Итоговое руководство по допускам обработки ЧПУ

Допуск – это уровень отклонения размерных параметров обрабатываемых на станках ЧПУ деталей от первоначальных измерений. Фактически, его также можно назвать размерной точностью.

Это означает, что мы можем использовать его для выражения минимального и максимального размерного предела детали. Имея это в виду, деталь считается соответствующей допускам.

Распространенные типы допусков при ЧПУ-обработке

Взглянем на некоторые общие примеры;

· Общие допуски

Этот вид допусков обычно используется для геометрически цилиндрических или круглых деталей. Их стандартные допуски классифицируются по четырем группам в зависимости от их диапазона.

Пределы допусков – точные, средние, грубые и очень грубые. Международные стандарты, такие как EN 2286 и ISO 286, определяют диапазон пределов допусков размерных категорий.

· Односторонние допуски

Как следует из названия, терпимость размеров может быть только в одном направлении. Это отклонение может быть как больше, так и меньше фактического размера детали.

Давайте возьмем пример металлического стержня, который должен быть обработан для установки в изделие. Несомненно, мы получим металлический стержень за пределами диапазона размеров хотя бы на долю миллиметра, если обработка не будет выполнена должным образом.

Такие ошибки можно легко избежать, обеспечив правильные односторонние допуски. Установка максимального отклонения в 0.05 мм дает ему диапазон допусков 45+0.00/-0.05 мм.

После подсчетов становится ясно, что 45 мм и 44,95 мм – это максимальные и минимальные допустимые значения диаметра для вала. Преимущество всего этого в простоте осмотра детали.

Суть здесь в наличии фиксированного верхнего значения с размерами, изменяющимися с одной стороны. Теперь вы можете увеличить скорость инспекции, стандартизировав калибр-пробку, просто, правда?

· Двусторонние допуски

Вот простое объяснение этого неоднозначного понятия. Ключ здесь – чтобы финальные измерения детали варьировались относительно истинного профиля или номинальной стороны.

Подумайте об этом. Двусторонний допуск 45+0.05/-0.05 мм подразумевает минимальное значение 45,05 мм и максимальное значение 44,95 мм.

Что это значит? Что используемое номинальное значение составляет 45 мм.

· Пределы допусков

Для размера его максимальное и минимальное значения формируют пределы допусков. Это означает, что когда деталь соединена с окончательным продуктом, эти значения должны точно подходить к точкам контакта компонента.

Примером может служить размер с пределом допуска от 10 до 10,5 мм. Как правило, эти два края – это границы, в которых будут лежать окончательные значения.

Рассмотрение при определении допусков ЧПУ-обработки

Мы следуем общему классу изделия, если заказчик не указал определенные допуски.

Нет необходимости усложнять все до предела. Суть в создании качественного продукта с минимальными затратами на изменение инструмента.

Вот интересная часть. Ознакомление с особенностями, которые мы серьезно учитываем перед определением допусков ЧПУ-обработки.

Допуски ЧПУ-обработки

· Выбор жестких допусков

В некоторых случаях нам необходимо указать производителю уровень ужесточения вариаций. Это отличная идея, когда мы работаем с прототипами, которые требуют идеальной обработки для тестирования.

Мы также требуем ЧПУ-обработки при производстве электрических компонентов. Это связано с их способностью работать с минимальным диапазоном ошибок +/-0.0005.

· Стоимость жестких требований

Мы связываем высокие расходы с запросами на жесткие допуски свыше основных 0.1 мм. Самое простое объяснение, которое мы можем дать, – это строгие меры, необходимые для соответствия стандартам.

Кроме того, у нас есть производители, у которых нет станков ЧПУ с требуемой точностью. Когда мы используем дорогое оборудование, оно имеет высокий класс с поддержкой более низких отклонений.

· Инспекция

Почему инспекция необходима после обработки детали на ЧПУ? Это просто наша основа для политик обеспечения качества.

Основная проблема, с которой мы сталкиваемся из-за ненужных допусков, – это количество ресурсов, необходимых для инспекции. Худший случай – это когда у производителей нет машин для инспекции требуемого класса.

Геометрическое размерное толерирование (GD&T) в ЧПУ-обработке

GD и T

Когда мы думаем нестандартно, определение геометрического размерного толерирования кажется отличающимся от других. Мы действительно не можем использовать его на базовом измерении для определения конкретных вариаций.

Напротив, оно использует спецификации, чтобы помочь нам указывать допуски. Сказано, мы определяем геометрический признак компонента с использованием символов в GD&T.

