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Conoscenza delle tolleranze per la lavorazione CNC
La tolleranza è un intervallo accettabile di deviazioni dai valori previsti per le dimensioni determinate dal progettista in base alla forma, all'adattamento e alla funzione della parte. Lavorazione CNC è molto preciso, ma non perfetto, è impossibile che due pezzi realizzati con lo stesso processo di fabbricazione realizzino lo stesso pezzo con le stesse esatte dimensioni anche sulla stessa macchina CNC. Salvo diversa indicazione del progettista, le tolleranze standard generalmente utilizzate per la lavorazione CNC sono +/- .005″ per le parti metalliche e +/- .010″ per le parti in plastica. Se sono richieste tolleranze più strette per la lavorazione CNC (es. +/- .002”), le informazioni più precise delle dimensioni critiche devono essere segnate sui disegni.
I tipi di tolleranza per la lavorazione CNC
Termini di tolleranza relativi alla lavorazione CNC: tolleranze della macchina CNC e tolleranze di progettazione della lavorazione CNC. La tolleranza della macchina CNC è la precisione dimensionale che una macchina utensile può ottenere durante la lavorazione di parti. Macchina CNC altamente precisa e alcune macchine sono in grado di lavorare parti con una precisione di ± 0.0025 mm, circa un quarto delle dimensioni di un capello umano. Tuttavia, le tolleranze variano tra le macchine CNC e sono generalmente impostate dal produttore.
La tolleranza di progetto per la lavorazione CNC si riferisce all'intervallo accettabile di variazione dimensionale della parte durante la progettazione e la lavorazione. Determinata dal progettista in base alla funzione, all'adattamento e alla forma della parte, nell'ambito delle variazioni dimensionali, è ancora possibile ottenere la piena funzione della parte. Le parti progettate per le tolleranze sono importanti per adattarsi ad altri componenti, come le custodie per telefoni cellulari, che richiedono tolleranze più elevate rispetto alle custodie per l'aria condizionata. La tolleranza è generalmente scritta accanto al numero dimensionale a cui si applica ed è contrassegnata da “±” (tolleranza bilaterale).
I tipi di tolleranza di progettazione della lavorazione CNC includevano tolleranze limite, tolleranze unilaterali, tolleranze bilaterali e un sistema di tolleranza chiamato Dimensioni e tolleranze geometriche (GD&T).
Limitare le tolleranze di lavorazione CNC. Le tolleranze limite sono i limiti superiore e inferiore dell'intervallo accettabile di dimensioni specificate. Il limite superiore si riferisce alla dimensione più grande accettabile, mentre il limite inferiore si riferisce alla dimensione più piccola accettabile. Qualsiasi valore intermedio è accettabile. Ad esempio, limite di tolleranza 0.55 – 0.65 mm, 0.55 mm è il limite superiore e 0.65 è il limite inferiore.
Tolleranze unilaterali. La tolleranza unilaterale si riferisce all'intervallo accettabile che consente la variazione dimensionale di una parte in una direzione. La direzione può essere positiva o negativa (aumento o diminuzione dal valore specificato). Ad esempio, la tolleranza unilaterale è 1.5 mm +.000/-.005, ciò significa che le dimensioni possono discostarsi fino a 1.505 mm, ma non meno di 1.5 mm dal valore specificato originale.
Tolleranze bilaterali. Le tolleranze bilaterali per Lavorazione CNC indica l'intervallo di deviazione superiore e inferiore rispetto alla dimensione standard. Contrariamente alla tolleranza unilaterale, la deviazione della tolleranza bilaterale si verifica sia in direzione positiva che negativa.
Dimensioni e tolleranze geometriche (GD&T). GD&T è un sistema più avanzato e complesso rispetto a Standard Dimensioning and Tolerances (SD&T), che fornisce non solo le dimensioni e le tolleranze delle parti, ma anche le caratteristiche geometriche specificate. GD&T copre ulteriormente le caratteristiche geometriche come planarità, posizione reale e concentricità.
Considerazioni sulla scelta della tolleranza
Una delle chiavi per impostare una tolleranza ragionevole per la lavorazione CNC è capire quando la funzione e le prestazioni di una parte saranno influenzate da modifiche dimensionali o dimensionali. Per alcuni tipi di parti, come i componenti critici nei ventilatori, sono richieste tolleranze strette e qualsiasi passo falso nella geometria può avere gravi conseguenze. Altri tipi di parti potrebbero non richiedere un'elevata precisione e non vi è alcun danno in una deviazione di lavorazione leggermente maggiore. Ecco alcuni punti da considerare quando si scelgono le tolleranze:
Quando sono richieste tolleranze strette. Le tolleranze sono generalmente impostate in punti strutturali in cui le parti differenziali devono essere strettamente collegate (come i fori) o collegate ad altri componenti. Se una parte deve adattarsi a uno o più componenti, deve avere tolleranze strette. È necessario includere le informazioni sulla tolleranza nel disegno in modo che il fornitore di lavorazioni CNC possa capire meglio come funzionerà la parte. Va notato che anche se lo stesso utensile produce più copie della stessa parte, la precisione può diventare meno costante a causa dell'usura della macchina CNC. Se ordini 1,500 parti con una tolleranza di ±0.001", il tuo fornitore di macchine CNC potrebbe dover cambiare gli strumenti di lavorazione o regolare la velocità di lavorazione alla ricerca di tolleranze coerenti.
