Independentemente da precisão das máquinas CNC, as variações entre trabalhos e peças são inevitáveis. No entanto, espera-se que as peças e componentes funcionem conforme planeado, independentemente destas variações. Essa é a essência das tolerâncias de maquinação CNC.
As tolerâncias definem a margem de erro aceitável, que pode ser tanto quantitativa como qualitativa. As tolerâncias têm relevância significativa na maquinação CNC porque podem afetar diretamente o custo de uma peça.
Os operadores de máquinas CNC utilizam várias tolerâncias, incluindo tolerância geométrica, tolerância dimensional, tolerância de angularidade, tolerância de posição, tolerância de excentricidade e tolerância de acabamento superficial, entre outras.
Aqui, discutimos estes tipos de tolerâncias e algumas dicas para usar estas margens de erro.
O que é tolerância de maquinação CNC?
A tolerância de maquinação CNC refere-se à variação máxima admissível entre a dimensão ideal do projeto e a dimensão real da peça maquinada CNC. Esta variação é indicada por um valor após um símbolo ±.
Por exemplo, se o diâmetro do veio do projeto for 50 mm com uma tolerância de ±0,05 mm, o diâmetro do veio pode estar entre 49,95 mm e 50,05 mm e passar nas verificações de qualidade.
Diferentes tipos de tolerâncias de maquinação CNC
As tolerâncias de maquinação podem ser categorizadas como tolerâncias de limite, tolerâncias padrão, tolerâncias unilaterais, tolerâncias bilaterais e dimensionamento e tolerância geométrica (GD&T).
Tolerância padrão
Esta é uma tolerância predefinida que os fabricantes aplicam a peças comuns. Aplica-se quando o nível de precisão é mínimo. Peças padrão como tubos, veios e anilhas são normalmente alinhadas a este tipo de tolerância de maquinação CNC.
As tolerâncias padrão têm origem em organizações de engenharia estabelecidas, por exemplo, a Organização Internacional para Normalização (ISO).
Embora um fabricante possa decidir estabelecer tolerâncias de maquinação personalizadas, existem tolerâncias de maquinação padrão e são um guia fiável. A mais comum é a ISO 2768, que abrange as seguintes tolerâncias;
- Planicidade
- Perpendicularidade
- Circularidade
- Retilineidade
- Simetria
Tolerância de limite
A tolerância de limite indica o limite superior ou inferior aceitável de uma dimensão. Qualquer valor dentro dos limites é aceitável. As tolerâncias de limite são geralmente escritas para mostrar o intervalo, em vez da notação mais-menos.
Por exemplo, em vez de ser expressa como 20 ± 2 mm, é escrita como 18 mm – 22 mm.
Tolerância bilateral
Para a tolerância bilateral, a dimensão pode variar em ambas as direções (positiva e negativa). A dimensão de um componente é aceitável desde que se situe dentro dos dois limites. Note que, ao contrário da tolerância de limite, a tolerância bilateral é expressa na notação mais/menos.
Tolerância bilateral
Portanto, se os limites forem +0,05 e -0,05, a tolerância bilateral é expressa como 20,00 ± 0,05 mm.
Tolerância unilateral
Diferente da tolerância bilateral, a tolerância unilateral indica que a dimensão pode desviar-se apenas numa direção, positiva ou negativa. Considere uma tolerância unilateral expressa como +0,000/ -0,004 mm.
Tolerância unilateral
Isto implica que a dimensão final pode ser 0,004 mm menor do que o valor nominal. Dimensões maiores que o valor nominal são inaceitáveis.
Dimensionamento e tolerância geométrica (GD&T)
GD&T (Geometric Dimensioning and Tolerancing) é um nível superior de expressão e definição de tolerâncias de maquinação. É mais uma linguagem universal que os engenheiros usam para comunicar a forma, orientação e localização das variações numa peça.
