria:

Tolerâncias Unilaterais

Este tipo de tolerância permite apenas uma variação direcional, portanto unilateral. Vamos trabalhar em um exemplo simples. Dado um eixo que precisa se encaixar no diâmetro interno de uma luva. O diâmetro do eixo não deve exceder o diâmetro interno da luva, portanto, ao aplicar tolerância unilateral no eixo, você a controla permitindo apenas variação negativa do tamanho nominal (por exemplo, dado que o diâmetro do eixo é 1.000 pol, aplicar tolerância unilateral ficará assim :1.000 +0/-.005 pol.). Tolerâncias unilaterais são comumente usadas em componentes que possuem peças correspondentes.

Tolerâncias bilaterais

Em contraste com a tolerância unilateral, as tolerâncias bilaterais permitem variações positivas e negativas do tamanho nominal. A aplicação de tolerância bilateral em uma dimensão de 1.000” ficaria assim:1.000 +/- .005. Este tipo permite uma distribuição igualitária da variação permitida para a peça. As tolerâncias bilaterais são comumente usadas, mas não limitadas a, para chamar as dimensões externas.

Limite de tolerâncias

A tolerância limite é expressa como uma faixa da dimensão mínima e da dimensão máxima permitida. A dimensão da peça fabricada deve estar entre esses valores. As tolerâncias limite nos desenhos de fabricação terão a seguinte aparência:0,995-1,005 pol.

Tolerâncias gerais/padrão

Esses são os padrões estabelecidos para os componentes mais comuns na indústria, como tamanhos de roscas, tamanhos de pinos, tubos, barras de aço e muito mais. As tolerâncias gerais são geralmente reguladas por vários padrões que regem associações como ASME, AISI, ISO e muitas outras. O controle e as dimensões específicas para essas tolerâncias são normalmente listados nas referências da tabela.

Alguns exemplos incluem:
● Chamar roscas como grossas, finas, extrafinas (UNC, UNF, UNEF)
● Chamar as dimensões de eixo e furo de acordo com tolerâncias como H7/g6, G7/h6 , H8/g6 (em termos simples:encaixe deslizante, encaixe com interferência, encaixe justo, encaixe forçado, encaixe livre)

Dimensão e tolerância geométrica (GD&T)

Esse tipo de tolerância usa estruturas de controle de recursos para representar tolerâncias dimensionais e de forma específicas. Isso abre caminho para uma representação mais clara do controle dos recursos das peças CNC, incluindo planicidade, retilineidade, excentricidade, perpendicularidade e chamadas de posição. GD&T é muito útil para projetistas ao especificar suas tolerâncias de usinagem CNC necessárias.

Quais são as coisas que precisamos considerar ao lidar com tolerâncias?

1. Encontre o parceiro de usinagem certo

Se você tem uma peça que deseja terceirizar, deve procurar uma instalação de usinagem confiável e estabelecida para ser seu parceiro. Nem todos os fornecedores de serviços de usinagem CNC têm a capacidade de fornecer peças extremamente precisas e exatas com tolerâncias apertadas. Instalações com mais experiência e equipamentos de ponta estão em vantagem para isso.

2. Manter a precisão dos titulares de trabalho

Os suportes de trabalho desempenham um papel importante para garantir que as tolerâncias de usinagem CNC sejam alcançadas. Estes são responsáveis ​​por manter a peça no lugar enquanto é usinada e utilizada como referência em relação às localizações.

3. Use ferramentas de corte de alto desempenho

As ferramentas de corte são uma das razões por trás das variações de dimensão em uma peça de trabalho. Isso pode ser causado pela utilização incorreta da ferramenta de corte, deflexão da ferramenta e aresta de corte cega. A deflexão da ferramenta geralmente ocorre em recursos de extremidade longa, como furos profundos e eixos longos. Além disso, ferramentas de corte cegas colocam suas peças em uma posição indesejável e ameaçam a precisão de seus fusos.

4. Material usado

A precisão da dimensão pode ser difícil de alcançar para alguns materiais e pode ser fácil para alguns. Observe que os materiais se comportam de maneira diferente ao serem expostos no ambiente de usinagem.

Conclusão

• As tolerâncias de usinagem CNC são um aspecto importante para garantir a qualidade e a funcionalidade das peças produzidas, estabelecendo limites de até que ponto as variações dimensionais são permitidas.
• A aplicação de tolerâncias na fabricação de peças é importante para controlar o custo, garantir sua intercambialidade e manter a funcionalidade.
• Os tipos mais comuns de tolerâncias de usinagem são tolerância unilateral, tolerância bilateral, tolerância limite, tolerância geral e GD&T.
• Também é essencial considerar alguns fatores ao trabalhar com tolerâncias. Esses fatores incluem suportes de trabalho, material, desempenho de ferramentas e a seleção da instalação de usinagem preferida.