Предаленията за обработка на ЦПУ са ключови при изработката на продукти, no matter what they’re used for. Днес, повечето продукти, Независимо дали е индустриален или потребител, need to be consistent to meet standards.
Because of this, manufacturers rely on different types of CNC machines to ensure high precision in their projects. But it’s important to understand what machining tolerances are, техните видове, the standards for them, and how to measure them. This is because the dimensions of CNC machined parts can differ from the theoretical values due to factors like material type, the machining process, and design.
В тази статия, we’ll talk about CNC machining tolerances, why they matter, and share a chart of common machining tolerances. Keep reading to learn more about CNC tolerance standards and the factors that influence them.
Въведение
The concept of interchangeable parts revolutionized manufacturing and laid the groundwork for modern precision machining. Introduced by Eli Whitney in 1801 during a presentation to the United States Congress, Whitney’s idea demonstrated that components could be produced with consistent dimensions and tolerances. This ensured that parts like musket firing pins or barrels could fit interchangeably. Whitney’s vision spurred the Second Industrial Revolution and the emergence of the American System of Manufacturing. Днес, this principle underpins CNC обработка, where tolerances play a vital role in ensuring the functionality, годни, and quality of machined components.
Разбиране на допустимите отклонения при CNC обработка
При CNC обработка, допустимите отклонения обикновено са включени в два аспекта. например: важи за CNC машини и аспекти на дизайна.
Толерантност в CNC машини
Повечето от машините с ЦПУ имат точност на размерите ±0,0025 mm. Тази мярка е тънка колкото човешки косъм. въпреки това, някои вътрешни допуски могат да бъдат различни в различните машини, които обикновено се определят от производителите. Средният толеранс на даден продукт обикновено се оценява на приблизително 0,02 mm. Допустимите отклонения на машината също се докладват от доставчиците на услуги на клиентите.
Проектиране и производство за толерантност
Толерансът на дизайна определя колко вариации са допустими в размерите. Тази вариация трябва да позволи на всички части да функционират правилно. Допустимите отклонения обикновено зависят от определени детерминанти. например, използването на частта, близо клирънс, и предвидена форма. Необходими са по-толерантни дизайни за взаимодействащите компоненти. Необходимите толеранси в частите на електрически двигател обикновено са по-малки от тези в дръжката на вратата. Допустимите отклонения обикновено се идентифицират чрез използване на числа в съседство с размерите.
Видове допуски при CNC обработка
При CNC обработката съществуват различни видове допуски, включително:
Обяснение на допустимите граници
LTs са двуизмерна спецификация. Те се определят от допустимото отклонение в размерите. Горната граница дава най-високия допустим размер. Докато долната граница дава най-малко приемливата стойност на размера. Всяка стойност в тези граници е разрешена.
Дефинирани едностранни допустими отклонения
Едностранните допуски позволяват промяна само в една избрана посока. Посоката може да бъде положителна или отрицателна. Пример е 1.5 мм +.000/-.005. Тук може да достигне до 1,505 mm, но не трябва да бъде по-малко от 1,5 mm.
Характеристики на двустранни допустими отклонения
Двустранните допустими отклонения определят допустимата вариация. Тези вариации обикновено се броят в двете посоки от номинален размер. Колкото по-високо, и долни граници, и двете се изразяват чрез диференциални стойности, т.е (+), и (-) от базовите стойности.
Геометрично оразмеряване и толеранс (GD&Т)
GD&T може да се опише като по-усъвършенствана система в сравнение с конвенционалното оразмеряване и толериране. Той определя както размерите, така и допустимите вариации в различните размери на частите. По-нататък, той определя геометричните размери, които толерансът контролира. GD&T включва други геометрични характеристики като плоскост и концентричност.
What is ISO 2768?
ISO 2768 is an international standard that defines general tolerances for machined parts, offering guidelines for linear dimensions, angular measurements, and geometric tolerances. It simplifies the design process by eliminating the need to specify individual tolerances for every feature, which is especially useful for less critical dimensions. ISO 2768 has two tolerance classes: “fine” (f) and “coarse” (c), allowing designers and manufacturers to align tolerance levels with the functional requirements of their parts. Using this standard can save time, reduce production costs, and ensure consistency across manufacturing operations.
Значение на допустимите отклонения при обработка
Повечето части, направени с помощта на компютърно цифрово управление, показват някои присъщи вариации. Тези вариации се контролират от толеранси, за да се постигне надеждност и най-добро представяне.
Подобряване на точността на детайлите
Допустимите отклонения на CNC са важни за поддържане на съвместимостта на частите. Допустимите отклонения гарантират, че обработените части пасват добре в сглобките. освен това, някои функции гарантират, че всичко работи както е планирано в дадените случаи на употреба. Прекомерните концентрации над тези граници могат да доведат до класифициране на някои от тези части като дефектни и следователно безполезни.
