Допуски в обработке с ЧПУ

Допуски обработки ЧПУ относятся к допустимому диапазону размерных и физических параметров, которые могут отклоняться от их заранее определенного значения. В первую очередь он включает физические размеры, такие как высота, ширина, толщина, глубина и углы, но не исключает физические параметры, такие как температура, напряжение и влажность.

Допуск — это допустимая погрешность при обработке деталей на ЧПУ. Мы выражаем допуски в верхнем пределе, который относится к допустимому положительному отклонению.

Эта статья будет охватывают типичные допуски на обработку, несколько типов допусков, влияющие факторы, подсказки по допускам и взаимосвязь между допусками и обработкой поверхности.

Допуски обработки с ЧПУ

Есть два контекста допусков при обработке с ЧПУ: один с конструкцией, а другой с машинами.

Допуски конструкции: Допустимый уровень точности указан в компьютерном проекте.

Машинные допуски: В зависимости от типа станка с ЧПУ они также имеют свои ограничения и диапазон достижимой точности при обработке. Как правило, станки с ЧПУ способны поддерживать допуск ± 0.0025 мм.(Фан Джей, 2021)

Допуски имеют решающее значение, когда детали собираются позже для изготовления конкретного продукта. Использование деталей определяет, насколько точными должны быть допуски в проектах обработки с ЧПУ. Инженеры-конструкторы зафиксировали допуски, исходя из требуемых функций и подгонки деталей. Например, кухонная утварь может не указывать жестких допусков, которые имеют оборонные или авиационные детали.

Связанный: 

Связь между метрологией и производством: все, что вам нужно знать

Типы допусков

В деталях станков с ЧПУ используются в основном четыре типа допусков. Давайте подробнее рассмотрим каждый из них.

1. Предельные допуски

Пример предельного допуска

Предельные допуски — это диапазон двумерных значений, в пределах которого должны находиться измерения деталей, обработанных на станках с ЧПУ. Большее число обозначает наиболее допустимый размер, а меньшее значение указывает наименьший допустимый размер.

Например, если деталь имеет предельный допуск (ширину) 0.82–0.90 мм, допустимая ширина составляет от 0.82 до 0.90 мм. Эта часть неприемлема, если ширина не попадает в диапазон во время изготовления.

2. Односторонние допуски

Пример односторонних допусков

Односторонние допуски определяют диапазон допустимых размеров только в одном направлении, которое может быть как отрицательным, так и положительным. Например, если деталь имеет допуск диаметра в отверстии 3 мм + 0.007/-0.00, это означает, что диаметр может варьироваться только от 3 до 3.007 мм.

Он используется в компонентах, которые позже требуют фитингов. Например, при изготовлении валов применяются односторонние допуски. Здесь, если диаметр вала немного больше размера отверстия, он не подойдет, поэтому только использование отрицательного допуска сэкономит время и потери материала.

3. Двусторонние допуски

В отличие от односторонних допусков двусторонние допуски допускают погрешность как в положительную, так и в отрицательную сторону относительно базового размера на одну и ту же величину. Базовое значение может быть несколько выше или ниже значения допустимого измерения.

Например, двусторонний допуск ± 0.005 мм требует от производителя создания детали, которая может быть только на 0.005 мм короче или длиннее указанного значения.

4. Стандартные допуски

Стандартные допуски являются наиболее распространенными допусками, используемыми при обработке с ЧПУ и других методах изготовления металлов.

Это позволяет продукту функционировать в широком диапазоне. Стандартные допуски могут варьироваться в зависимости от типа требований. Наиболее часто используемым стандартом является ISO 286-1:2010. Однако допуски варьируются в зависимости от класса станков с ЧПУ. Он применим для создания отверстий, резьбы, труб, штифтов и других элементов.

Стандартные допуски

Стандартные допуски определены для угловых и линейных размеров, закругленных частей, фасок и других. Существует четыре класса стандартных допусков: мелкие, средние, грубые и очень грубые.

Все диапазоны допусков для каждого размера основаны на стандартах EN 20286, JIS B 0401, ISO 286, ISO 1829, ISO 2768, ANSI B4.1 и ANSI B4.2.

5. Определение геометрических размеров и допусков (GD&T)

Больше, чем любой другой метод производства, обработка с ЧПУ широко использует GD&T. GD&T обеспечивает дополнительные характеристики размеров, такие как позиционирование, плоскостность, округлость и концентричность. Он определяет все физические размеры детали, предназначенной для обработки на станке с ЧПУ.