Это действительно замечательный способ выражения базовых данных деталей, их допусков и модификаторов. Вы на самом деле будете удивлены простотой таких кодированных спецификаций после изучения всех символов.

Как влияет тип материала на допуски при ЧПУ-обработке

Толерантность может быть головной болью, но выбор материала может значительно облегчить это. У материалов есть определенные характеристики, которые определяют их достижимый уровень допусков.

Давайте подробнее рассмотрим некоторые из этих характеристик;

· Термическая стабильность

Может ли термическая стабильность действительно повлиять на допуски при обработке металлов на станках с ЧПУ? Да, может, но влияние намного меньше, чем на неметаллы.

Практический пример – накопление тепла во время обработки, приводящее к деформации материала. Достаточно сказать, что процесс, в котором применяется деталь, уже ограничен этой деформацией.

· Абразивность

Когда мы проводим обработку на станках с ЧПУ жёстких деталей, инструмент изнашивается довольно быстро. Это означает, что достичь определенных допусков становится сложной задачей.

В частности, недостатком является снижение точности из-за изменений в режущем инструменте. Кроме того, при обработке абразивных материалов приходится регулярно менять режущий инструмент.

· Твёрдость

Когда речь идет о допусках, жесткие и прочные материалы достигают их легче, чем мягкие материалы. Это означает, что обработка мягких деталей займет больше времени.

Таким образом, вероятность изменения размеров детали после контакта с инструментом уменьшается. Теперь у вас определенно есть инструмент с безупречным допуском.

Советы по достижению более строгих допусков на станках с ЧПУ

Обработка металлических деталей на станке с ЧПУ

При обработке деталей невозможно полностью избежать вариаций. Не ошибитесь, для получения качественной детали требуется много прецизионности.

Более строгие допуски в настоящее время являются трендом в обработке на станках с ЧПУ. Есть только одна проблема – дополнительные затраты.

К счастью, мы можем эффективно компенсировать дополнительные затраты, используя различные подходы. Стратегии, выгодные для обеих сторон, включают в себя;

· Учитывать окончательный осмотр при проектировании

В первую очередь, измерение допусков на сложных деталях – задача непростая и трудоемкая. Да, это возможно, но нам потребуется специализированное оборудование для точности.

Фактически, части, содержащие мелкие особенности, являются самыми сложными при изготовлении и инспекции. К счастью, правильный набор инструментов может гарантировать строгие допуски с точным измерением и контролем.

· Оптимизация допусков деталей для конкретных применений

Мы можем гарантировать подходящую посадку, имея минимальные отклонения. У нас есть разрешенные допуски для различных материалов при обработке на станках с ЧПУ (+/- 0.05 мм для металла и +/- 0.010 мм для пластиков).

Если мы выберем более строгие допуски, то производственные затраты определенно возрастут. Мы можем ограничить их только необходимыми поверхностями компонента, соответствующими требованиям дизайна.

Это означает, что мы сократили дополнительные затраты. Тем не менее, мы выбираем стандартные допуски, если потребность в строгом допуске – это роскошь.

· Учитывать перпендикулярность и параллельность

Мы определенно должны приоритетно относиться к этим двум параметрам, особенно когда имеем дело с несколькими компонентами. Весь смысл в том, что любое небольшое несоответствие со временем может оказать большое воздействие.

Это может повлиять на кредибилити и жизнеспособность детали со временем. Это значит, что качество части также будет ниже стандарта.

· Согласование обрабатываемости материала с ожидаемыми допусками

Обычно мы проектируем детали так, чтобы обеспечить определенные свойства на основе материала. Мы можем увидеть, как преимущества работают чудесно в конечном применении.

Тем не менее, нам нужно учитывать, как свойства материала влияют на его обрабатываемость. В основном, мягкие материалы плохо удерживают строгие допуски.

Это связано с низкой степенью твердости по Шору. Напротив, обработка закаленной стали гораздо сложнее по сравнению с пластиками.

Факторы, влияющие на допуски при обработке на станках с ЧПУ

Допуски обычно обеспечивают создание точных и уникальных деталей. Но некоторые факторы могут сильно ухудшить их.

Давайте рассмотрим некоторые факторы, влияющие на допуски

· Стоимость

Для начала, более строгие допуски приводят к увеличению затрат. Мы можем иметь точные, но не очень строгие допуски в качестве способа снижения затрат.

