Все, что вам нужно знать о допусках обработки на станках с ЧПУ

Станки с ЧПУ могут достигать очень высокого уровня точности. Некоторые машины могут достигать точности до +/- 0,0025 мм. Однако выполнение фрезерной обработки детали на станке с ЧПУ с высочайшим уровнем точности является дорогостоящим и трудоемким мероприятием. Именно здесь вступают в действие допуски на обработку. Поскольку для разных деталей требуется разная степень точности, для конструктора экономически выгодно указать конкретный допуск, необходимый для этой детали.

Что такое допуски?

Короче говоря, допуски — это измерения, которые обозначают уровень точности, необходимый для детали, которую вы хотите изготовить. В частности, допуски на обработку указывают на допустимую степень отклонения окончательных размеров детали или измеренного значения.

Машинисты измеряют допуски на обработку числовыми значениями, которым обычно предшествует символ ±. Например, вы можете задать допуск ±0,001″ для детали длиной 2,550 дюйма. Это будет означать, что изготовленная деталь будет иметь переменную длину от 2,549 до 2,551 дюйма. Если для детали высотой 1,5 дюйма требуется допуск ±0,005 дюйма, окончательная деталь должна находиться в диапазоне от 1,495 дюйма до 1,505 дюйма, чтобы пройти проверку качества.

Указанные допуски на обработку сообщают производителям и службам обработки с ЧПУ, какую степень точности использовать при производстве детали. Чем меньше допуск — в мире производства это более жесткий допуск — тем больше требуется точности. Чем больше допуск, который также называется слабее, тем меньшая точность требуется.

О чем следует помнить при выборе допусков

Одним из ключевых моментов в определении правильных допусков на обработку с ЧПУ является выяснение того, в какой момент функция и производительность детали будут затронуты изменением размера или размера. Некоторые типы деталей, такие как важные компоненты двигателей, требуют высокой степени точности, и любое отклонение в геометрической форме может иметь серьезные последствия. Детали других типов могут не требовать такой же степени точности, и незначительное производственное отклонение не повлияет на них. Помимо этого, при выборе допусков следует учитывать еще несколько моментов:

1. Когда вам нужны жесткие допуски?

Часто допуски на обработку могут варьироваться в пределах одного компонента. Хотя может не быть критическим, чтобы вся конструкция детали соответствовала самым жестким допускам, некоторые особенности указанной детали могут требовать их. Высочайшая точность обычно требуется в точках конструкции, где деталь должна подходить или соединяться с другими компонентами, например отверстиями.

Если деталь должна соответствовать одному или нескольким компонентам, она должна иметь жесткие допуски. В этих случаях вы должны сообщить требуемые допуски службам обработки с ЧПУ, в противном случае у них не будет никаких указаний на замысел проекта. Другими словами, допуски дают вашему партнеру по обработке с ЧПУ представление о том, как должна работать ваша деталь.

Также стоит отметить, что самые жесткие допуски на обработку могут быть более дорогостоящими из-за износа, вызванного станками с ЧПУ. В то время как новый инструмент может не иметь проблем с достижением допусков ± 0,001 дюйма, если один и тот же инструмент должен производить несколько версий одной и той же детали, эта точность может стать менее стабильной. Если вы заказываете 1500 единиц детали с допуском ±0,001 дюйма, вашим службам обработки с ЧПУ, возможно, придется заменить обрабатывающий инструмент или отрегулировать скорость обработки, что может увеличить время и стоимость производства.

2. Высокая стоимость для жестких требований

Допуски напрямую влияют на качество детали, но также и на ее стоимость. Обработка с высокими допусками, как правило, обходится дороже, поскольку вам приходится обрабатывать детали медленнее и часто с использованием более дорогих инструментов. Детали с более жесткими допусками также требуют более тщательного контроля качества с ЧПУ, поскольку окно погрешности намного меньше — мы говорим о долях миллиметра. Другим фактором, который может повлиять на стоимость обработки с высокими допусками, является частота отказов, которая, как правило, выше. Обработка с высокими допусками может привести к увеличению производственных затрат и затрат на проверку качества.

