Corrección de erros dimensionais no fresado CNC de pezas de aceiro

Os erros dimensionais son un dos problemas máis custosos no Mecanización CNC de pezas de acero . Os furos desvíanse da súa posición, a planicidade non cumpre coas tolerancias, os aloxamentos presentan conicidade e as pezas que pasan as inspeccións intermedias son de súbito rexeitadas na inspección final.

Baseándonos nos rexistros de resolución de problemas na liña de produción, nos estudos de medición e nos proxectos de mellora de procesos realizados en entornos productivos, este artigo explica por que ocorren erros dimensionais ao fresar acero — e como corrixilos mediante métodos baseados en datos e repetibles .

---

Que son os Erros Dimensionais nas Pezas de Acero Fresadas por CNC?

Os erros dimensionais refírense a calquera desviación respecto dos requisitos do plano, incluíndo:

• Aloxamentos sen forma circular

• Planiidade que supera a especificación

• Desprazamento da posición dos furos

• Erros de paralelismo

• Variación de tamaño lote a lote

Nun programa de fabricación de carcasas de caixa de cambios en AISI 1045:

• Pezas rexeitadas descartadas 29%

• O tempo de retraballado reduciuse 37%

• O CpK nos furos críticos mellorou de 0,86 → 1,41

despois de implementar as accións correctivas indicadas máis abaixo.

---

Por que ocorren erros dimensionais na fresadora CNC de pezas de aceiro

1. Dilatación térmica da máquina e da peça

O acero expándese aproximadamente 11–13 µm/m/°C . Durante ciclos longos, o calor do fuso e a temperatura da peça poden desprazar as medidas fóra dos límites de tolerancia.

Caso medido:
Un centro de mecanizado amosou un desprazamento de 14 µm no eixe Z despois de 45 minutos de corte continuo.

---

2. Desgaste da ferramenta e degradación da plaquita

O desgaste progresivo da face lateral aumenta as forzas de corte, provocando a flexión da ferramenta e o desprazamento das características.

A supervisión da vida útil da ferramenta no aceiro 4140 amosou:

• Deriva de tamaño de +0,018 mm despois de 280 pezas

• As dimensións estables restablecéronse despois do indexado da ferramenta

---

3. Desviación e saliña da ferramenta

As ferramentas longas comportánsese como molas—especialmente ao mecanizar aceiro.

Unha barra de alargamento cunha saliña de 6× o diámetro produciu un conicidade de 0,05 mm ; a substitución por unha barra amortiguada reduciu a conicidade a 0,012 mm.

---

4. Movemento do dispositivo ou retroceso elástico da peça

Se unha peza se relaja ao desapertar o dispositivo, a inspección en proceso non coincidirá coa inspección final.

As probas con célula de carga mostraron que reducir a forza de aperto nun 30 % reduciu o erro de planicidade á metade.

---

5. Material en bruto inconsistente

A variación na dureza dentro das barras ou placas de aceiro cambia as forzas de corte e a flexión.

Un lote de aceiro 4140 variou entre 270 e 315 HB, provocando dispersión impredecible no tamaño dos furos.

---

Como corrixir erros dimensionais: solucións comprobadas

---

Controlar a temperatura e a deriva térmica

Estabilizar o ambiente

• Manter a temperatura do taller dentro de ±1,5 °C

• Prequentar as máquinas durante 20–30 minutos

• Evitar variacións na temperatura do líquido refrigerante superiores a 2 °C

Usar detección e compensación

• Toque as características críticas no medio do ciclo

• Aplicar automaticamente os desprazamentos por desgaste

• Rexistrar as tendencias térmicas por turno

Resultado:
A implantación da detección en proceso reduciu a variación do diámetro dos orificios en 46%en bloques de válvulas.

---

Xestionar proactivamente o desgaste das ferramentas

Estabelecer límites de vida útil das ferramentas

En vez de esperar a que se produza unha falla:

• Seguir as pezas por cada canto

• Substituír as placas de corte cando teñan consumido o 70–80 % da súa vida útil

• Usar ferramentas irmás no magacín

Escoller a ferramenta axeitada

• Carburo recuberto con TiAlN para aceros aleados

• Placas de acabado afiadas para acero de baixo contido en carbono

• Xeometrías tipo 'wiper' para garantir a estabilidade dimensional

---

Reducir a flexión da ferramenta

• Reducir ao máximo a lonxitude saliente

• Cambiar a portaherramentas hidráulicos ou de axuste por contracción

• Reducir a penetración radial

• Aumentar a profundidade axial con trayectorias trocoïdais

Melhora medida:
A cambio de portaherramentas reduciu a variación do furo de 0,022 → 0,009 mm.

---

Melorar a estratexia de fixación

• Apoiar as paredes finas con coxinetes de apoio

• Mecanizar as caras críticas ao final

• Engadir referencias preto das zonas de corte

• Usar grilletes controlados por par

---

Estandarizar a materia prima

• Especificar as gamas de dureza nas órdenes de compra

• Solicitar certificados do laminador (MTRs)

• Aliviar as tensións nos preformados forjados

• Ensaiar ultrasonicamente os lingotes grandes

---

Fluxo de traballo paso a paso para a resolución de problemas

Cando unha característica se sae das tolerancias:

1️⃣ Comprobar a temperatura da peça
2️⃣ Inspeccionar o bordo da ferramenta baixo lupa
3️⃣ Medir o saliente da ferramenta
4️⃣ Verificar a repetibilidade do dispositivo
5️⃣ Revisar os certificados de dureza
6️⃣ Axustar o desgaste ou substituír a ferramenta
7️⃣ Recortar a peza de proba

---

Lista de comprobación de control dimensional

Antes da produción:

• ✅ O prequentamento térmico completouse

• ✅ Verificouse a repetibilidade do dispositivo

• ✅ Medíronse os conxuntos de ferramentas

• ✅ Os valores de sobreepresa CAM son correctos

Durante a produción:

• ✅ Rexistrar datos SPC

• ✅ Explorar características críticas

• ✅ Substituír ferramentas segundo o programa

Despois da produción:

• ✅ Realizar estudos CpK

• ✅ Actualizar tendencias de compensación

• ✅ Revisar táboas de vida útil das ferramentas

---

Preguntas frecuentes sobre a precisión das pezas de aceiro mecanizadas por CNC

Que tan estreitos poden ser os valores de tolerancia na mecanización CNC de aceiro?

±0,01 mm é común en procesos estables; ±0,005 mm require control da temperatura, exploración e ferramentas de alta calidade.

---

Por que as pezas miden de forma diferente fóra da máquina?

A contracción polo arrefriamento, a liberación da tensión ao desaferrar e a deriva térmica da máquina son causas típicas.

---

¿Melhora sempre a precisión un corte máis lento?

Non: o rozamento e a acumulación de calor poden agravar o control das medidas. Os avances e velocidades optimizados son máis importantes ca unha velocidade de rotación baixa.