Znajomość tolerancji obróbki CNC

Znajomość tolerancji obróbki CNC

Tolerancja to dopuszczalny zakres odchyleń od oczekiwanych wartości wymiarów określonych przez projektanta na podstawie kształtu, dopasowania i funkcji części. Obróbka CNC jest bardzo precyzyjny, ale nie doskonały, niemożliwe jest, aby dwie części wykonane przy użyciu tego samego procesu produkcyjnego mogły wykonać tę samą część o tych samych dokładnych wymiarach, nawet na tej samej maszynie CNC. O ile projektant nie określił inaczej, standardowe tolerancje zwykle stosowane w obróbce CNC wynoszą +/- 005″ dla części metalowych i +/- 010″ dla części plastikowych. Jeśli wymagane są węższe tolerancje dla obróbki CNC (np. +/- 002”), na rysunkach należy zaznaczyć dokładniejsze informacje o krytycznych wymiarach.

Rodzaje tolerancji dla obróbki CNC

Pojęcia tolerancji związane z obróbką CNC: tolerancje maszyn CNC i tolerancje projektowe obróbki CNC. Tolerancja maszyny CNC to dokładność wymiarowa, jaką obrabiarka może osiągnąć podczas obróbki części. Maszyna CNC z bardzo precyzyjną, a niektóre maszyny są w stanie obrabiać części z dokładnością ± 0.0025 mm, czyli około jednej czwartej wielkości ludzkiego włosa. Jednak tolerancje różnią się w zależności od maszyny CNC i są zwykle ustalane przez producenta.

tolerancje obróbki cnc

Tolerancja projektowa dla obróbki CNC odnosi się do dopuszczalnego zakresu odchyleń wymiarowych części podczas projektowania i obróbki. Określone przez projektanta zgodnie z funkcją, dopasowaniem i kształtem części, w zakresie zmian wymiarowych, nadal można osiągnąć pełną funkcję części. Części zaprojektowane z uwzględnieniem tolerancji są ważne, aby pasowały do ​​innych elementów, takich jak obudowy telefonów komórkowych, które wymagają wyższych tolerancji niż obudowy klimatyzacji. Tolerancja jest zwykle zapisywana obok numeru wymiaru, do którego się odnosi, i jest oznaczona „±” (tolerancja dwustronna).

Tolerancja projektowania obróbki CNC

Rodzaje tolerancji projektowych obróbki CNC obejmowały tolerancje graniczne, tolerancje jednostronne, tolerancje dwustronne oraz system tolerancji zwany wymiarami geometrycznymi i tolerancjami (GD&T).  

Ogranicz tolerancje obróbki CNC. Tolerancje graniczne to górna i dolna granica dopuszczalnego zakresu określonych wymiarów. Górna granica odnosi się do największego dopuszczalnego rozmiaru, natomiast dolna granica odnosi się do najmniejszego dopuszczalnego rozmiaru. Każda wartość pośrednia jest akceptowalna. Na przykład granica tolerancji 0.55 – 0.65 mm, 0.55 mm to górna granica, a 0.65 to dolna granica.

Obróbka CNC Granice tolerancji

Jednostronne tolerancje. Tolerancja jednostronna odnosi się do dopuszczalnego zakresu, który pozwala na zmianę wymiarów części w jednym kierunku. Kierunek może być dodatni lub ujemny (wzrost lub spadek od określonej wartości). Na przykład jednostronna tolerancja wynosi 1.5 mm +.000/-.005, co oznacza, że ​​wymiary mogą odbiegać maksymalnie o 1.505 mm, ale nie mniej niż 1.5 mm od pierwotnie określonej wartości.

jednostronna tolerancja

Tolerancje dwustronne. Dwustronne tolerancje dla Obróbka CNC oznacza górny i dolny zakres odchylenia w stosunku do rozmiaru standardowego. W przeciwieństwie do tolerancji jednostronnej, odchylenie tolerancji dwustronnej występuje zarówno w kierunku dodatnim, jak i ujemnym.

Tolerancje dwustronne

Wymiary geometryczne i tolerancje (GD&T). GD&T jest bardziej zaawansowanym i trudniejszym systemem niż standardowe wymiarowanie i tolerancje (SD&T), który zapewnia nie tylko wymiary i tolerancje części, ale także określone cechy geometryczne. GD&T dodatkowo obejmuje cechy geometryczne, takie jak płaskość, rzeczywista pozycja i koncentryczność.

Wymiary geometryczne i tolerancje

Uwagi dotyczące wyboru tolerancji

Jednym z kluczy do ustalenia rozsądnej tolerancji dla obróbki CNC jest ustalenie, kiedy na funkcję i wydajność części będą miały wpływ zmiany wielkości lub wymiarów. W przypadku niektórych typów części, takich jak krytyczne elementy wentylatorów, wymagane są wąskie tolerancje, a każdy błąd w geometrii może mieć poważne konsekwencje. Inne rodzaje części mogą nie wymagać dużej precyzji, a nieco większe odchylenie obróbki nie zaszkodzi. Oto kilka punktów, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze tolerancji:

Gdy wymagane są wąskie tolerancje. Tolerancje są zwykle ustawiane w punktach konstrukcyjnych, w których różne części muszą być ściśle połączone (takie jak otwory) lub połączone z innymi komponentami. Jeśli część musi pasować do jednego lub większej liczby komponentów, musi mieć wąskie tolerancje. Powinieneś dołączyć informacje o tolerancji na rysunku, aby dostawca obróbki CNC mógł lepiej zrozumieć, jak będzie działać część. Należy zauważyć, że nawet jeśli to samo narzędzie wytwarza wiele kopii tej samej części, dokładność może stać się mniej spójna z powodu zużycia maszyny CNC. Jeśli zamówisz 1,500 części z tolerancją ±0.001”, Twój dostawca obróbki CNC może być zmuszony do zmiany narzędzi do obróbki lub dostosowania prędkości obróbki w celu uzyskania spójnych tolerancji.

