Dans le travail des métaux, les tolérances font référence aux variations admissibles des paramètres. Des exemples de paramètres sont des caractéristiques quantitatives, comme la température et l'humidité. Ils impliquent également les dimensions physiques des pièces fabriquées. Les tolérances déterminent ce qui est autorisé ou acceptable pour chaque valeur, autrement dit, limite de variabilité. En ingénierie, il représente le montant de l'écart autorisé. Montant Les tolérances incluent une limite supérieure des écarts positifs. En revanche, une limite inférieure spécifie la limite supérieure de l'écart négatif.
Compréhension des tolérances dans l'usinage CNC
En usinage CNC, les tolérances sont généralement impliquées dans deux aspects. Par exemple：il est valable pour les machines CNC et les aspects de conception.
Tolérance dans les machines CNC
La plupart des machines CNC ont une précision dimensionnelle de ±0,0025 mm. Cette mesure est aussi fine qu'un cheveu humain. Cependant, certaines tolérances inter peuvent être différentes selon les machines, qui sont généralement définis par les producteurs. La tolérance moyenne d'un produit particulier est normalement estimée à environ 0,02 mm.. Les tolérances des machines sont également signalées par les prestataires de services aux clients.
Conception et fabrication pour la tolérance
La tolérance de conception décide du degré de variance autorisé dans les dimensions. Cette variation doit permettre à toutes les pièces de fonctionner correctement. Les tolérances dépendent généralement de certains déterminants. Par exemple, l'utilisation de la pièce, dégagement serré, et la forme prévue. Des conceptions plus tolérantes sont nécessaires pour les composants en interaction. Les tolérances nécessaires dans les pièces d'un moteur électrique sont généralement inférieures à celles d'une poignée de porte. Les tolérances sont généralement identifiées en utilisant des nombres adjacents aux dimensions.
Types de tolérances dans l'usinage CNC
Différents types de tolérances existent dans l'usinage CNC, y compris:
Explication des tolérances limites
Les LT sont une spécification bidimensionnelle. Ceux-ci sont définis par la variation admissible des dimensions. La limite supérieure donne la taille la plus élevée acceptable. Alors que la limite inférieure donne la valeur de taille la moins acceptable. Toute valeur comprise dans ces limites est autorisée.
Tolérances unilatérales définies
Les tolérances unilatérales autorisent uniquement une variation dans une direction sélectionnée. La direction peut être positive ou négative. Un exemple est 1.5 mm +.000/-.005. Ici, elle peut aller jusqu'à 1,505 mm mais ne doit pas être inférieure à 1,5 mm..
Caractéristiques des tolérances bilatérales
Les tolérances bilatérales spécifient une variation admissible. Ces variations sont généralement comptées dans les deux sens à partir d'une dimension nominale. Plus, et limites inférieures, les deux sont exprimés en termes de valeurs différentielles, je-e (+), et (-) à partir des valeurs de base.
Cotation géométrique et tolérancement (DG&T)
DG&T peut être décrit comme un système plus avancé par rapport au dimensionnement et au tolérancement conventionnels.. Il définit à la fois les tailles et les variations autorisées dans les pièces de différentes tailles.. Plus loin, il spécifie les dimensions géométriques qu'une tolérance contrôle. DG&T inclut d'autres caractéristiques géométriques telles que la planéité et la concentricité.
Importance des tolérances d'usinage
La plupart des pièces fabriquées à l'aide de la commande numérique par ordinateur présentent des variations inhérentes. Ces variations sont contrôlées par des tolérances pour obtenir une fiabilité et des performances optimales.
Améliorer la précision des pièces
Les tolérances CNC sont importantes pour maintenir la compatibilité des pièces. Les tolérances garantissent que les pièces usinées s'intègrent bien dans les assemblages. De plus, certaines fonctionnalités garantissent que tout fonctionne comme prévu dans les cas d'utilisation donnés. Des concentrations excessives au-delà de ces limites peuvent conduire à classer certaines de ces pièces comme défectueuses et donc inutiles..
Établir une marge d'erreur
Dans la fabrication, il y a toujours des variations, quel que soit le processus utilisé. Les écarts sont fournis par les tolérances d'usinage, qui définissent les marges d’opération. Cette spécification minimise les chances de rappeler une pièce produite.
Contrôler les coûts d'usinage
Dans la plupart des cas, des tolérances plus strictes entraînent un coût d'usinage CNC plus élevé. Certaines pièces à tolérance étroite peuvent nécessiter d'autres méthodes de finition telles que le meulage., et superfinition. Cependant, des surfaces plus tolérantes permettent une réalisation par des opérations d'usinage simples.
Maintenir la qualité esthétique des produits
Une tolérance de haute précision signifie l'aspect final des pièces usinées. Par exemple, si deux pièces doivent s'emboîter étroitement, des limites plus strictes doivent être fixées au moment de la conception. Cela garantit un ajustement parfait et élimine le risque d'une interface imbriquée.
Tolérances d'usinage CNC - Éléments à considérer
Le tolérancement consiste à incorporer des spécifications dans une dimension lors de la conception d'une pièce.. Voici les conseils clés à prendre en compte lors du réglage des tolérances pour l'usinage CNC:
Les tolérances essentielles doivent être priorisées
La tolérance est un aspect essentiel du design. Cependant, toutes les fonctionnalités ne doivent pas être tolérées. Pour économiser du temps et de l'argent, appliquer des tolérances uniquement à ces fonctionnalités, qui influencent d’autres composants.
