Fabricação de Usinagem CNC:Precisão, Exatidão e Tolerância

Na fabricação, a usinagem CNC tem sido usada há muito tempo na fabricação e produção. Com o advento da tecnologia e do software de design assistido por computador, o design de produtos pode se tornar mais fácil, mas isso torna o design mais complexo do que antes. Na própria fase de projeto, você precisa definir padrões para exatidão, precisão e tolerâncias do produto.

Existem muitos termos técnicos relacionados às especificações e funções da usinagem CNC. Você sabe o significado de cada termo? Ao adquirir serviços de usinagem CNC de um provedor de serviços, você deve ter ouvido ou lido alguns termos, como precisão, tolerância, exatidão, etc. O que significam esses termos? Quer saber a importância desses termos técnicos na usinagem CNC? Em caso afirmativo, leia o artigo a seguir, pois ele lhe dará uma compreensão clara desses três termos (precisão, exatidão e tolerância).

Precisão de usinagem

O que é Precisão?

Precisão refere-se à proximidade entre as medições, o que significa que, se as medições estiverem todas próximas umas das outras, elas são precisas. Precisão significa repetibilidade consistente ao produzir várias peças com máquinas-ferramentas CNC. Ele reflete se o valor medido é repetido e consistente. Quanto maior a precisão, mais próximo o resultado.

Este é um dos termos mais importantes usados ​​na usinagem CNC. Da mesma forma, o termo define a confiabilidade das máquinas-ferramentas. Basicamente, a precisão é uma métrica que define a capacidade do sistema de medição de retornar a mesma métrica repetidamente.

Em uma fábrica, a precisão de uma máquina ou processo refere-se à capacidade de repetir operações da mesma maneira todas as vezes, sem introduzir erros aleatórios. A usinagem precisa ou o artesanato preciso comprovam o controle do processo sem desvios. Isso é muitas vezes confundido com precisão e, de fato, os dois termos são usados ​​casualmente de forma intercambiável. No entanto, a precisão refere-se mais à repetibilidade. (Mais sobre usinagem de precisão em A importância da usinagem de alta precisão)

Precisão de usinagem

O que é precisão?

Embora exatidão e precisão pareçam ser sinônimos, eles têm significados diferentes durante o processamento de usinagem. Portanto, é importante saber o que queremos dizer em termos diferentes.

A precisão é definida como o quão próximo o valor medido está de um valor específico ou resultado verdadeiro. Se todos os valores medidos estiverem próximos do valor verdadeiro, eles são precisos. Pode refletir o impacto de erros do sistema. Se o erro do sistema for pequeno, a precisão é alta.

No processamento de usinagem de metal, a precisão refere-se ao grau em que a máquina pode corresponder aos valores medidos especificados no projeto. Se a máquina pode cortar a posição exata especificada no projeto, ela tem alta precisão.

Uma máquina precisa que realizará as operações (cortar, furar, furar, etc.) conforme pretendido pelo operador/programador. Por exemplo, se uma máquina for programada para cortar uma peça de trabalho com 60 mm de comprimento, ela será cortada em 60 mm. Precisão significa que está perto de 60 mm de precisão. Quanto mais próximo do padrão, maior a precisão.

Fatores que afetam a precisão da usinagem CNC

Desvio reverso

Ao usinar uma peça em uma oficina de usinagem CNC, o eixo do eixo causa uma zona morta reversa ou folga durante o processo de transmissão, causando erros, e sua atuação é de polarização reversa. Se a máquina-ferramenta CNC adotar um sistema servo de loop semi-fechado, a existência do deslocamento reverso afetará a precisão de posicionamento da máquina-ferramenta e repetirá a precisão de posicionamento, afetando a precisão da peça de trabalho.

Erro de lacuna

Este é o erro de folga causado durante a operação da corrente de acionamento da máquina-ferramenta. Quando o motor está funcionando, a máquina-ferramenta não produz movimento, o que causará vibração ou grandes erros da máquina-ferramenta CNC.

Erro de posição da peça

O erro de posição da peça é o desvio entre a superfície real e a posição do eixo em relação à posição ideal, que se baseia principalmente no erro de posição da cabeça causado pela folga de transmissão da máquina-ferramenta e pela deformação elástica da peça e do atrito de serviço.

Em um sistema de malha aberta, o erro de posição tem uma grande influência na precisão da usinagem, mas em um sistema servo de malha fechada, depende principalmente da precisão do dispositivo de detecção de deslocamento e do fator de amplificação do sistema, então o efeito geral é não é óbvio.

Erro geométrico da máquina-ferramenta

No processo de usinagem CNC, ferramentas e acessórios são afetados por forças externas, e o corte térmico reduzirá a precisão do volume da máquina-ferramenta, afetando assim a deformação das peças processadas.

Naturalmente, as causas dos erros geométricos da máquina-ferramenta são internas e externas. A razão interna é o fator da própria máquina-ferramenta. Por exemplo, o nivelamento da superfície da mesa e a precisão geométrica das máquinas-ferramentas e acessórios.

