Comprender as tolerancias en mecanizado CNC (Bases de GD&T + Exemplos reais de fábrica)

Cando os enxeñeiros falan de "precisión", a miúdo refírense ás tolerancias—pero a verdade é que os requisitos de tolerancia varían moito dependendo da xeometría das pezas, do método de mecanizado e da estabilidade do material. Na nosa taller de CNC, máis do 62% das pezas rexeitadas proceden de chamadas de tolerancia pouco claras, non de erros de mecanizado.
Este artigo explica Fundamentos de GD&T , níveis comúns de tolerancia CNC , e casos reais de fábrica para axudarlle a evitar reprocesos custosos.

---

Que son as Tolerancias de Mecanizado CNC?

As tolerancias de mecanizado CNC definen canto se permite que se desvíe unha dimensión nominal dunha peza. En vez de asumir que "±0,01 mm o resolve todo", é mellor deseñar tolerancias que se axusten aos requisitos funcionais e á capacidade de mecanizado.

Os tipos comúns de tolerancia inclúen:

• Tolerancia dimensional (±) — variación de tamaño

• Tolerancias xeométricas (GD&T) — forma, orientación, localización

• Tolerancia de perfil de superficie — superficies complexas

• Runout — características relacionadas coa rotación

Por que os enxeñeiros especifiquen tolerancias excesivas

Do noso rexistro de mecanizado (2024–2025), as tolerancias excesivamente estreitas aumentaron:

• Custo unitario en 18–32%

• Prazo de entrega en 2–4 días

• Taxa de refugo en 8% (especialmente en paredes finas de aluminio)

---

Símbolos básicos de GD&T que debe comprender

A continuación, unha vista xeral simplificada baseada no que maquinamos habitualmente:

GD&T na mecanización práctica

Por exemplo, un cliente especificou unha vez perpendicularidade 0,005 mm (0,0002") para unha base de aceiro. Este requisito só foi listo para mecanizar despois de:

• Cambiar a unha morsa de dobre estación

• Fresado de cara cunha ferramenta de carburo de 4 filos

• Pasada final de superficie cunha profundidade de 0,2 mm

Antes desta optimización, o 36 % das pezas non superou a inspección CMM .

---

Rangos de tolerancia CNC estándar (baseados en datos reais de fábrica)

Diferentes procesos CNC acadan diferentes niveis de precisión:

1. Fresado CNC

• Tolerancia Xeral: ±0.05 mm

• Fresado de aluminio de precisión: ±0,01–0,02 mm

• Paredes finas (<1,5 mm): ±0,10–0,20 mm (desviación do material)

Exemplo de fábrica:
Un soporte de aluminio 6061 con paredes de 1,2 mm requiría planicidade de ±0,05 mm. Realmente alcanzable: ±0,10 mm , incluso cunha taxa de avance reducida. A causa raíz non era a máquina — era en parte a rigidez do sistema.

---

2. Torneado CNC

• Eixos estándar: ±0,01 mm

• Axustes dos rodamientos: ±0,005 mm

• Concentricidade: 0,01 mm típico

Exemplo:
Para eixos de acero inoxidable 304 (Ø12 mm), conseguimos Ra 0,8 μm e 0,004 mm de redondez , pero só despois de cambiar a unha Plaqueta CBN . Os insertos de carburo iniciais produciron erros de expansión térmica de 0.01–0.02 mm .

---

3. Impacto do material nas tolerancias

Caso real: Un engranaxe de nilón medíase perfecto despois do mecanizado pero creceu 0,12 mm despois de 48 horas cun 60% de humidade. Para plásticos, sempre volvemos medir despois da estabilización.

---

Como Escoller as Tolerancias CNC Correctas (Paso a Paso)

Paso 1: Identificar as superficies funcionais

• Rodamentos? → ±0,005–0,01 mm

• Superficies cosméticas? → ±0,10 mm

Paso 2: Igualar a tolerancia ao proceso de mecanizado

Se necesitas planicidade de 0,01 mm nunha placa de 120 mm, o fresado CNC por si só non o conseguirá— reciclagem é necesario.

Paso 3: Evitar as cadeas de tolerancia

A miúdo combinamos dimensións ou facemos referencia a un único datum para manter ao mínimo a acumulación de tolerancias.

Paso 4: Engadir GD&T só onde sexa necesario

Nas carcaxas de caixas de cambios que mecanizamos, 7 das 13 indicacións de GD&T eran non funcionais. Eliminándoas:

• Reduciu o custo un 27%

• Reduciu o tempo de produción en 3 días

Paso 5: Deixa que o método de inspección guíe a tolerancia

Se o cliente require CMM + perfil , podemos manter tolerancias máis estrictas que se usamos calibres manuais .

---

Problemas Comúns de Tolerancia (e Solucións Reais)

1. Furos desalineados tras o montaxe

Causa: Posición real demasiado estricta ou ignorada
Fix:

• Engadir indicación de posición GD&T

• Usar escariado despois do taladrado CNC

• Cambiar a mecanizado de 4 eixes

2. Deformación en pezas finas de aluminio

Causa: Tensión interna provocada pola desbaste
Solución (o noso fluxo de traballo probado):

1. Pasada de desbaste (deixar 0,5–0,8 mm de material)

2. Alivio de tensións (2–3 horas)

3. Acabado final

Deformación reducida de 0,30 mm → 0,08 mm .

3. Acabado superficial irregular

Causa: Vibración da ferramenta ou ferramenta desgastada
Fix: Reduce o paso ao 8–12% e use portaferramentas equilibrados.

---

Tolerancias recomendadas para pezas CNC típicas

---

Lista de comprobación: Antes de enviar o seu debuxo CNC a unha fábrica

✓ Incluír GD&T claro

Posición, perpendicularidade, planitude.

✓ Indicar dimensións críticas fronte a non críticas

Reduce o custo ata 30%.

✓ Especificar método de inspección

Pequímetro / micrómetro / MMC.

✓ Confirmar a estabilidade dimensional dos materiais

Especialmente plásticos e acero inoxidable.

✓ Solicitar un análisis de tolerancia DFM

Normalmente o noso taller envía un informe de viabilidade de tolerancia no prazo de 24 horas .

---

Conclusión

Comprender as tolerancias en mecanizado CNC non se trata de facer todo "tan axeitado como sexa posible"—trátase de escoller tolerancias que coincidan función , comportamento material , e capacidade real de mecanizado .
Cando se aplica correctamente a GD&T, os fabricantes poden reducir retraballlos, mellorar a consistencia e reducir considerablemente os custos.

Se necesitas axuda para optimizar un debuxo ou comprobar a viabilidade das tolerancias, tamén podo xerar un Informe DFM baseado no teu deseño actual.