Пример GD&T

Система GD&T содержит различные символы, определяющие геометрические свойства детали, такие как базовая линия, модификатор и допуски. Он не определяет отклонение от базового размера, но определяет допуски в спецификациях. Использование GD&T позволяет производители станков с ЧПУ для получения различных функций в определенном диапазоне точности.

• Истинное положение: Истинное положение любого объекта определяется положением базовой линии (опорной линии). Например, координата (X, Y) может описывать истинное положение отверстия. Базовая линия фиксируется в начале процесса допусков.
• плоскостности: Допуск на плоскостность определяется двумя параллельными плоскостями на поверхности фрезерования. Это имеет решающее значение при фрезеровании, потому что усилие зажима может вызвать коробление и повлиять на плоскостность.
• цилиндричность: Два концентрических цилиндра, внутри которых должно лежать обработанное отверстие, характеризуют цилиндры.
• Концентричность: Круглая бобышка или коаксиальная раззенковка обеспечивается концентричностью. Например, колеса автомобиля всегда соосны оси.
• Перпендикулярность: Перпендикулярность измеряется отклонением горизонтальной поверхности от соседней вертикальной поверхности внутри детали, обработанной на станке с ЧПУ. Перпендикулярность также помогает регулировать прямоугольность.

Помимо упомянутых выше, существуют дополнительные критерии, такие как угловатость, прямолинейность, параллельность и другие.

Факторы, которые следует учитывать при выборе допусков 

При выборе допусков для вашего проекта обработки с ЧПУ необходимо учитывать множество факторов. Точность и другие требования к деталям будут определять требуемые допуски.

Давайте более подробно рассмотрим несколько ключевых элементов, влияющих на выбор допусков.

1. Тип материала

Тип материала, выбранного для обработки с ЧПУ, влияет на достижимые допуски. Различные свойства, такие как твердость, плотность, абразивность, термическая стабильность и обрабатываемость, влияют на чувствительность, когда инструменты воздействуют на заготовку во время обработки. Эти характеристики материала определяют сложность его обработки и диапазон допусков, которые могут быть достигнуты.

Узнайте больше о Обрабатываемость материала и ее связь с обработкой на станках с ЧПУ

2. Требуемая производительность

Некоторые компоненты, такие как фурнитура, аэрокосмическая и оборонная промышленность, должны быть чрезвычайно точными.

Поэтому допуски также зависят от требований конкретной детали. Для некоторых компонентов, таких как посуда, оконные рамы и дверные ручки, могут не требоваться жесткие допуски.

3. Стоить

Если вам нужны жесткие допуски, потребуется усовершенствованный станок с ЧПУ, отрегулированные настройки и различные настройки инструмента. Таким образом, для создания более точных деталей потребуется больше времени, что приведет к высокой стоимости конечного продукта.

Стоимость увеличивается с жестким допуском

Как правило, производственные затраты увеличиваются при допуске более 0.1 мм. Следовательно, более жесткие допуски приводят к более высоким производственным затратам.

4. Доступные ресурсы для проверки

Выбор допусков также зависит от доступной технологии или ресурсов для контроля. Для проверки жестких допусков (небольших отклонений) потребуется более современное контрольное оборудование. При определении допуска следует учитывать метод контроля для создания деталей, которые попадают в заранее определенный диапазон.

Обработка поверхности и допуски

Высокая шероховатость поверхности влияет на допуски, что влияет на предполагаемую точность. Вам необходимо исправить шероховатость перед допуском элементов в каких-либо частях. Лучше всего установить шероховатость не менее 63 мкм для плоских или перпендикулярных поверхностей и 125 мкм для изогнутых.

Связанный:

• Шероховатость поверхности: все, что вам нужно знать
• Объяснение прецизионной обработки с ЧПУ: преимущества и практическое использование

Советы по допуску для деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ

Допуски — это процесс определения размеров деталей с допустимыми погрешностями. Наличие идей о советах по проектированию помогает свести к минимуму ошибку с допусками. Давайте обсудим некоторые советы по дизайну.

