¿Alguna vez se ha preguntado por qué sus piezas mecanizadas con CNC no salen perfectas? Este artículo explora nueve errores comunes de mecanizado CNC, desde el desgaste de la herramienta hasta la deformación térmica, y ofrece consejos prácticos para evitarlos. Si conoce estos errores, mejorará la precisión del mecanizado y ahorrará tiempo y recursos. Sumérjase y descubra cómo pequeños ajustes pueden conducir a piezas impecables en todo momento.
El error de mecanizado se refiere a la desviación entre los parámetros geométricos reales (dimensiones, forma y posición mutua) y los parámetros geométricos ideales. La precisión de mecanizado viene determinada por el grado de conformidad entre los parámetros geométricos reales e ideales.
Cuanto menor sea el error de mecanizado, mayor será el grado de conformidad y precisión de mecanizado. Tanto el error de mecanizado como la precisión de mecanizado se utilizan para medir la misma cuestión. Por lo tanto, el tamaño del error de mecanizado indica el nivel de precisión del mecanizado.
Los principales errores de fabricación en las máquinas herramienta son los errores en la rotación del husillo, el carril guía y la cadena de transmisión.
El error de rotación del cabezal se refiere a la desviación del eje real del cabezal en un momento dado con respecto a su eje medio, lo que afecta directamente a la precisión de la pieza procesada.
Las causas del error de rotación del husillo incluyen errores en la coaxialidad del husillo, errores de rodamiento, errores de coaxialidad entre rodamientos y bobinado del husillo.
El raíl guía sirve como referencia para determinar las posiciones relativas de los componentes de la máquina herramienta y también guía el movimiento de la máquina herramienta. El error del raíl guía puede deberse a errores de fabricación en el raíl guía, desgaste desigual y mala calidad de instalación.
El error de la cadena de transmisión se refiere a los errores de movimiento relativo entre los elementos de transmisión en ambos extremos de la cadena y está causado por errores de fabricación y montaje en cada eslabón y por el desgaste durante el uso.
En cualquier proceso de corte, el desgaste de la herramienta provocará cambios en el tamaño y la forma de la pieza. El impacto de los errores geométricos de la herramienta en los errores de mecanizado varía en función del tipo de herramienta. Con herramientas de tamaño fijo, los errores de fabricación afectarán directamente a la precisión de mecanizado de la pieza. En cambio, para las herramientas generales (como las herramientas de torneado), los errores de fabricación no tienen un impacto directo en los errores de mecanizado.
El objetivo de una fijación es garantizar que la pieza de trabajo esté correctamente posicionada en relación con la fresa y la máquina herramienta. Por consiguiente, los errores geométricos de la fijación tienen un impacto significativo en los errores de mecanizado, especialmente en los errores posicionales.
El error de posicionamiento consiste principalmente en imprecisiones en el punto de referencia e imprecisiones de fabricación en el par de posicionamiento.
Al mecanizar la pieza en la máquina herramienta, deben seleccionarse determinados elementos geométricos de la pieza como punto de referencia. Si el punto de referencia elegido no se alinea con el punto de referencia de diseño (el punto de referencia utilizado para determinar el tamaño y la posición de una superficie específica en el dibujo de la pieza), se producirá un error de no coincidencia de punto de referencia.
La superficie de posicionamiento de la pieza y los elementos de posicionamiento de la fijación forman el par de posicionamiento. La variación posicional máxima de la pieza de trabajo causada por imprecisiones en la fabricación del par de posicionamiento y el espacio de ajuste entre los pares de posicionamiento se conoce como imprecisiones de fabricación del par de posicionamiento.
Las imprecisiones en el par de posicionamiento sólo pueden producirse cuando se utiliza el método de ajuste, no en el método de corte de prueba.
Rigidez de la pieza
En un sistema de mecanizado, si la pieza de trabajo tiene una rigidez inferior en comparación con la máquina herramienta, la herramienta y la fijación, bajo la influencia de las fuerzas de corte, la deformación debida a la rigidez insuficiente de la pieza de trabajo tendrá un impacto significativo en los errores de mecanizado.
Rigidez de la herramienta
La rigidez de un cilindro herramienta de torneado en la dirección normal (y) de la superficie mecanizada es muy alta, y su deformación puede despreciarse. Sin embargo, al taladrar un agujero interior de menor diámetro, la barra de corte tiene poca rigidez y la deformación inducida por la fuerza de la barra de corte afecta en gran medida a la precisión de mecanizado del agujero.
Rigidez de los componentes de las máquinas herramienta
Las piezas de las máquinas herramienta están formadas por muchos componentes y, en la actualidad, no existe ningún método de cálculo sencillo para determinar su rigidez. La rigidez de las piezas de máquinas herramienta se evalúa principalmente mediante experimentación. Entre los factores que afectan a la rigidez de las piezas de máquinas herramienta se incluyen la deformación de las superficies de unión durante el contacto, la fuerza de fricción, los componentes de baja rigidez y la holgura.
La deformación térmica en el sistema de procesamiento tiene un impacto significativo en los errores de mecanizado, especialmente en el mecanizado de precisión y el mecanizado de piezas de gran tamaño. En algunos casos, los errores de mecanizado causados por la deformación térmica pueden suponer hasta 50% del error total de la pieza.
En todo proceso de mecanizado, el sistema de procesamiento debe ajustarse de alguna manera. Sin embargo, dado que el ajuste no puede ser perfectamente preciso, se producirán errores de ajuste. La precisión posicional mutua de la pieza de trabajo y la fresa en la máquina herramienta se garantiza mediante ajustes en la máquina herramienta, la fresa, el útil o la pieza de trabajo.
Cuando la precisión original de la máquina herramienta, la fresa, el útil y la pieza en bruto cumplen los requisitos del proceso sin tener en cuenta los factores dinámicos, el error de ajuste se convierte en el factor principal para determinar el error de mecanizado.
Cuando se miden piezas durante o después del mecanizado, la precisión de la medición depende directamente del método de medición, de la precisión del instrumento de medición, de la pieza y de factores subjetivos y objetivos.
La tensión que existe dentro de una pieza sin ninguna fuerza externa se conoce como tensión interna. Una vez tensión interna se genera en una pieza, el metal se encuentra en un estado de alta energía potencial e inestabilidad. Para alcanzar un estado de menor energía y estabilidad, el metal sufre una deformación que provoca la pérdida de la precisión de mecanizado original de la pieza.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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