Понимание и работа с допусками обработки с ЧПУ

Если есть что-то, чем известна обработка на станках с ЧПУ, так это точность и прецизионность. Однако, как и в любом другом процессе, также могут быть различия в размерах производимых деталей. Такие факторы, как используемый материал, выравнивание шпинделя, точность инструмента, жесткость заготовки, расход охлаждающей жидкости и сложность формы, существенно влияют на точность размеров при обработке.

Принимая во внимание изменчивость производимых размеров, инженеры и дизайнеры устанавливают определенные допуски на обработку деталей с ЧПУ в процессе проектирования, чтобы избежать ухудшения функциональности и качества конечного продукта. Читайте дальше, чтобы узнать больше о допусках на обработку, зачем они нам нужны и как получить точную и точную деталь с ЧПУ.

Почему мы должны соблюдать допуски на станках с ЧПУ?

Допуски на обработку с ЧПУ — это пределы, установленные для определения того, является ли деталь приемлемой или считается браком. По сути, это дает представление о том, сколько места для ошибок у вас есть при обработке детали. Почему это так важно?

● Контроль затрат

Конечно, суть ведения бизнеса заключается в максимальном снижении затрат при сохранении необходимого качества деталей. Как правило, чем жестче допуск, который вы устанавливаете, тем дороже он становится. Детали с очень жесткими допусками на механическую обработку требуют дополнительных процессов, таких как шлифование или суперфинишная обработка. Для менее строгих допусков деталь может быть обработана только с помощью основных процессов обработки. Какое отношение толерантность имеет к стоимости?

Определение допусков помогает избежать превышения затрат на механическую обработку детали. Только критические области детали маркируются с жесткими допусками. Это снижает стоимость производимых компонентов, определяя, какие функции важны, а какие нет.

● Взаимозаменяемость/повторяемость деталей

Большинство деталей, изготавливаемых путем механической обработки, каким-то образом будут взаимодействовать с другими обработанными компонентами для сборки или других целей. Взаимозаменяемость очень важна для изготовления крупногабаритных деталей. Это позволяет компонентам соответствовать любой сборке того же типа.
Простейшими примерами являются сопрягаемые детали. Вал является управляемым, поэтому он все равно должен входить в сопрягаемую деталь при любых отклонениях размеров. То же самое и с рукавом.

● Взаимозаменяемость/повторяемость деталей

Большинство деталей, изготавливаемых путем механической обработки, каким-то образом будут взаимодействовать с другими обработанными компонентами для сборки или других целей. Взаимозаменяемость очень важна для изготовления крупногабаритных деталей. Это позволяет компонентам соответствовать любой сборке того же типа.
Простейшими примерами являются сопрягаемые детали. Вал является управляемым, поэтому он все равно должен входить в сопрягаемую деталь при любых отклонениях размеров. То же самое и с рукавом.

● Поддерживать функциональность частей

Механически обработанные детали контролируются допусками, потому что некоторые элементы детали жизненно важны для ее функциональности. Во многих приложениях с креплениями, где расположение и размеры имеют решающее значение, любое отклонение, выходящее за пределы допуска, сделает приспособление дефектным и непригодным для использования.

Какие типы допусков используются в механическом цехе?

Допуски в производственных чертежах выражаются по-разному, в зависимости от того, какая функция контролируется, и от замысла инженера. Ниже приведены наиболее распространенные типы допусков на обработку, используемые в промышленности:

Односторонние допуски

Этот тип допуска допускает только однонаправленное изменение, следовательно, одностороннее. Давайте поработаем на простом примере. Дан вал, который должен соответствовать внутреннему диаметру втулки. Диаметр вала не должен превышать внутренний диаметр втулки, поэтому при применении одностороннего допуска к валу вы контролируете его, допуская только отрицательное отклонение от номинального размера (например, если диаметр вала составляет 1000 дюймов, применение одностороннего допуска будет выглядеть так::1000 +0/-005 дюйма). Односторонние допуски обычно используются в компонентах, имеющих сопряженные детали.