Установяване на граница на грешка
В производството, винаги има вариация, независимо от използвания процес. Отклоненията се осигуряват от допустимите отклонения при обработка, които определят границите на операцията. Тази спецификация минимизира шансовете за изтегляне на произведена част.
Контролиране на разходите за обработка
В повечето случаи, по-строгите допуски водят до по-високи разходи за CNC обработка. Някои от частите с близък допуск може да изискват други методи на довършителни работи, като например шлайфане, и суперфиниширане. въпреки това, по-толерантните повърхности позволяват завършване чрез прости машинни операции.
Поддържане на естетическото качество на продуктите
Високият толеранс на точност означава крайния външен вид на обработените части. например, ако две части трябва да пасват плътно, тогава трябва да се определят по-строги ограничения по време на проектирането. Това гарантира перфектно прилягане и елиминира възможността за взаимосвързан интерфейс.
Practical Tips for Applying Tolerances
Getting tolerances right is like finding the perfect balance—you don’t want them too tight, but you also can’t afford to be too loose. Here are some tips to make sure your parts are made just the way you need them:
Understand the Different Types of Tolerances
- Bilateral Tolerances: These let a part vary in both directions from the target measurement. например, if your tolerance is ±0.005 in., the part can be a little bigger or smaller by up to 0.005 в. on either side.
- Unilateral Tolerances: These only allow variation in one direction, като +0.000/-0.010 в. That means the part can only get smaller, not bigger.
- Limit-Based Tolerances: These give a range, като например 1.005 в. да се 0.995 in., and the part must fall somewhere in between.
Each type works for different needs, so it’s important to pick the one that fits your design.
Don’t Overdo It with Tight Tolerances
Sure, tight tolerances sound great—they make everything super precise, точно? But they also take more time and cost more money to achieve. например, you might need special tools or extra finishing steps like grinding, and that adds up fast.
Ask yourself: does this dimension really need to be that exact? If not, relax it a bit! Save those tight tolerances for features that really matter, like critical fits or moving parts.
Think About Surface Finishes
Tolerances aren’t just about size—they also affect how smooth a part’s surface feels and looks. For most jobs, the standard surface finish works fine:
- Flat surfaces: 63 µ in.
- Curved surfaces: 125 µ in.
If you need a smoother or shinier look, няма проблем! Let your machinist know—they can polish it up with bead blasting or other processes. Just be sure to mention it in your design.
Be Clear and Consistent in Your Design
When specifying tolerances, stick to simple formats. Avoid using unnecessary decimal places like 1.0000 unless you really need that level of precision. например, writing 1.000 is usually enough.
If you’re using metric measurements, make sure they’re clearly labeled so there’s no confusion. A little clarity goes a long way in avoiding mistakes during manufacturing.
Collaborate with Your Manufacturer
Накрая, don’t be afraid to ask questions or share your goals with the machining team. They’ve got the experience to help you decide which tolerances are essential and which ones can be loosened up to save time and money. A quick chat can make your project run a whole lot smoother.
Допустими отклонения при CNC обработка – неща, които трябва да имате предвид
Толерантността означава включване на спецификации в размер при проектирането на част. Ето ключови съвети, които трябва да имате предвид, когато задавате допуски за CNC обработка:
Основните допустими отклонения трябва да бъдат приоритет
Толерантността е критичен аспект на дизайна. въпреки това, не всички характеристики трябва да бъдат толерирани. Като начин за спестяване на време и пари, прилагайте допустими отклонения само към тези характеристики, които влияят на други компоненти.
Не използвайте малки/строги допустими отклонения
Прекомерната толерантност може да доведе до увеличено количество произведен скрап. Те изискват специално измерване, повече затягане, и по-дълго време за рязане от конвенционалните. Всички тези фактори водят до по-високи режийни разходи.
Третирайте свойствата на материала
Използваният материал има голямо влияние върху постижимите толеранси на обработка. Ето защо понякога е невъзможно да се постигнат дадените специфични допустими отклонения - зависи от материала. например, някои материали може да са гъвкави, особено когато се обработва и, следователно, става трудно да се постигне необходимото ниво на допустими отклонения.
Стандарти за толерантност на CNC обработка
CNC обработката включва няколко процеса. Всички тези процеси имат различни допуски поради използването на различни режещи инструменти.
Таблица: Допустими отклонения на обичайните CNC машинни процеси
| процеси | Стандарти за толерантност |
| CNC рутер | ± 0.13 мм(0.005'') |
| CNC гравиране | ± 0.13 мм(0.005'') |
| Обработка на винтове | ± 0.13 мм(0.005'') |
| CNC фрезоване (3-ос) | ± 0.13 мм(0.005 инча) |
| CNC фрезоване (5-ос) | ± 0.13 мм(0.005 инча) |
| Струг | ± 0.13 мм(0.005 инча) |
| Стоманено правило за щанцоване | ± 0.381 мм(0.015 инча) |
| Рутер (Инструменти за рязане на уплътнения) | ± 0.762 мм(0.030 инча) |
| Допустими отклонения при рязане на релси | ± 0.762 мм(0.030 инча) |
| Повърхностно покритие | 125 RA |
Геометрично оразмеряване и толеранс (GD&Т)
Геометрично оразмеряване и толеранс (GD&Т) is an advanced system for defining part tolerances and relationships between features. It adheres to the ASME Y14.5 specification and includes:
- True Position: Ensures precise feature placement relative to reference datums, accounting for Maximum Material Condition (MMC) or Least Material Condition (LMC).
