CNC-koneistuksen toleranssi: kaikki mitä sinun tarvitsee tietää

Riippumatta siitä, mitä valmistat, CNC-koneen toleranssi on tärkeä tekijä, joka on otettava huomioon prosesseissasi. Mutta ymmärtääksesi kaiken, mitä sinulta vaaditaan tämän valmistusprosessin aikana, sinun on ensin ymmärrettävä, mitä toleranssi on, sen tyypit ja miten niitä mitataan.

Mitä ovat toleranssit?

- CNC-koneiden toleranssi tarkoittaa kullekin valmistettavalle osalle sallittua päästömäärää. Se määrittää hyväksyttävän rajan, jonka sisällä kyseinen osa voi poiketa odotetuista parametreista tai venyä niistä laadusta tinkimättä.

Katso se jonkinlaisena korvauksena, kuten se, mitä meillä on räätälöinnissa. Vaatteita tehdessään räätälit tai suunnittelijat antavat tilaa virheille, joita he kutsuvat korvaukseksi. Tämä lisäys mahdollistaa sen, että jos kyseessä oleva liina on liian tiukka, sitä voidaan säätää käyttäjän mukaiseksi. 

Suunnittelussa toleranssi on se sallittu virheaste, jonka avulla valmistajat voivat poiketa alkuperäisestä suunnittelusta, jolloin muutoksille jää tilaa menettämättä tonttia. Tällä toleranssilla on valtava rooli kokoonpanoprosessissa. 

Koneistustoleranssien laskeminen ja ilmaiseminen

Oikean ymmärtämisen vuoksi CNC-työstötoleranssit laskelmia, tutkitaan yleisiä terminologioita, joita saatat kohdata.

Peruskoko

Ennen koneenosien tuotantoa valmistustiimillä on aina määrätty koko jokaiselle tuotteelle. Tätä kokoa kutsutaan peruskooksi. Se kuitenkin usein muuttuu varsinaisen valmistusprosessin aikana. Peruskoko on siis lähtökohta, joka kuvaa suunnittelun aiottua ulottuvuutta ja tekee tilaa toleranssille matkan varrella. 

Todellinen koko

Todellinen koko on koko, joka on saatu valmistusprosessin päätyttyä. Toisin kuin peruskoko, joka toimii enemmän kuin arvailua, minkä tahansa valmistetun osan todellinen koko on käytännöllisempi ja realistisempi. Suunnittelijat yrittävät tässä vaiheessa varmistaa, että peruskoon ja todellisen koon välillä on vain vähän eroa, mikä tekee niistä mitoiltaan mahdollisimman lähellä. 

rajat

Valmistuksessa rajat ovat rajoja, jotka määräävät, kuinka suuria tai pieniä valmistetun tuotteen osat tai komponentit voivat olla. On olemassa kahdenlaisia ​​rajoja: ylärajat ja alarajat. Yläraja tarkoittaa suurinta kokoa, jonka osa saa olla, kun taas alaraja on pienin koko, jonka osa saa olla. Mitään osia, jotka jäävät näiden rajojen ulkopuolelle, ei voida käyttää. 

Poikkeama

Termi "poikkeamat" tarkoittaa, kuinka paljon osa poikkeaa suunnitellusta koosta. Se auttaa valmistajia määrittämään, onko osa suurempi vai pienempi kuin heidän projektionsa. Eli vaikka peruskoko sallii vaihtelut valmistuksen aikana, poikkeama kertoo, kuinka paljon lopputuote eroaa alun perin suunnitellusta. 

Tätä poikkeamaa on kahta tyyppiä: ylempi ja alempi poikkeama. Ylempi poikkeama mittaa, kuinka paljon suurempi tuote on suunnitellusta koostaan. Tämän laskemiseksi vähennät peruskoosta ylärajan (eli osan suurin koko, jonka saa olla).

Samoin pienempi poikkeama mittaa kuinka pieni osa saa olla aiotusta koostaan. Voit laskea tämäntyyppisen poikkeaman vähentämällä alarajan (pienin koko, jonka kappale saa olla) peruskoosta. 

päivämäärä

Datum on vertailuviiva, jota käytetään mittauslaitteiden kalibroinnissa. Se on CNC-koneiden toleranssit mikä päiväntasaajan viiva on maantieteelle. Molemmat ovat kuvitteellisia linjoja. Joten valmistukseen tarvittavien komponenttien mittaamiseksi sinun on aloitettava tietystä kohdasta. Tätä peruspistettä valmistajat yleensä käyttävät lähtökohtanaan. Tavoitteena on varmistaa, että kaikki on oikeassa paikassa ja oikean kokoisia. 