Gdy wymagane są wąskie tolerancje.

Koszt wąskich tolerancji. Należy zauważyć, że gdy maszyny CNC są spowalniane w celu zachowania ściślejszej tolerancji, wymagane są dłuższe czasy obróbki, co powoduje wzrost kosztów. Zwiększenie tolerancji tylko o jedną kropkę po przecinku zwiększyłoby koszt 2-3 razy. Rozszerzając tolerancję o jedną kropkę dziesiętną i związaną z nią geometrię, koszt będzie ponad dwukrotnie większy niż utrzymanie standardowej tolerancji. 

Koszt wąskich tolerancji.

Tolerancja zależy od materiału. Projektując tolerancję dla obróbki CNC, należy wziąć pod uwagę wybrany materiał. Różne materiały mają różne właściwości, które wpływają na osiągalne poziomy tolerancji. Miękkie materiały mają tendencję do zmiany rozmiaru podczas obróbki CNC. Twarde materiały powodują szybsze zużycie narzędzia, co wymaga wielokrotnej wymiany narzędzia. W szczególności tworzywa sztuczne mają słabą stabilność termiczną i łatwo odkształcają się w kontakcie z narzędziami. Materiały z tworzyw sztucznych, takie jak nylon, mogą nie być w stanie zachować tak wąskich tolerancji jak aluminium.  

Tolerancja zależy od materiału

 Wybór metody wytwarzania. Każda maszyna CNC ma różne tolerancje, a niektóre mogą osiągnąć pożądane tolerancje. W niektórych przypadkach konieczne może być wykonanie dodatkowych operacji na części w celu uzyskania wymaganych dokładnych tolerancji. Takie jak dodatkowe mocowania, specjalne narzędzia pomiarowe. Na przykład, aby uzyskać ściślejszą tolerancję otworów, otwory obrabiane na frezarce pionowej nadal muszą być wiercone na tokarce. Bardziej rygorystyczne wymagania dotyczące tolerancji mogą wymagać szlifowania lub docierania.

Obróbka CNC aluminium EDM

Kontrola. Będziesz potrzebował dużo czasu na sprawdzenie części o bardzo wąskich tolerancjach. Może być również konieczne użycie specjalistycznych narzędzi i sprzętu do weryfikacji tolerancji części. Takich jak CMM (współrzędnościowa maszyna pomiarowa) i inne precyzyjne urządzenia pomiarowe.

Kontrola CZĘŚCI DO OBRÓBKI CNC

Jak osiągnąć właściwą tolerancję dla obróbki CNC

W przypadku projektantów produktów lub części wyślij modele 3D CAD i rysunki 2D tolerancji GD&T do swojego dostawcy obróbki CNC i wyraźnie zaznacz tolerancje wymiaru krytycznego, aby w pełni zrozumieć funkcję części. Jest to bardzo ważne, aby uzyskać właściwe tolerancje ze względu na czas i koszty związane z obróbką.

Rozważ cel części. Nie wszystkie części muszą być projektowane z wąskimi tolerancjami. Na przykład wyprodukowanie części, która nie musi pasować do innych części, często wymaga mniejszej dokładności frezowania CNC. Biorąc pod uwagę, że koszt będzie bardzo wysoki, aby osiągnąć ściślejszą tolerancję, a jeśli nie potrzebujesz tak ściślejszej tolerancji, możesz rozważyć złagodzenie wymagań dotyczących tolerancji, wtedy koszt nie będzie tak wyższy.

Części obrabiane CNC_Aluminium

Pamiętaj o właściwościach materiału.  W przypadku miękkich lub bardzo twardych materiałów staraj się zachować luźne tolerancje.

Znajdź zaufanego dostawcę obróbki CNC. Jednym ze sposobów osiągnięcia tolerancji jest znalezienie zaufanego dostawcy obróbki CNC. Dostawcy obróbki CNC osiągają optymalne tolerancje poprzez dodatkowe cięcie drutem, EDM, szlifowanie, wytaczanie, szlifowanie i inne dodatkowe procesy. Usługi obróbki CNC obejmują również kontrolę jakości, certyfikację materiałów i pełnowymiarowe raporty z inspekcji. Poleganie na najnowocześniejszych narzędziach metrologicznych i pomiarowych jest niezbędne, aby zapewnić, że prototypy lub części końcowe spełniają dokładne specyfikacje i tolerancje. 

Wnioski

Teraz znasz główne kwestie do rozważenia przy wyborze tolerancji dla następnego projektu obróbki CNC. Po prostu postępuj zgodnie z tymi zasadami i zastanów się przed zaprojektowaniem tolerancji, a otrzymasz projekt, który jest łatwy w produkcji i opłacalny. Bez względu na to, jak złożony jest Twój projekt, DDPROTOTYPE jest partnerem produkcyjnym, który spełni Twoje potrzeby, ze standardowymi tolerancjami DIN-2768-1-fine dla metali obrabianych CNC i DIN-2768-1-Medium dla tworzyw sztucznych. Nasza fabryka zlokalizowana w Shenzhen w Chinach, dysponuje wieloma 3-, 4- i 5-osiowymi maszynami CNC i oferuje różne procesy obróbki powierzchni, takie jak polerowanie, anodowanie, galwanizacja, elektroforeza, piaskowanie i oczywiście pełnowymiarowe raporty z kontroli części.