Освоение допусков обработки: ключевые идеи для точного производства

Что такое допуск?

Допуск обработки, также называемый размерной точностью, — это допустимое количество вариации в размере детали. Это выражается как максимальные и минимальные пределы размера детали. Если размер детали находится в пределах этих пределов, деталь считается в пределах допуска. Однако, если размеры деталей превышают эти пределы, детали превышают допустимые допуски и считаются непригодными.

Что касается ЧПУ обработки, допуски используются в двух разных контекстах: в терминах ЧПУ станка и в терминах дизайна ЧПУ обработки.

В ЧПУ станке допуск относится к размерной точности, которую станок может достичь при обработке деталей. ЧПУ станки очень точны, и некоторые станки могут производить точность ±0,0025 мм. Однако допуски разных ЧПУ станков различаются и обычно указываются производителем. Например, 0,02 мм — типичный средний допуск. Поставщики ЧПУ обработки могут регулировать допуск станка для соответствия допуску, указанному клиентом.

В дизайне и производстве допуск — это допустимый диапазон размерных изменений детали, который все еще позволит полную функцию детали. Допуск определяется дизайнером и основывается на функции, применении и форме детали.

Типы допусков

Геометрический допуск

Он не только предоставляет размер и допуск детали, но также указывает точную геометрическую характеристику детали, к которой применяется допуск, такую как планарность, круглость, цилиндричность, прямолинейность, профиль и т.д. Это допуск геометрической формы измеряемого элемента, то есть точность геометрической формы. Нет ошибки к опорному, и это независимая ошибка.

Размерный допуск

Размерный допуск означает, что в производственном процессе деталей, из-за факторов обработки или измерения, всегда есть определенная ошибка в фактическом размере после завершения. Для обеспечения взаимозаменяемости деталей фактический размер деталей должен контролироваться в пределах допустимого диапазона вариации. Это допустимая размерная вариация называется размерным допуском.

Верхний предел указывает максимально допустимый размер, а нижний предел указывает минимально допустимый размер. Любое значение между этими двумя допустимо. В случае одинакового базового размера, чем меньше размерный допуск, тем выше размерная точность.

Ориентационный допуск

Ориентационный допуск — это общее количество разрешенных изменений в направлении эталонного фактического элемента относительно эталона, включая параллельность, перпендикулярность и угловатость.

Параллельность (∥) используется для контроля требования, что направление измеряемого элемента (плоскости или прямой линии) на детали отклоняется от эталонного элемента (плоскости или прямой линии) на 0°, то есть измеряемый элемент должен быть равноудален от эталона.

Перпендикулярность (⊥) используется для контроля требования, что направление измеряемого элемента (плоскости или прямой линии) на детали отклоняется от эталонного элемента (плоскости или прямой линии) на 90°, то есть измеряемый элемент должен быть 90° к эталону.

Угловатость (∠) используется для контроля степени отклонения измеряемого элемента (плоскости или прямой линии) от эталонного элемента (плоскости или прямой линии) от заданного угла (0°~90°) на детали, то есть измеряемый элемент должен составлять определенный угол к эталону (кроме 90°).

Позиционный допуск

Позиционный допуск относится к общему количеству изменений, разрешенных связанными элементам к эталонной позиции. Зона зоны позиционного допуска относительно эталона фиксирована. Позиционная зона допуска не только контролирует ошибку позиции измеряемого элемента, но также контролирует ошибку направления и ошибку формы измеряемого элемента.

Позиционный допуск включает три типа: коаксиальность, симметрию и позицию.

Коаксиальность допуск используется для контроля ошибки коаксиальности измеряемой оси валовой детали к эталонной оси.

Допуск симметрии используется для контроля ошибки копланарности (или коллинеарности) центральной плоскости (или оси) измеряемого элемента к эталонной центральной плоскости (или оси).

Позиционный допуск используется для контроля ошибки позиции измеряемого элемента (точки, линии, поверхности) к эталону. Ошибка позиции может быть разделена на три типа: заданное одно направление, заданные два направления и любое направление, последнее наиболее используется.

Бег—допуск выбега

Он может быть разделен на круговой выбег и полный выбег.

Круговой выбег: относится к максимальной разнице показаний, измеренной индикатором в заданном направлении, когда фактическая измеряемая поверхность вращается вокруг эталонной оси без осевого движения.

Полный выбег: относится к вращению измеряемой фактической поверхности вокруг эталонной оси без осевого движения, в то время как индикатор движется параллельно или перпендикулярно эталонной оси. Максимальная разница показаний, измеренная индикатором за весь процесс.

Важность допуска

Хотя стандартные допуски могут быть предоставлены для недопусковых размеров, многие производители их не используют. Многие производители не могут начать производство деталей, пока инженер не определит все функции с допусками. Это потому, что производитель не имеет рамки отсчета для понимания того, как деталь будет взаимодействовать с другими деталями.

Из-за отсутствия информации производители не знают важность конкретных размеров для конечного дизайна. Нет способа начать производство.

В зависимости от того, предоставлены ли допуски, могут быть следующие возможности:

Допуски предоставлены: После предоставления допусков производитель может сразу начать обработку деталей после получения дизайна и знания требуемых пределов размера. Это может минимизировать затраты и сократить время выполнения.