Suurin materiaali ja vähiten materiaalitarve

Suurin materiaalikunnon (MMC) ja vähiten materiaalin kunto (LMC) ovat kaksi tärkeää asiaa, jotka on otettava huomioon koneistustoleransseissa. MMC esiintyy, kun valmistetussa osassa on suurin sallittu materiaali, kun taas LMC tapahtuu, kun siinä on vähiten. 

Toleranssin laskeminen

Selittää, kuinka voimme laskea tarkasti tyypilliset CNC-koneen toleranssit, käyttäkäämme ruuvia, jonka halkaisija on 15 mm. Mutta sitten meidän on myös asetettava tämän ruuvin ylä- ja alarajat. Oletetaan siis, että yläraja on 10 mm ja alaraja 6 mm. Seuraavaksi vähennämme alarajan ylärajasta saadaksesi toleranssin, joka ilmaistaan ​​alla:

Toleranssi (t): Yläraja – Alaraja

t: 10 mm – 6 mm = 4 mm

Edellä olevan perusteella voimme sanoa, että 4 mm on hyväksyttävä alue, jonka sisällä ruuvimme halkaisija voi vaihdella. 

Yleiset toleranssityypit CNC-koneistuksessa

 

Vaikka koneistustoleransseja on loputon, nämä ovat taulukon kärjessä:

Vakiotoleranssi

Vakiotoleranssi, joka tunnetaan myös nimellä yleinen toleranssi, viittaa yleisten koneen osien sallittuun säännölliseen toleranssiin. Joten aina, kun suunnittelupiirustuksessa ei ole määräyksiä erityisistä mitoista, valmistajat käyttävät näitä vakiotoleransseja. 

Käytännössä nämä vakio CNC-työstötoleranssit noudattaa kansainvälisiä määräyksiä, ja jokaisella alueella on omat ohjeensa. Esimerkiksi Euroopassa standardi on ISO 2768, kun taas Yhdysvalloissa standardi on ASME Y14.5. Nämä standardoidut toleranssit auttavat yksinkertaistamaan koneistusprosessia ja varmistamaan johdonmukaisuuden ja tehokkuuden kaikkialla, vaikka suunnittelupiirustuksissa ei olisi erityisiä vaatimuksia.  

Kahdenvälinen toleranssi

Kahdenvälinen toleranssi koskee symmetriaa ja sallii vaihtelut eri näkökulmista. Toisin kuin yksipuoliset toleranssit, joissa sallittu poikkeama voi mennä vain yhteen suuntaan, kahdenvälinen toleranssi voi vaikuttaa perusmitan molemmilla (positiivisilla ja negatiivisilla) puolella. 

Geometrinen mitoitus ja toleranssi (GD&T)

Tämä on monimutkaisempi järjestelmä verrattuna standarditoleranssiin. Vaikka vakiomitat ja toleranssit kattavat koneen osan perusmuodon ja sen toleranssin, GD&T vie sen askeleen pidemmälle määrittelemällä mittojen lisäksi myös tarkat geometriset ominaisuudet, joita kyseiset mitat koskevat. 

Profiilin toleranssit

Ymmärtääksemme profiilin toleranssin oikein, meidän on ensin tunnistettava profiiliviiva. Profiiliviiva on viiva, joka kulkee työkappaleen poikkileikkausalueen poikki ja määrittää lopulta sen muodon. 

Profiilitoleranssi itse määrittää tämän linjan hyväksyttävän alueen, ja se mitataan mittayksiköissä, kuten millimetreinä tai tuumina. Joten toisin kuin muut toleranssit, tämä säätelee osan koon ja mittasuhteiden lisäksi myös sen muotoa ja käyrää varmistaakseen, että se täyttää tiukat suunnittelukriteerit.

Orientaatiotoleranssit

Orientaatiotoleranssi koskee sitä, kuinka työkappaleen muoto voi poiketa alkuperäisestä suunnitelmasta. Tätä poikkeamaa ei mitata asteina, kuten voisi odottaa kulmia käsiteltäessä, vaan pikemminkin mittayksiköissä, kuten millimetreinä tai tuumina.