- Flatness: Controls surface parallelism to prevent warping, especially in thin-walled or plastic parts.
- Cylindricity: Guarantees roundness of holes or turned features, preventing oblong shapes.
- Concentricity: Ensures alignment between coaxial features, such as holes and counterbores.
- Perpendicularity: Maintains squareness between horizontal and vertical surfaces or turned features.
GD&T provides a higher level of control and quality assurance but requires detailed documentation during the design phase.
Фактори, влияещи върху допустимите отклонения при CNC обработка
Нормално, продуктите се произвеждат според стандартните граници на толерантност, освен когато клиентът е задал персонализирани граници. Има няколко причини да се допускат допустими отклонения в производството.
Свойства на материала
Изборът на материали пряко влияе върху постижимата толерантност. Тези характеристики могат да включват; абразивност, твърдост на материала, и устойчивост на топлина.
- Абразивност: CNC фрезите са податливи на груби материали. Такива материали водят до по-бързо разграждане на инструмента. освен това, те затрудняват постигането на много строги допуски.
- твърдост: Често е предизвикателство да се обработват по-малко плътни материали с голяма прецизност. Размерите му могат да варират по време на рязане и затова се препоръчва да имате търпение, докато работите с по-меки/гъвкави продукти.
- Топлинна стабилност: Неметалните материали са склонни да се деформират по време на процесите на обработка поради топлина, произведени по време на процесите.
Избор на CNC обработващи процеси
Избраният процес на обработка влияе на допустимите отклонения предвид разликите в характеристиките на повърхността и грапавостта. Всяка CNC машинна техника като струговане, фрезоване, и смилането предлага уникални силни страни и предизвикателства. Освен това, различните CNC машини с множество оси могат да имат различни основни допуски. Осъзнаването на тези възможности означава, че необходимите толеранси ще бъдат постигнати, особено когато дизайните имат точен толеранс.
Повърхностни довършителни ефекти
Последващите процеси като боядисване и анодиране могат да повлияят на размерите на частта. Тези повърхностни обработки могат да поставят обработените части извън нивата на толеранс, обикновено желани за такива части. Следователно, от решаващо значение е да изберете правилния процес на довършване, за да намалите изкривяванията.
CNC режещи инструменти
Видовете режещи инструменти, използвани при обработката с ЦПУ, също оказват влияние върху допустимите отклонения. Точни инструменти, подходящ размер и покритие, и заострени предлагат подобрена прецизност.
Бюджетни съображения
Инструментите и материалите трябва да бъдат избрани въз основа на бюджета на проекта. Намалените допустими отклонения означават повече време и специализирани инструменти, което на свой ред повишава значително разходите. Придобиването на висококачествени инструменти гарантира, че произведените детайли са с необходимата толерантност и еднакво покритие.
Машинист Експертиза
Уменията и опитът на машиниста са от първостепенно значение при определянето на допустимите отклонения. Експертен оператор може да избере подходящите инструменти за рязане, задайте правилните фактори за обработка, и гарантира, че процесът отговаря на необходимите характеристики.
Индустрии, изискващи прецизни CNC толеранси
| Приложна индустрия | Продукти и части |
| Медицински сектор | Хирургически инструменти, импланти, протезиране |
| Космонавтика | Самолетни компоненти, части на двигателя, колесник |
| Автомобилна | Компоненти на двигателя, трансмисионни части, сензори |
| Отбрана и военни | Огнестрелни оръжия, тактическа екипировка, части за превозни средства |
| електроника | Платки, корпуси, конектори |
| Часовникарство и бижута | Компоненти на часовника, настройки за фини бижута |
| Нефт и газ | Свредла, клапани, тръбопроводна арматура |
Tops Precision гарантира стриктно съответствие със стандартите за толерантност на CNC
Най-висока точност assumes the function of your leading CNC machine shop. Нашият екип е в състояние да изпълни много строги стандарти за толерантност на ЦПУ. Нашите най-съвременни инструменти гарантират, че изискванията на вашия проект са изпълнени до последния детайл.
Ние предлагаме широка гама от довършителни и прецизни машинни услуги; включително 5-осно и фрезово струговане. Нашата процедура включва проверки на качеството и стриктното сертифициране на материалите ни прави доверен партньор.
Нашите услуги включват пълни проверки на размерите за правилната точност. Заповядайте при нас днес, за да започнете вашия проект за обработка!