Допуски не предоставлены и производители отказываются производить: Некоторые производители не будут работать над деталями без предоставления допусков для обеспечения удовлетворенности клиента и снижения затрат на перепроизводство. Хотя это может увеличить время выполнения, это может сэкономить потенциальные затраты инженера на перестройку.

Допуск не предоставлен, и производитель продолжит производство: В этом случае производитель не понимает нижний предел дизайна, поэтому к детали может быть применен стандартный допуск, например, ±0,005 дюйма. Это означает, что диаметр может быть на 0,005 дюйма меньше указанного диаметра или на 0,005 дюйма больше указанного диаметра. Если диаметр, спроектированный механиком, на 0,005 дюйма меньше требуемого диаметра, деталь не сможет быть установлена на вал и потребует перерегулировки или даже перепроизводства. Это сильно теряет время дизайнера и поставщика и стоимость, может также вызвать задержки проекта.

Правильное использование допусков означает, что ваши детали будут подходить, будь то скользящая посадка или прессовка. Если вы делаете детали, совместимые с другими компонентами, вы абсолютно должны определить свои допуски. Даже небольшое измерение или вариация в размере сделает ваш продукт функционально бесполезным или несовместимым.

Если вы используете ненужно тесные допуски, это делает деталь более дорогой для производства. Нет причин применять допуск +/- 0,0002, когда +/- 0,002 будет хорошо работать.

Факторы, влияющие на допуск обработки

Существует много факторов для рассмотрения при определении допусков. Эти включают:

Материалы:

Материалы ведут себя по-разному под давлением, и некоторые материалы легче обрабатывать, чем другие. При определении допусков эти материальные свойства должны учитываться.

Например, из-за абразивности материалов эти материалы будут влиять на проектные допуски, когда они изнашивают режущий станок.

Твердость и жесткость: Обычно, чем мягче материал, тем труднее удерживать указанный допуск из-за гибки материала при резке. Пластики такие как Найлон, HDPE и PEEK могут не удерживать такие тесные допуски как сталь или алюминий без специальных соображений инструментария.

Тепловая стабильность: Некоторые неметаллические материалы, особенно пластики, деформируются при нагреве. Это ограничивает допустимые типы процессов обработки и влияет на допуски деталей.

Также важно учитывать, какой материал использовать при выборе определенных процессов обработки, потому что некоторые материалы несовместимы с определенными операциями обработки, такие как ЭРС не может обрабатывать непроводящие материалы.

Тип обработки:

Помимо используемых материалов, станок, используемый для производства детали, и тип обработки сильно повлияют на возможные допуски готовой детали. Правые изображения — некоторые обычно используемые обрабатывающие станки и их допуски в SANS Machining.

Покрытие и финиш:

Любые процессы покрытия или финишной обработки должны учитываться при определении размеров и допусков деталей. Хотя покрытие и финишная обработка добавляют небольшие количества материала на поверхность детали, эти небольшие количества все равно изменяют размеры конечного продукта и должны учитываться перед производством.

Как поддерживать тесные допуски

1. Найдите подходящее рабочее место

Когда ищете мастерскую, вы не можете просто фокусироваться на районе. Вы также должны учитывать, на каком этаже вы хотите быть. Первый этаж (первый этаж) — единственный вариант. На втором, третьем или даже более высоких этажах ЧПУ мастерских, когда ЧПУ станок работает, вы будете чувствовать вибрацию, и почти невозможно производить точные ЧПУ детали в дрожащей мастерской.

2. Используйте высококачественные ЧПУ станки

Допуск станка — один из самых важных факторов для обеспечения качества деталей. Если допуск станка +/- 0,02 мм, как гарантировать допуск +/- 0,01 мм?

3. Используйте (правильные) острые режущие инструменты

Качество и острота режущих инструментов играют важную роль в достижении тесных допусков. Тупые инструменты не только будут потреблять энергию вашего станка, но и заставят вас не получать точность и точность.

4. Опытные инженеры:

Опытные инженеры знают, как модифицировать дизайн для простой и точной обработки, тем самым производя лучшие результаты. Опытные инженеры сразу знают, какой метод лучший для производства деталей после получения необходимых CAD файлов и допусков.

5. Хорошо обученные операторы

Квалифицированные операторы станков знают, как выбирать режущие инструменты, программировать механику и выполнять ручную обработку и токарные операции. Они также знают, как распознавать качество режущих инструментов и менять параметры при необходимости. Также важно, что хороший оператор знает, как защищать детали во время и после обработки.

6. Сильный отдел контроля качества:

Хороший контроль качества не автоматически увеличивает допуски, но он может гарантировать, что детали, превышающие допустимые допуски, не будут отправлены клиентам по ошибке.

7. Хорошее общение:

Хорошее общение с клиентами и сотрудниками может достичь лучших результатов в мастерской. Производственный отдел должен точно понимать потребности клиента и сообщать реальные возможности клиенту, что очень важно.

SANS Machining специализируется на индивидуальном производстве деталей ЧПУ обработки более 10 лет. Мы основываем наши операции на самых строгих стандартах качества и инспектируем все детали индивидуально перед отгрузкой, чтобы гарантировать, что наши детали превосходят ожидания. Если у вас есть связанные проекты, вы можете отправить чертежи нам для подробной котировки.