· Метод обработки

Есть один главный фактор, который мы учитываем при работе с допусками… метод обработки. Сказано, выбор более точных методов по сравнению с другими важен для качественного конечного продукта.

· Покрытия и гальваника

Мы должны помнить о том, что покрытия и гальваника добавляют немного материала на поверхность детали. Так что да, они изменяют размеры части таким образом, что требуется другой допуск.

Неравномерно распределенные допуски при обработке на станках с ЧПУ

В отличие от обычных допусков, этот тип допуска на самом деле противоречив. Это означает, что они отличаются от допустимого истинного профиля неравномерно в противоположных размерах.

Мы указываем предельные направления в спецификациях каждой части. Например, у нас могут быть верхний и нижний пределы, такие как 5.99 или 6.09.

Так или иначе, самый важный аспект один. Что распределение нижних и верхних пределов не равно заданным размерам.

Понимание международного класса допусков (IT) при обработке на станках с ЧПУ

Проще говоря, это максимальное различие в размерах между частью и её базовым размером. Мы используем это для повышения точности к предварительно изготовленным деталям.

Кроме того, мы можем применять его для деталей с резьбой и контурными поверхностями. Эти части обычно имеют симметричную и вращательную природу.

Сравнение нижнего отклонения с верхним отклонением в допусках обработки на станках с ЧПУ

Верхнее отклонение, проще говоря, это разница между базовым размером части и её максимальным размером. С другой стороны, нижнее отклонение в основном представляет собой разницу в базовом размере компонента и его минимально достижимом размере.

Настройка станка с ЧПУ

Как тип обработки влияет на допуски при обработке на станках с ЧПУ

Допуски сильно зависят от методов обработки, которые мы используем. Это потому, что некоторые методы обработки могут быть чрезвычайно точными по сравнению с другими.

Конечно, на станках с ЧПУ мы применяем метод винторезной обработки. Мы, по сути, подаем деталь с помощью дискового кулачка через направляющую втулку.

Таким образом, деталь перемещается вокруг инструмента, а не наоборот. Это означает, что мы добиваемся высокой точности за счет снижения отклонений и вибрации детали.

Этот метод мы можем полностью использовать на пластиковых деталях из фенола. Их отличная размерная стабильность позволяет нам достигать допусков +/-0.05”.

Как более строгие допуски увеличивают производственные затраты при обработке на станках с ЧПУ

Наличие более строгих допусков – это отлично. Пока не осознаете, что это влияет и на стоимость, и на качество части.

Конечно, обработка с высокими допусками обходится дорого. Это потому, что требуются дорогие инструменты для обработки, а процесс выполняется очень медленно.

Теперь, когда речь идёт о проверке части, это обычно обширная и превосходная процедура ЧПУ. Опять же, мы говорим о работе в очень маленьком окне ошибок, вроде долей миллиметра.

Тем не менее, когда всё налажено, высокий процент брака этих деталей также наносит свою долю ущерба затратам. С такими высокими показателями отказов стоимость производства и инспекции резко возрастает.

ISO 2768 при допусках обработки на станках с ЧПУ

Это стандарт, который мы используем для угловых и линейных допусков. Его преимущество – минимизация несоответствий, в то же время определение средних допусков обработки.

Для упрощения чертежей с использующимися уровнями точности у нас есть две основные категории;

· Общие угловые и линейные допуски

Взгляд на эту категорию показывает нам четыре разных уровня точности. Очень грубая (v), грубая (c), средняя (m) и тонкая (f). Мы также можем называть их в DIN ISO 2768 как четыре класса допусков.

· Геометрический допуск

Мы используем его для определения особенностей уровня точности для классов допусков H, K и L. Допустим, у нас есть чертеж детали с маркировкой ISO 2768-mK.

Первая часть показывает нам её диапазон среднего допуска. Вторая часть показывает нам, что она принадлежит к классу допусков K.

Заключение

С информацией в этом руководстве вы определенно можете достичь требуемых допусков при обработке на станках с ЧПУ.

В компании KDM мы гарантируем точную и аккуратную обработку в зависимости от ваших уникальных требований и спецификаций.

Дополнительные ресурсы:

Что такое ЧПУ обработка – Источник: Thomasnet

Допуски в машиностроении – Источник: Fractory

Понимание допусков в ЧПУ обработке – Источник: Protolabs

Допуски обработки – Источник: Универсальный Технический Институт

Итоговое руководство по допускам обработки ЧПУ

Что такое допуски в ЧПУ-обработке