A causa externa é o ambiente externo e o calor gerado durante o processo de usinagem, que leva à deformação da máquina-ferramenta. Mudanças na temperatura afetarão a precisão estática e dinâmica da máquina. No processo de usinagem das fábricas de usinagem CNC, o aquecimento do motor e o atrito da peça causarão mudanças de temperatura, o que levará à perda da precisão de ajuste e afetará o tamanho e a precisão da peça.

Erro de posicionamento da máquina-ferramenta

A precisão de posicionamento da máquina-ferramenta afetará muito a precisão das peças. Portanto, o erro de posicionamento é uma causa importante de erros de usinagem CNC, e o sistema de alimentação da máquina-ferramenta é o principal elo que afeta a precisão de posicionamento. O sistema de alimentação de uma máquina-ferramenta CNC é geralmente composto por um sistema de transmissão mecânica e um sistema de controle elétrico, e sua precisão de posicionamento está relacionada ao sistema de transmissão mecânica do projeto estrutural.

No sistema de malha aberta, devido a fatores mais influentes e situações mais complicadas, o monitoramento do posicionamento não será possível, o que afeta muito a precisão da usinagem das máquinas-ferramentas CNC. No entanto, em um sistema de malha fechada, as máquinas-ferramentas CNC geralmente podem evitar o desvio de posição dos principais componentes do sistema por meio de dispositivos de detecção de posicionamento.

A importância da precisão

As peças usinadas CNC são usadas em muitas indústrias. O sucesso das indústrias automotiva, aeroespacial, médica, industrial e muitas outras depende de produtos precisos.

A precisão também pode garantir a segurança do público. Por exemplo, automóveis e aviões são compostos de várias peças usinadas em CNC. Se um desses componentes não atender aos padrões da empresa e do setor, pode ocorrer uma reação em cadeia, colocando motoristas e passageiros em risco.

Tolerância de usinagem

O que é tolerância?

A tolerância pode ser definida como o desvio permitido ou previsível do sistema de medição de valores conhecidos ou padrão. A tolerância de qualquer sistema é geralmente expressa como “+/-“.

Por exemplo, a tolerância das ferramentas de usinagem CNC deve ser de +/- 0,01 mm. Isso significa que a ferramenta de usinagem terá um desvio de 0,01 mm em cada corte. O desvio pode ser 0,01 mm maior que o valor padrão ou 0,01 mm menor que o valor padrão.

Embora seja uma boa ideia reduzir a tolerância, às vezes pode não ser necessário reduzir a tolerância e isso não beneficiará o produto acabado. Mas tolerâncias apertadas aumentarão os custos e tornarão o tempo de produção do fabricante mais longo. Portanto, o valor aceitável da tolerância depende, na verdade, do campo de aplicação.

Embora a tolerância seja definida pelo cliente, a máquina normalmente especifica sua tolerância padrão e a menor tolerância possível.

Fatores que afetam a tolerância de usinagem

Materiais: Os materiais se comportam de maneira diferente sob pressão e alguns materiais são mais fáceis de processar do que outros. Essas propriedades do material devem ser consideradas ao determinar as tolerâncias.

Usinagem tipo :O método de processamento utilizado afetará significativamente as possíveis tolerâncias da peça final, pois alguns processos são mais precisos que outros.

Chapeamento e acabamento :Ao determinar o tamanho e a tolerância das peças, qualquer processo de revestimento ou acabamento deve ser considerado. Embora a galvanoplastia e o acabamento adicionem uma pequena quantidade de material à superfície da peça, essas pequenas quantidades ainda alterarão o tamanho do produto final, por isso deve ser considerado antes da produção.

Custo: As tolerâncias devem ser precisas, mas nunca exceder as tolerâncias necessárias, porque obter tolerâncias mais apertadas é mais caro. (Como reduzir o custo de usinagem)

A importância da tolerância

Os fabricantes de hoje exigem tolerâncias estritas para garantir que seus produtos ou sistemas sejam fáceis de montar e executem as funções necessárias com ajustes mínimos. Desde o material da peça até o processo de usinagem utilizado, diversos fatores podem causar diferenças. Portanto, os engenheiros atribuem tolerâncias de usinagem às peças durante o processo de projeto, e a tolerância é, em última análise, um dos fatores mais importantes no processo, desde a prancheta até o produto acabado.

Os fabricantes de hoje exigem tolerâncias estritas para garantir que seus produtos ou sistemas sejam fáceis de montar e executem as funções necessárias com ajustes mínimos. Especificações de projeto corretas podem reduzir o tempo de produção e reduzir os custos do cliente.

Relação entre precisão, Precisão e tolerância

Alta precisão não significa alta precisão, e mesmo que a medição seja precisa. Máxima precisão e tolerância apertada não são necessárias para todas as peças, porque significam mais custo e investimento de tempo. Máquinas CNC modernas e ferramentas de corte são precisas o suficiente para a maioria dos projetos.

É muito intuitivo ver a relação através da imagem a seguir.



Esperamos que você tenha entendido os termos – exatidão, precisão e tolerância usados ​​na usinagem CNC. Essa compreensão dos termos deixará você mais confiante ao conversar com qualquer serviço de usinagem.

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