Il costo delle tolleranze strette. Va notato che quando le macchine CNC vengono rallentate per mantenere una tolleranza più stretta, sono necessari tempi di lavorazione più lunghi, con conseguente aumento dei costi. Aumentare la tolleranza di un solo punto decimale aumenterebbe il costo di 2-3 volte. Estendendo la tolleranza di un punto decimale e la geometria associata, il costo sarà più del doppio rispetto al mantenimento della tolleranza standard.
La tolleranza dipende dal materiale. Quando si progetta la tolleranza per la lavorazione CNC, è necessario considerare il materiale scelto. Materiali diversi hanno proprietà diverse che influiscono sui livelli di tolleranza ottenibili. I materiali più morbidi tendono a cambiare dimensione durante la lavorazione CNC. I materiali duri causano un'usura più rapida dell'utensile, richiedendo più cambi dell'utensile. In particolare, i materiali plastici hanno scarsa stabilità termica e si deformano facilmente a contatto con gli utensili. I materiali plastici come il nylon potrebbero non essere in grado di mantenere le stesse strette tolleranze dell'alluminio.
Scelta del metodo di produzione. Ogni macchina CNC ha tolleranze diverse e alcune possono raggiungere le loro ambite tolleranze. In alcuni casi, potrebbe essere necessario eseguire operazioni aggiuntive sulla parte per ottenere le tolleranze fini richieste. Come dispositivi aggiuntivi, strumenti di misurazione speciali. Ad esempio, per ottenere una tolleranza più stretta dei fori, i fori lavorati con una fresatrice verticale devono ancora essere eseguiti su un tornio. E requisiti di tolleranza più stretti possono richiedere la rettifica o la lappatura.
Ispezione. Avrai bisogno di molto tempo per ispezionare le parti con tolleranze molto strette. Potrebbe anche essere necessario utilizzare strumenti e attrezzature specializzati per verificare le tolleranze delle parti. Come CMM (macchina di misura a coordinate) e altre apparecchiature di misurazione di precisione.
Come ottenere una tolleranza adeguata per la lavorazione CNC
Per i progettisti di prodotti o parti, inviare modelli CAD 3D e disegni 2D delle tolleranze GD&T al proprio fornitore di lavorazioni CNC e contrassegnare chiaramente le tolleranze per le dimensioni critiche, in modo che comprendano appieno la funzione della parte. Questo è molto importante per come ottenere le giuste tolleranze a causa del tempo e dei costi coinvolti nella lavorazione.
Considera lo scopo della parte. Non tutte le parti devono essere progettate con tolleranze strette. Ad esempio, la produzione della parte che non ha bisogno di essere adattata ad altre parti richiede una minore precisione di fresatura CNC. Considerando che il costo sarà super alto per ottenere la tolleranza più stretta e se non hai bisogno di una tolleranza così stretta, puoi considerare di allentare i requisiti di tolleranza, il costo non sarà così alto.
Tieni a mente le proprietà del materiale. Per materiali morbidi o molto duri, cercare di mantenere tolleranze larghe.
Trova un fornitore affidabile di lavorazioni CNC. Un modo per ottenere le tolleranze è trovare un fornitore affidabile di lavorazioni CNC. I fornitori di lavorazioni meccaniche CNC ottengono tolleranze ottimali attraverso ulteriori processi di taglio del filo, elettroerosione, rettifica, alesatura, rettifica e altri processi aggiuntivi. I servizi di elaborazione CNC includono anche l'ispezione della qualità, la certificazione dei materiali e i rapporti di ispezione a grandezza naturale. Affidarsi a strumenti di misura e metrologia all'avanguardia sono essenziali per garantire che i prototipi o le parti finali soddisfino specifiche e tolleranze accurate.
Conclusione
Ora conosci le considerazioni principali nella scelta delle tolleranze per il tuo prossimo progetto di lavorazione CNC. Segui semplicemente queste regole e fai abbastanza considerazioni prima di progettare la tolleranza e avrai un design facile da produrre ed economico. Non importa quanto sia complesso il tuo progetto, DDPROTOTYPE è il partner di produzione per soddisfare le tue esigenze, con tolleranze standard a DIN-2768-1-fine per i metalli lavorati a CNC e DIN-2768-1-Medium per le materie plastiche. La nostra fabbrica situata a Shenzhen in Cina, disponiamo di macchine CNC a 3, 4 e 5 assi e offre diversi processi di trattamento delle superfici come lucidatura, anodizzazione, galvanica, elettroforesi, sabbiatura e, naturalmente, rapporti di ispezione a grandezza naturale per la parte.