Muototoleranssit

Nimensä mukaisesti muototoleranssi käsittelee teoksen fyysisiä ominaisuuksia. Joten tässä, mittojen sijaan, puhumme odotettu tasaisuustoleranssi CNC-koneella. Se voi myös ulottua sen pyöreyden tai suoruuden. Tavoitteena on varmistaa, että valmistettavan osan fyysinen muoto näyttää suunnitteluspesifikaatioiden mukaiselta. Kuten itämainen suvaitsevaisuus, myös tässä on kyse millimetreistä tai tuumaista. 

Rajoitustoleranssit

CNC-työstössä rajatoleranssi toimii ohjeena hyväksyttävien mittojen suhteen. Rajatoleranssi käyttää kaksiulotteista asteikkoa määrittääkseen, mitkä osan mitan ylä- ja alarajat voivat olla. 

Yläraja on suurin hyväksyttävä mitta, kun taas alaraja edustaa minimiä. Näet nämä rajat rajeina – kaikkea niiden välillä mitattua pidetään hyväksyttävän alueen sisällä. Esimerkiksi rajatoleranssi 0.55–0.65 mm tarkoittaa, että yläraja on 0.65 mm ja alaraja 0.55 mm. Jos lopullinen mittaus jää tälle alueelle, osa täyttää tarkkuuskriteerit.

Sijaintitoleranssit

Tämä toleranssi koskee kaikkia koneen osan erityisominaisuuksien siirtymiä sen aiotusta asennosta. Siihen sisältyy ymmärrys siitä, kuinka jotkin elementit voivat luonnollisesti poiketa määrätyltä sijainniltaan. 

Joten esimerkiksi jos litteässä metallilevyssä on reikä tietyssä paikassa. CNC-koneiden sijaintitoleranssi sallii useita poikkeamia tästä asennosta. 

Yksipuoliset toleranssit

Yksipuolinen toleranssi edellyttää, että sallitut poikkeamat voivat tapahtua vain yhteen suuntaan. Toisin sanoen nämä poikkeamat voivat olla vain lisäystä tai laskua alkuperäisestä ulottuvuudesta, eivät molempia. 

Runout toleranssit

Runout toleranssi määrittää sallitun vaihtelun, joka voi tapahtua ominaisuuden pyöriessä keskipisteen ympärillä. Joten esimerkiksi valmistamme karaa tai pyörää, ja tarvitsemme sen pyörivän tasaisesti ilman huojuntaa tai liiallista poikkeamaa. Runout-toleranssi varmistaa, että esimerkiksi pyörän pyöriessä täyden kierroksen aikana sen asennon vaihtelut pysyvät sallittujen rajojen sisällä.

Epätasaisesti jakautuneet toleranssit

Epätasaisesti jakautuneita toleransseja kutsutaan tyypillisesti U-muuntimeksi, ja sitä edustaa ympyrän sisällä oleva U-kirjain. Ne tulevat esiin aina, kun tietyn teoksen luominen vaatii epätasa-arvoista yksipuolista toleranssia.

Tekijät, jotka on otettava huomioon valittaessa CNC-koneen toleransseja

Kun on valittava sopiva CNC-koneen toleranssit valmistusjärjestelmääsi varten sinun on otettava huomioon monia asioita. Jokaisella näistä tekijöistä on erityinen rooli määritettäessä, onko valmistettu tuotteesi täyttänyt asetetut vaatimukset, jotka sen tulisi täyttää. Tässä on joitain tekijöitä, joita voit harkita ennen CNC-koneen toleranssien valitsemista:

1. Tarvitsetko tiukkaa toleranssia?

Se, kannattaako tiukkaa toleranssia noudattaa vai ei, riippuu valmistusprojektisi erityisvaatimuksista. Ensinnäkin voi olla järkevää valita tiukka toleranssi, jotta saat paremman tarkkuuden.

Huomaa kuitenkin, että tällä päätöksellä on hintansa: korkeammat kustannukset ja pidemmät tuotantotunnit. Joten arvioi, voiko tuotantosi jatkua ilman tiukkaa toleranssia, ennen kuin teet tämän (kallis) päätöksen. 

2. Maksaa

Tasapainon löytäminen suvaitsevaisuuden ja kustannusten välillä on tärkeää, jotta voit hallita resurssejasi tehokkaasti. Useimmat valmistajat etsivät parasta toleranssia, joka vastaa heidän budjettiaan, ja tämä on lähestymistapa, jonka voit valita. 

