El rigor en el mecanizado cnc

El rigor de la precisión en el Mecanizado CNC

Hablar de precisión es hablar de Mecanizado CNC

Existe una gran variedad de terminología técnica, pero hay una gran confusión en cuanto a su significado se refiere. ¿Está interesado en conocer el significado de este término técnico  utilizado en el mecanizado CNC? La siguiente publicación, le dará una idea clara del término: precisión.

¿Qué es la precisión en el mecanizado CNC?

La precisión, vital en cualquier desarrollo de ingeniería, se refiere a la diferencia entre la medición real y la medición de su sistema. Si la diferencia entre los dos es extremadamente menor, se dice que la precisión de esa medida es alta. También se conoce como el grado de conformidad.

Además, este término define la fiabilidad de una máquina herramienta. Básicamente, la precisión es una medida que define la capacidad de un sistema de medición para devolver la misma medida una y otra vez. Además de esto, es muy importante que un sistema de medición sea exacto y preciso.

El mecanizado de precisión es un proceso que elimina el exceso de materia prima de una pieza de trabajo, mientras mantiene acabados de tolerancia crítica, para crear un producto terminado. En pocas palabras, significa moldear grandes piezas de material en partes más precisas, para que puedan cumplir con especificaciones muy exactas. Este proceso implica corte, fresado, torneados (procesos de corte por arranque de viruta), y generalmente se realiza utilizando equipos de control numérico por ordenador (CNC).

La industria del mecanizado produce, hoy en día, una gran cantidad de objetos grandes y pequeños que usamos en la vida cotidiana.. Desde la producción de automóviles hasta dispositivos quirúrgicos y piezas de aeronaves, el mecanizado de precisión está presente en todas las tecnologías, ingenierías e industrias. Entonces, básicamente, si un producto contiene partes (componentes), requiere un mecanizado de precisión.

El mecanizado de precisión requiere la capacidad de seguir planos extremadamente específicos hechos por programas de diseño asistido por ordenador (CAD) o fabricación asistida por ordenador  (CAM). Esta tecnología de mecanizado CNC (Control Numérico Computerizado) crea diagramas o contornos en 3D necesarios para producir una máquina, un objeto o una herramienta. Los planos deben crearse con gran detalle para garantizar la calidad y el éxito.

Los operadores de máquinas CNC (Control Numérico Computerizado) trabajan con una variedad de materiales como bronce, vidrio, grafito, plásticos, acero y otros metales. Según el tamaño del proyecto y los materiales involucrados, se utilizarán varias herramientas de Control de calidad como el brazo de medición y diferentes IMEs (Instrumentos de Medición y Ensayo), recopilados en la correspondiente Sala de Metrología. Además, en ocasiones será necesario el 3D Mapping (El software de mapeo 3D que permite crear, analizar, visualizar y compartir las mediciones con terceros). 

cuerpo válvula de bola
Cuerpo de una válvula de bola de 20″ 1500# A105 + Inconel 625.

Factores que intervienen en la precisión del mecanizado

Factores físicos

La influencia de los factores físicos en el procesamiento de piezas se manifiesta principalmente en dos aspectos:

En la parte del procesamiento

Los requisitos de precisión geométrica son muy altos. Si hay un error en la precisión geométrica, directamente hará que la medida obtenida con el mecanizado esté fuera de rango.

En la actualidad, la mayoría de la maquinaria CNC  se refiere a equipos combinados y la precisión del ensamblaje entre su componentes mecánicos afecta directamente al grado de precisión del mecanizado de las piezas que se realizan, por lo que existen ciertos peligros ocultos en el proceso de mecanizado

Al mismo tiempo, el envejecimiento de la maquinaria también reducirá la precisión de las piezas mecanizadas. Si la maquinaria CNC se utiliza durante mucho tiempo, provocará el desgaste y el envejecimiento de sus diferentes componentes internos, sobre todo si el mantenimiento preventivo no es el adecuado

La influencia de los factores humanos

La maquinaria debe ser controlada por el personal. El funcionamiento incorrecto o irregular del personal afectará a  la precisión final del producto mecanizado

Factores de deformación térmica

 Cuando la máquina está trabajando, se genera una gran cantidad de calor debido a la fricción  entre sí, y el sistema mecánico se deformará con el calor, lo que afectará a la precisión.

La deformación térmica  involucra principalmente a la estructura de la máquina herramienta, la pieza de trabajo, el dispositivo de sujeción y la herramienta. En primer lugar, la deformación de la máquina herramienta  incluye la deformación de sí misma y de la estructura.

El funcionamiento a largo plazo de la máquina herramienta hace que la temperatura de la estructura general de la máquina herramienta aumente linealmente, lo que afecta al ajuste entre las diversas partes de la máquina herramienta, y luego a la precisión del mecanizado de la pieza

Además, el proceso de mecanizado por arranque de viruta, también genera gran cantidad de calor, cuyo control es imprescindible para obtener la precisión de mecanizado final requerida. Debido a ello, hoy en día todas las máquina de CNC, poseen sistemas de refrigeración interna durante el proceso de mecanizado, que mitigan los efectos del calor generado.

Factores de deformación por fuerza

Dentro del mecanizado hay muchos factores que hacen que el sistema se deforme. Por ejemplo, las máquinas herramienta, los accesorios y las piezas de trabajo pueden generar diversas fuerzas, como la gravedad, la fuerza de sujeción y fuerza de corte durante la operación.

Además de soportar su propia presión de trabajo, las piezas también deben soportar las fuerzas generadas por ellas y la fricción entre los equipos.

Ciertos elementos como los utillajes (equipos para fijar la pieza a mecanizar en la máquina),  las abrazaderas y las herramientas son sujetos a grandes presiones de trabajo, y los componentes se desplazarán en cierta medida, durante el proceso de mecanizado. Además ciertas presiones entre los componentes, provocarán diferentes grados de deformación del mecanizado, incluyendo los cambios de forma y posición.

Estas deformaciones afectarán el funcionamiento del sistema y tendrán un cierto impacto en la vida útil de la máquina, lo que acortará sus años de vida y afectará  a la precisión de las piezas. 

Al igual que en el factor anterior, un mantenimiento preventivo correcto incrementará la vida útil de la máquina CNC.

Factores de programación  CNC

Programar adecuadamente,  puede evitar errores de mecanizado, especialmente los causados por la conversión de tolerancias dimensionales.

Por lo tanto, en la etapa inicial de la programación CNC, es necesario elegir adecuadamente  el origen de la programación,  además la ruta programada no se puede ignorar y su correcta elección mejorará la eficiencia y el mecanizado de la pieza. De lo contrario afectará directamente a la precisión del mecanizado

El rigor en la precisión en el mecanizado cnc

Factores internos

Los factores internos que afectan  a la precisión de las piezas se manifiestan principalmente en la instalación irregular de maquinaria y  en los errores de precisión de los sistemas de mecanizado. Si la máquina herramienta tiene muchos defectos y deficiencias, la máquina producirá piezas con grandes errores en el proceso de producción.

Centro de Mecanizado
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