A tolerância de limite, tolerância unilateral e tolerância bilateral são coletivamente chamadas de tolerâncias dimensionais e são adequadas para trabalhos básicos de maquinação CNC. GD&T e outras entram em cena quando o trabalho é de alta precisão e crítico.
Importância das tolerâncias de maquinação
Mesmo a máquina CNC mais avançada mostra algum nível de variação de saída porque as ferramentas de corte desgastam-se e outros fatores também entram em jogo. Portanto, os fabricantes aplicam tolerâncias de maquinação, especialmente onde há acoplamento e montagem de peças.
A importância das tolerâncias de maquinação é múltipla, pois aborda elementos incluindo desperdício de material, recursos empresariais, tempo de inatividade e controlo de qualidade.
Desperdício de material
Se houver insistência nas especificações exatas do projeto, muitas peças seriam desperdiçadas. Isso significa produzir muitos itens inutilizáveis. As tolerâncias de maquinação dão margem para variações, pelo que o desperdício é minimizado e mais itens são viáveis.
Recursos empresariais
Tolerâncias de maquinação apertadas provenientes de uma banda desnecessariamente rigorosa podem desencadear despesas empresariais evitáveis. Deve haver um equilíbrio saudável entre a necessidade de precisão de maquinação e uma banda de tolerância flexível para garantir que sejam utilizados recursos mínimos.
Tempo de inatividade
A substituição rápida de peças é incentivada para minimizar o tempo de inatividade. A permutabilidade de peças é melhorada com tolerâncias de maquinação. Se uma peça do sistema falhar, pode ser facilmente substituída por outra sem afetar a funcionalidade. Esta estratégia também previne o tempo de inatividade.
Peças CNC-maquinadas idênticas
Garantia de qualidade
As equipas de maquinação CNC podem confiar nas tolerâncias para formular limites para a aceitabilidade de um produto. Isto melhora a satisfação do utilizador e potencialmente contribui para a rentabilidade de uma empresa.
Pontos a lembrar ao escolher tolerâncias de maquinação CNC
Ao selecionar as tolerâncias de maquinação ideais, os fabricantes devem priorizar custo, fabricabilidade, conformidade e funcionalidade. Aspetos como o tipo de material de maquinação, requisitos específicos da indústria, o orçamento, tempo disponível e o tipo de maquinação CNC são guias excelentes.
Determinar as propriedades do material
É importante compreender que os materiais têm propriedades diferentes, e estas determinam as suas respostas únicas à maquinação CNC. Por exemplo, o titânio é mais duro do que o aço macio, portanto, as abordagens de maquinação CNC para os dois metais são diferentes.
Considerar o tipo de maquinação CNC
Ainda sobre o processo de maquinação CNC, o tipo de processo escolhido pode afetar as tolerâncias. O fabricante deve considerar os pontos fortes e as limitações de uma máquina à luz dos resultados esperados.
Requisitos específicos da indústria são importantes
A rigidez da tolerância está por vezes ligada ao tipo de indústria que utiliza as peças. As indústrias aeroespacial, médica e outras indústrias críticas são reconhecidas pelas suas tolerâncias mais apertadas para um ajuste suave e função dos componentes.
Um componente de tolerância apertada
O cliente e o fabricante devem sempre estabelecer os requisitos de precisão exatos para as peças.
A duração da inspeção
O tempo de inspeção é outra consideração crítica. Alcançar requisitos de tolerância mais elevados leva um tempo relativamente mais longo do que para tolerâncias mais soltas.
O orçamento
Seguindo o mesmo argumento, tolerâncias de maquinação mais apertadas normalmente custam mais para atingir. A qualidade das ferramentas, o número de ajustes e o nível de especialização necessário são mais elevados porque impactam o orçamento de maquinação.
Conclusão
Na ProleanMFG, as tolerâncias de maquinação CNC são uma parte central da fabricação de peças. Os engenheiros estão familiarizados com todas as tolerâncias e os requisitos associados, e estão prontos para apoiá-lo com serviços de maquinação CNC de qualidade.