3. Koneistusmenetelmät

Valmistuksen aikana käyttämäsi koneen tyyppi voi vaikuttaa valmiin tuotteesi sietokykyyn. Joten, mitä voit tehdä, on tarkistaa koneiden toleranssitasot ennen käynnistämistä. Kysy itseltäsi, "Mitä toleranssia CNC-kone voi tehdä?' Käytä sitten vastausta oppaana tai vertailukohtana määrittääksesi, mikä on paras toleranssi tuotannossasi. 

4. Pinnan epätasaisuus

Eri valmistusmateriaaleissa on erilaisia ​​pintakuvioita, jotka voivat vaikuttaa tyypillisiin CNC-koneen toleransseihin. Joten kun pyrit tiukkaan toleranssiin, sinun kannattaa harkita työskennellyt pinnan karheutta. Näin voit ennakoida vaikeuksia ja toimia niiden mukaisesti. Esimerkiksi kiillotettuja pintoja on paljon helpompi työstää kuin karheampia. 

5. Tarkastus

Laadunvalvonta on tärkeä osa kaikkia valmistusprosesseja, ja se kattaa myös CNC-koneen toleranssin. Tämän tarkastuksen tarkoituksena on tarkistaa ja nähdä, ovatko lopulliset tuotteet linjassa määritettyjen toleranssien kanssa. Nyt kun valitaan tiukka toleranssi, tarkastukseen kuluva aika on ymmärrettävästi pidempi ja päinvastoin. Muista siis tämä ennen kuin teet valinnan.

Kuinka löytää oikea toleranssi

Tässä on muutamia tapoja, joilla voit valita oikean toleranssin CNC-koneistukseen:

Käytä hyvämaineista CNC-koneistusyritystä

Projektin ulkoistaminen luotettavalle CNC-työstöyritykselle voi auttaa poistamaan tämän ongelman käsistäsi. Ammattilaisiin luottaen saat neuvoja valmistusprosessiisi parhaiten soveltuvista toleransseista. Lisäksi hyvällä ammattilaisella on huippuluokan laitteet, jotta saat parhaat tulokset. Hyvämaineisella yrityksellä tulee myös olla a CNC-koneen toleranssitaulukko mikä tekee prosessista helpompaa ja nopeampaa.

Laske toleranssit itse

Voit myös laskea parhaan käytettävän toleranssin. Mutta ensin sinun on määritettävä valmistettavan osan tarkoitus. Tämä luo perustan päätettäessä, minkä CNC-koneen toleranssin haluat ottaa käyttöön. 

Mieti seuraavaksi, kuinka kyseisen osan toiminnallisuus vastaa toleranssia, joka sinulla on mielessäsi. Jotkut tuotannot saattavat vaatia tiukempaa toleranssia, kun taas toiset voivat toimia hyvin löysemmällä toleranssilla standardeista tinkimättä. 

Kun olet määrittänyt nämä kaikki, voit käyttää toleranssilaskelmiin sovellettavia yleisiä sääntöjä. 

Käytä kansainvälisiä koneistustoleranssistandardeja

Noudattamalla kansainvälisesti tunnustettuja vertailuarvoja voit varmistaa, että CNC-työstösi on yhteensopiva alan standardien kanssa. Tarkista siis, mitkä kansainväliset standardit sopivat projektisi vaatimuksiin ja alallesi. Jos asusi on esimerkiksi Euroopassa, pidä kiinni ISO 2768:sta. Mutta jos olet Yhdysvalloissa, ASME Y14.5 on hyväksyttävämpi. 

Vinkkejä tiukempaan CNC-koneistustoleranssiin

Tässä on joitain ohjeita, joiden avulla voit saavuttaa tiukempi CNC-työstötoleranssit:

Käytä laadukkaita CNC-koneita

Investointi korkealaatuisiin CNC-koneisiin on yksi monista tavoista saavuttaa tiukat toleranssit. Koneita valitessasi tarkista siis niiden ominaisuudet, tarkkuus ja luotettavuus. Näin varmistetaan, että valmistettu tuote täyttää vaaditut toleranssitasot. 