Двусторонние допуски

В отличие от одностороннего допуска двусторонние допуски допускают отклонения от номинального размера как в плюс, так и в минус. Применение двустороннего допуска к размеру 1,000 дюйма будет выглядеть следующим образом:1,000 +/- 0,005. Этот тип допускает равномерное распределение отклонений, разрешенных для штучной детали. Двусторонние допуски обычно используются, но не ограничиваются ими, для обозначения внешних размеров.

Предельные допуски

Предельный допуск выражается в виде диапазона минимального размера и максимально допустимого размера. Размер изготовленной детали должен лежать между этими значениями. Предельные допуски на производственных чертежах будут выглядеть следующим образом:0,995–1,005 дюйма.

Общие/стандартные допуски

Это стандарты, установленные для наиболее распространенных в отрасли компонентов, таких как размеры резьбы, размеры штифтов, трубы, стальные стержни и многое другое. Общие допуски обычно регулируются различными стандартами, управляющими ассоциациями, такими как ASME, AISI, ISO и многими другими. Контрольные и конкретные размеры для этих допусков обычно указаны в ссылках на таблицы.

Вот некоторые примеры:
● Обозначение резьбы как крупной, мелкой, сверхмелкой (UNC, UNF, UNEF)
● Обозначение размеров вала и отверстия в соответствии с допусками, такими как H7/g6, G7/h6. , H8/g6 (просто говоря:скользящая посадка, посадка с натягом, плотная посадка, посадка с усилием, посадка со свободным ходом)

Геометрические размеры и допуски (GD&T)

Этот тип допусков использует рамки управления элементами для отображения определенных допусков размеров и формы. Это прокладывает путь к более четкому изображению управления функциями деталей с ЧПУ, включая плоскостность, прямолинейность, биение, перпендикулярность и обозначения положения. GD&T очень полезен для проектировщиков при указании требуемых допусков на обработку с ЧПУ.

Что нужно учитывать при работе с допусками?

1. Найдите подходящего партнера по обрабатывающему оборудованию

Если у вас есть деталь, которую вы хотите передать на аутсорсинг, вам следует искать проверенное и зарекомендовавшее себя обрабатывающее предприятие, которое станет вашим партнером. Не все поставщики услуг по обработке с ЧПУ имеют возможность поставлять чрезвычайно точные детали с жесткими допусками. Преимуществом для этого являются помещения с наибольшим опытом и высококачественным оборудованием.

2. Сохраняйте точность рабочих держателей

Рабочие держатели играют большую роль в обеспечении допусков обработки на станке с ЧПУ. Они отвечают за удержание детали на месте во время обработки и используются в качестве контрольных точек относительно местоположения.

3. Используйте высокопроизводительные режущие инструменты

Режущие инструменты являются одной из причин изменения размеров рабочей детали. Это может быть вызвано неправильным использованием режущего инструмента, отклонением инструмента и затуплением режущей кромки. Отклонение инструмента обычно происходит на элементах с длинным концом, таких как глубокие отверстия и длинные валы. Кроме того, тупые режущие инструменты помещают ваши детали в нежелательное положение и угрожают точности ваших шпинделей.

4. Используемый материал

Для некоторых материалов может быть трудно достичь точности размеров, а для некоторых это может быть легко. Обратите внимание, что материалы ведут себя по-разному, подвергаясь воздействию среды обработки.

Заключение

• Допуски на обработку на станках с ЧПУ являются важным аспектом обеспечения качества и функциональности изготавливаемых деталей путем установления пределов допустимых отклонений размеров.
• Применение допусков при изготовлении штучных деталей важно для контроля стоимости, обеспечения их взаимозаменяемости и сохранения функциональности.
• Наиболее распространенными типами допусков обработки являются односторонний допуск, двусторонний допуск, предельный допуск, общий допуск и GD&T.
• При работе с допусками также важно учитывать некоторые факторы. К этим факторам относятся рабочие патроны, материал, производительность инструмента и выбор предпочтительного оборудования для обработки.