3. Допуски зависят от материала

Вы должны учитывать свой выбор материалов при определении допусков на механическую обработку. Различные материалы имеют индивидуальные характеристики, которые могут влиять на достижимый с ними уровень толерантности. Вот некоторые из этих характеристик:

• Твердость. Мягкие материалы труднее обрабатывать с жесткими допусками. Это в основном связано с их вероятностью изменения размеров, когда режущий инструмент касается их. Поэтому вам придется проявлять дополнительное терпение при обработке этих более мягких материалов.
• Абразивность. Грубые и крупнозернистые материалы обычно плохо действуют на режущие инструменты и даже могут привести к их более быстрому износу. Эти материалы затрудняют достижение определенного допуска, поскольку изменение режущего инструмента приводит к снижению точности. Абразивные материалы обычно требуют от техника многократной замены инструмента в процессе обработки.
• Термостабильность:это проблема, которая в основном затрагивает неметаллы. По мере накопления тепла в процессе обработки эти материалы начинают терять свою форму. Это ограничивает процессы, которые вы можете использовать для этого конкретного материала.

4. Выбор методов производства

Каждый станок с ЧПУ отличается мощностью. Некоторые машины могут достигать допусков, о которых другие могут только мечтать. Допуск станка с ЧПУ определяет, с какими деталями он может работать. В некоторых случаях вам придется выполнить дополнительные операции с деталью, прежде чем она сможет обеспечить требуемый допуск.

5. Проверка

Вам понадобится довольно много времени, чтобы осмотреть детали с очень жесткими допусками. Вам также может понадобиться использовать специальные инструменты и оборудование для проверки допусков деталей.

Как найти правильный допуск

Иногда выбор допуска не является сложной частью. Это знание того, правильный ли он был выбран. Для проектировщиков изделий или деталей крайне важно определить, какая свобода действий существует для допусков данной детали. Это может оказать большое влияние на знание правильного допуска, время выполнения проекта, а также на его стоимость. Клиент, работающий со службой обработки с ЧПУ, может невольно потратить вдвое больше, чем ему нужно, чтобы получить «максимально возможное качество». Обработка с ЧПУ по своей природе является высокоточным процессом, поэтому более низкие допуски обычно все еще очень близки к исходным спецификациям. Вот несколько советов, которые помогут вам в процессе принятия решений:

1. Подумайте о том, как использовать свою часть

Не все детали должны проектироваться с жесткими допусками. Конкретное использование вашей детали часто определяет степень точности, требуемую при ее обработке. Например, создание деталей, которые не комбинируются с другими, часто требует меньшей точности фрезерования. Учитывая, насколько дороже добиться жестких допусков, если вам это не нужно, не беритесь за это.

2. Ищите надежную компанию по обработке с ЧПУ

Один из способов для клиентов найти правильный допуск — найти службу обработки с ЧПУ, которой они доверяют. Затем они могут обсудить свои цели и спецификации с экспертом по производству и принять решение о наилучших допусках для своего проекта. Однако в большинстве случаев инженеры или проектировщики деталей указывают допуски перед отправкой запроса на производство в службу обработки с ЧПУ или в компанию, занимающуюся быстрым прототипированием. Наличие этой информации в готовом виде для ваших услуг по обработке с ЧПУ может сэкономить время и затраты на производстве.

Также важно иметь в виду, что если вы не спросите или не укажете какие-либо допуски при отправке детали в производство, большинство услуг по обработке с ЧПУ будут автоматически работать со своим стандартным допуском, обычно около ± 0,005 дюйма (± 0,127 мм). Это очень небольшое отклонение, незаметное невооруженным глазом, но оно может повлиять на то, как ваша окончательная деталь впишется в сборку. Например, если в детали отверстие слишком маленькое, даже на 0,005 дюйма, установка прилегающей детали внутрь отверстия может быть более сложной, чем необходимо.