Valitse oikeat leikkaustyökalut

Oikeiden leikkaustyökalujen valinta on myös toinen tapa saavuttaa tiukka toleranssi. Materiaalityypistä ja koneistusvaatimuksista riippuen nämä työkalut voivat vaikuttaa lopputuotteen tarkkuuteen. Ota siis huomioon erityispiirteet, kuten leikkausnopeus, pinnoitteet, työkalun geometria jne. 

Hanki hyviä materiaalitoimittajia

Käyttämiesi raaka-aineiden laatu vaikuttaa suoraan CNC-työstötuloksiisi. Joten saadaksesi parhaat materiaalit, tee yhteistyötä hyvämaineisten materiaalitoimittajien kanssa, jotka tunnetaan korkealaatuisten materiaalien toimittamisesta. 

Tee koneistus lämpötilasäädellyssä ympäristössä

Lämpötilaerot voivat vaikuttaa koneistettujen osien mittoihin. Joten koneistuksen suorittaminen lämpötilasäädellyssä ympäristössä voi vaikuttaa lämpötilan vaihteluiden vaikutuksiin. Kun lämpötilat ovat tasaiset, voit saada vakaat koneistusolosuhteet ja jollain tavalla ennustaa lopputuotteesi tarkkuuden.

Palkkaa ammattitaitoista työvoimaa

Ammattitaitoisilla työntekijöillä on myös rooli tiukkojen toleranssien saavuttamisessa. Joten, kun palkkaat koneenkuljettajia, etsi kokemusta ja sellaisia, joilla on syvällinen ymmärrys CNC-koneen toleransseista. Heidän asiantuntemuksensa vaikuttaa suuresti valmistusprosessisi lopputulokseen.

Tasapainotyökalutelineet

Tasapainota työkalunpitimet säännöllisesti vähentääksesi tärinää käytön aikana, koska nämä tärinät voivat vaikuttaa CNC-työstöprosessin tarkkuuteen. Mutta tasapainotetuilla työkalunpitimillä voit saada pehmeämpiä leikkaustoimintoja ja saavuttaa haluamasi toleranssin.

Huolla ja kalibroi CNC-koneesi säännöllisesti

CNC-koneesi säännöllinen huolto ja kalibrointi takaavat tasaisen suorituskyvyn. Lisää siis rutiinihuolto aikatauluihisi, jotta voit havaita koneiden osoitteen kulumisen varhaisessa vaiheessa ja pidentää laitteidesi käyttöikää.

Ota käyttöön vahva laadunvalvonta

Aiemmin puhuimme siitä, kuinka laadunvalvonta on tärkeää CNC-koneistuksessa. Tee koko valmistusprosessin aikana tilaa vankille laadunvalvontatoimenpiteille. Voit esimerkiksi suorittaa säännöllisiä tarkastuksia ja tarkkoja testejä havaitaksesi virheet varhaisessa vaiheessa. Voit myös yrittää tallentaa omasi CNC-toleranssikoneen palaute ajan mittaan auttaakseen sinua seuraamaan toimintaasi ja toteuttamaan parempia laadunvalvontaa.

CNC-koneistustoleranssin merkitys

CNC-työstötoleranssi on enemmän kuin pelkkä tekninen termi valmistusprosessissa. Sillä on suuri rooli valmiin työsi laadun, toimivuuden ja luotettavuuden määrittämisessä. 

CNC-koneistuksessa, jossa tarkkuus on kaikki kaikessa, toleranssi on ohut raja virheiden tekemisen ja erinomaisen työn välillä. Ymmärrettävästi jokaisessa valmistetussa työssä on virheitä, minkä vuoksi varaudumme niihin.

Suvaitsevaisuus tulee kuitenkin suojaksi liiallisia poikkeamia yleissuunnitelmasta vastaan, koska liian monet poikkeamat voivat vaarantaa lopputuotteen eheyden. Poikkeamilla on yleensä vakavia seurauksia, mutta CNC-työstön toleranssi voi auttaa välttämään nämä virheet kokonaan.  

Yhteenveto

Valmistusprosessi ei ole täydellinen ilman koneistustoleranssia. Varmistaaksesi, että tuotteesi täyttävät suositellut toleranssitasot, sinun tulee ottaa huomioon tässä oppaassa käsittelemiämme ohjeita. Mutta jos olet edelleen epävarma siitä, mitä toimenpiteitä sinun tulee tehdä, voimme auttaa tekemään työstämme helpompaa. Ota meihin yhteyttä jo tänään!

Päivitä evästeasetukset
Siirry alkuun