N'utilisez pas de tolérances petites/serrées
Une tolérance excessive peut entraîner une augmentation de la quantité de ferraille produite. Ils nécessitent un jaugeage spécial, plus de serrage, et temps de coupe plus long que les coupes conventionnelles. Tous ces facteurs entraînent des frais généraux plus élevés.
Traiter les propriétés des matériaux
Le matériau utilisé a une grande influence sur les tolérances d'usinage réalisables. C’est pourquoi il est parfois impossible d’atteindre les tolérances spécifiques données – cela dépend du matériau. Par exemple, certains matériaux peuvent être flexibles, surtout lorsqu'il est usiné et, donc, il devient difficile d'atteindre le niveau de tolérance requis.
Normes de tolérance d'usinage CNC
L'usinage CNC comprend plusieurs processus. Tous ces processus ont des tolérances différentes en raison de l'utilisation d'outils de coupe différents.
Tableau: Tolérances courantes des processus d'usinage CNC
| Processus | Normes de tolérance |
| Routeur CNC | ± 0.13 mm(0.005'') |
| Gravure CNC | ± 0.13 mm(0.005'') |
| Usinage de vis | ± 0.13 mm(0.005'') |
| Fraisage CNC (3-axe) | ± 0.13 mm(0.005 pouces) |
| Fraisage CNC (5-axe) | ± 0.13 mm(0.005 pouces) |
| Tour | ± 0.13 mm(0.005 pouces) |
| Découpe de règles en acier | ± 0.381 mm(0.015 pouces) |
| Routeur (Outils de coupe de joints) | ± 0.762 mm(0.030 pouces) |
| Tolérances de coupe des rails | ± 0.762 mm(0.030 pouces) |
| Finition de surface | 125 RA |
Facteurs influençant les tolérances dans l'usinage CNC
Normalement, les produits sont fabriqués selon des limites de tolérance standard, sauf lorsque le client a fixé des limites personnalisées. Il existe plusieurs raisons d'autoriser des tolérances dans la fabrication.
Propriétés des matériaux
Le choix des matériaux affecte directement la tolérance réalisable. Ces caractéristiques peuvent inclure; abrasivité, dureté du matériau, et résistance à la chaleur.
- Abrasivité: Les fraises CNC sont sensibles aux matériaux grossiers. De tels matériaux entraînent une dégradation plus rapide des outils. De plus, ils rendent difficile l'atteinte de tolérances très serrées.
- Dureté: Il est souvent difficile d’usiner des matériaux moins denses avec une grande précision. Ses dimensions peuvent varier lors de la découpe et c'est pourquoi il est recommandé de rester patient lorsqu'il s'agit de produits plus souples/flexibles..
- Stabilité thermique: Les matériaux non métalliques ont tendance à se déformer pendant les processus d'usinage en raison de la chaleur., produits au cours des processus.
Choix des processus d'usinage CNC
Les sélectionnés processus d'usinage affecte les tolérances étant donné les différences dans les caractéristiques de surface et la rugosité. Chaque technique d'usinage CNC comme le tournage, fraisage, et le meulage offre des atouts et des défis uniques. En outre, diverses machines CNC à axes multiples peuvent avoir des tolérances de base différentes. La connaissance de ces capacités signifie que les tolérances requises seront atteintes, en particulier lorsque les conceptions ont des tolérances spécifiées de près.
Effets de finition de surface
Les processus ultérieurs tels que la peinture et l'anodisation peuvent influencer les dimensions de la pièce.. Ces traitements de surface peuvent placer les pièces usinées au-delà des niveaux de tolérance normalement souhaités pour de telles pièces.. Donc, il est crucial de choisir le bon procédé de finition pour réduire les distorsions.
Outils de coupe CNC
Les types d'outils de coupe utilisés dans l'usinage CNC ont également un impact sur les tolérances.. Des outils précis, correctement dimensionné et enduit, et aiguisés offrent une précision améliorée.
Considérations budgétaires
Les outils et le matériel doivent être choisis en fonction du budget d’un projet. Des tolérances réduites signifient plus de temps et d'outils spécialisés, ce qui augmente considérablement les coûts.. L'acquisition d'outils de haute qualité garantit que les pièces produites ont la tolérance nécessaire et une finition uniforme.
Expertise du machiniste
La compétence et l’expérience du machiniste sont primordiales dans la détermination des tolérances. Un opérateur expert peut choisir les outils appropriés pour la coupe, configurer les facteurs d'usinage corrects, et garantir que le processus répond aux caractéristiques nécessaires.
Industries nécessitant des tolérances CNC de précision
| Industrie des applications | Produits et pièces |
| Secteur Médical | Instruments chirurgicaux, implants, prothèses |
| Aérospatial | Composants d'avion, pièces de moteur, train d'atterrissage |
| Automobile | Composants du moteur, pièces de transmission, capteurs |
| Défense et militaire | Armes à feu, équipement tactique, pièces de véhicules |
| Électronique | Cartes de circuits imprimés, logements, connecteurs |
| Horlogerie et Joaillerie | Composants de montre, montures de bijoux fins |
| Pétrole et Gaz | Forets, vannes, raccords de canalisation |
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