Распространенные типы допусков при обработке с ЧПУ

1. Стандартные допуски

Машинисты используют стандартные допуски на обработку для наиболее широко изготавливаемых деталей. Существуют стандартные допуски на обработку таких деталей, как резьба, штифты, трубы и т. д. Некоторые фрезерные службы предлагают типичные допуски +/- 0,1 мм. Машинисты обычно применяют эти допуски, когда заказчик не указывает уровни допусков. Эти типичные допуски можно найти в таблице допусков обработки с ЧПУ. Диапазон стандартных допусков на обработку обычно устанавливается различными международными органами по стандартизации, такими как Международная организация по стандартизации (ISO), Американское общество инженеров-механиков (ASME) и Американский национальный институт стандартов (ANSI).

2. Двусторонние допуски

При использовании двустороннего допуска отклонение от заданного размера может быть как положительным, так и отрицательным. Это означает, что он может быть немного больше или немного меньше. Пример двустороннего допуска составляет +/- 0,06 мм. Это означает, что обрабатываемая деталь может быть на 0,06 мм короче или длиннее заданного размера. Двусторонние допуски используются в основном для внешних размеров.

3. Геометрические размеры и допуски

Геометрические размеры и допуски гораздо более тщательны, чем другие системы допусков на обработку. Это тип допуска станка с ЧПУ, который выделяет размеры и допустимые отклонения. В нем также описываются конкретные геометрические характеристики обрабатываемой детали, например, насколько плоской она должна быть, ее концентричность и ее истинное положение. Геометрические размеры и допуски часто используются для деталей с очень точными размерами.

4. Односторонние допуски

Односторонние допуски учитывают отклонения только в одном направлении. Отклонение либо только положительное, либо только отрицательное. Пример такого допуска составляет +0,00/-0,06 мм. Это означает, что готовая деталь может быть меньше на 0,06 мм, но не должна превышать указанный размер. Обычно вы реализуете односторонний допуск при проектировании детали, которая переходит в другую. Деталь не должна быть больше указанного размера, так как это будет означать, что она не сможет занять свое место.

5. Предельные допуски

Предельный допуск — это тип допуска станка с ЧПУ, выраженный в виде диапазона значений, где деталь в порядке, пока измерение находится в пределах этого диапазона. 13 – 13,5 мм, например, является предельным допуском, указывающим, что размер детали должен находиться между верхним и нижним пределом. (13 мм — это верхний предел, а 13,5 мм — нижний предел)

RapidDirect, ваш профессиональный партнер в области обработки с ЧПУ

В RapidDirect мы предлагаем ряд допусков на обработку с ЧПУ в соответствии с потребностями наших клиентов. Наши стандартные допуски для обработки металлов на станках с ЧПУ соответствуют стандарту DIN-2768-1-тонкий, а для пластмасс — DIN-2768-1-средний. Таблицу допусков на станки с ЧПУ можно найти здесь. Стандартный допуск для станков с ЧПУ обычно составляет ± 0,005 дюйма. Максимально возможные допуски на обработку находятся в диапазоне ±0,001 дюйма, что примерно соответствует ширине человеческого волоса.

На нашем обширном производственном предприятии в Шэньчжэне, Китай, также находится ряд 3-осевых, 4-осевых и 6-осевых станков с ЧПУ. Мы также предлагаем различные варианты обработки поверхности деталей, обработанных на станках с ЧПУ. Помимо обработки с ЧПУ, мы также предлагаем различные производственные возможности для наших клиентов по всему миру.

Наши услуги по обработке с ЧПУ также охватывают контроль качества, сертификацию материалов и полный контроль размеров с отчетами. Полноразмерный процесс контроля с ЧПУ, который опирается на передовые метрологические и измерительные инструменты, имеет решающее значение для обеспечения того, чтобы прототипы или готовые детали соответствовали точным спецификациям и допускам, запрошенным заказчиком. Другими словами, мы проверим и перепроверим соблюдение указанных вами допусков, и если они не будут выполнены, мы будем работать с вами, чтобы поставить деталь, соответствующую вашим требованиям.

Если у вас есть какие-либо вопросы о допусках деталей для обработки с ЧПУ или вы хотите узнать больше об услугах обработки с ЧПУ RapidDirect, свяжитесь с членом нашей производственной группы.