• Все функции, присутствующие в вашем проекте, могут не нуждаться в допуске. Итак, определите, какие функции являются критическими и должны быть допуском. Например, допуск на сопряжение или интерференцию более важен, чем любые другие функции.
• Избегайте жестких допусков в ненужных частях, поскольку это необязательно делать для всех элементов. Ненужные допуски увеличивали время и стоимость обработки.
• При проектировании деталей учитывайте допуски станков с ЧПУ. Может случиться так, что иногда вы проектируете детали с жесткими допусками, чего нельзя достичь на имеющемся станке с ЧПУ.
• Учитывайте тип материала, который вы собираетесь использовать в машине. Тип материала также влияет на диапазон допустимых допусков. Например, при работе с мягкими материалами трудно соблюдать жесткие допуски.

Как добиться более жестких допусков на обработку с ЧПУ  

1. Используйте высококачественные инструменты: выбор правильных инструментов для работы имеет решающее значение для достижения жестких допусков при обработке с ЧПУ. Высококачественные инструменты с острыми кромками и точной геометрией обеспечивают более чистые пропилы и снижают риск отклонения инструмента.
2. Правильное крепление заготовки: то, как удерживается заготовка в процессе обработки, может иметь большое влияние на окончательный допуск. Убедитесь, что заготовка правильно закреплена или закреплена, чтобы она не двигалась во время обработки.
3. Оптимальные условия резания. Правильные условия резания, такие как скорость и подача, помогают снизить количество ошибок и добиться более жестких допусков. Вместе с оператором станка с ЧПУ определите наилучшие условия резки для каждого задания.
4. Используйте исправная техника: Поддержание вашего станка с ЧПУ в хорошем состоянии необходимо для достижения жестких допусков. Регулярное техническое обслуживание и калибровка машины помогут обеспечить ее наилучшую работу.
5. Сведите к минимуму отклонение инструмента: отклонение инструмента может привести к значительным отклонениям в конечной детали, поэтому важно максимально минимизировать это отклонение. Этого можно добиться за счет уменьшения сил резания, использования высококачественных инструментов или регулировки траектории движения инструмента.
6. Контроль температуры: поддержание постоянной температуры заготовки и инструмента может помочь уменьшить количество ошибок и повысить точность конечной детали. Этого можно достичь за счет использования охлаждающей жидкости, контроля окружающей среды или сокращения времени обработки.
7. Используйте программное обеспечение для моделирования: программное обеспечение для моделирования может помочь предсказать поведение процесса резки, позволяя вам вносить коррективы до фактической обработки детали. Это может помочь выявить любые потенциальные проблемы и повысить точность финальной части.

Подробнее:

• Как избежать шероховатостей на фрезерном станке с ЧПУ
• Микрообработка с ЧПУ: процесс, типы и преимущества

Заключение

Допуски являются решающим фактором во всех типах обработки с ЧПУ. Он определяет максимально допустимое отклонение размеров и других физических свойств. Выбор допусков в любом проекте механической обработки зависит от мощности станков, желаемой точности и типа материала.

Во многих случаях простой станок с ЧПУ может обеспечить требуемые допуски, хотя более жесткие допуски требуют более совершенного оборудования и конфигурации инструмента. В Boda у нас есть передовое многоосевое оборудование с ЧПУ для обеспечения высокой точности, необходимой для всех допусков. Кроме того, наши специалисты из отдела контроля качества внимательно следят за каждым этапом технологического процесса и проверяют выпускаемый продукт. Если вы собираетесь отправить нам дизайн, мы настоятельно рекомендуем указать все допуски. Мы доставим точные детали к вашей двери в течение нескольких дней.

Часто задаваемые вопросы

Что имеется в виду под допусками?

Максимально допустимое отклонение любого размера или физического свойства от базового значения называется допуском. Например, для ширины 6 ± 0.05 мм базовое значение равно 6 мм, а допуск равен 0.05 мм. В нем указано, что разрешены только значения от 5.95 до 6.05 мм.

Каковы распространенные типы допусков?

В производстве обычно используются пять различных типов допусков: предельные, односторонние, двусторонние, стандартные и геометрические размеры и допуски (GD&T). Тем не менее, GD&T чаще всего используется для проектов обработки с ЧПУ.

Какие переменные влияют на выбор допусков?

На выбор допусков влияют различные переменные, включая тип сырья, требования к конечному использованию, стоимость и наличие ресурсов для проверки..

Все ли детали требуют жестких допусков?

Все детали, обработанные на станках с ЧПУ, не должны иметь точных допусков. Это зависит от необходимости и функциональности конкретного компонента и функций. Например, для вала требуются исключительно жесткие допуски, а для дверной ручки — нет.