Как жесткие допуски ЧПУ влияют на проектирование и производство

Допуск — это допустимая степень отклонений размеров деталей в зависимости от их формы, посадки и функции. Этот термин используется для определения того, насколько точными должны быть измерения компонента. Он определяет величину отклонения или отклонения, допустимого при базовом измерении, особенно в отношении размеров деталей, обработанных на станке с ЧПУ.

Чтобы смягчить эти отклонения, при обработке на станках с ЧПУ используются стандартные допуски. Если разработчиком не указано иное, допуски для деталей из пластмассы составляют +/- 0,010 дюйма и +/- 0,005 дюйма для металлических деталей. Тем не менее, чем выше требуемая точность детали, тем жестче ее допуск (например, +/- 0,0004 дюйма).

Один из постоянных вопросов заключается в том, влияют ли более жесткие допуски на детали ЧПУ на производство и проектирование деталей. Ответ – громкое Да! Наибольшее влияние на проектирование и производство могут оказать жесткие допуски.

Более жесткие допуски приводят к увеличению производственных затрат

Уровни допусков влияют на время обработки и инструменты, влияя на ее стоимость. Вот почему? Более жесткие допуски часто приводят к увеличению количества брака, использованию специальных измерительных инструментов и дополнительных приспособлений. Заявка на более жесткие допуски также может замедлить скорость обработки, что приведет к увеличению продолжительности производственного цикла.

Таким образом, в зависимости от требуемого уровня допуска и его геометрии, поиск более жестких допусков детали может удвоить стоимость проектирования и производства по сравнению с достижением стандартных уровней допуска.

Три способа увеличения затрат при ужесточении допусков

Есть три основных способа, которыми более жесткие допуски при изготовлении деталей могут увеличить стоимость производства. Они включают в себя;

1. Использование специализированного и дорогого инструмента

Если для достижения требуемого допуска и точности требуется специализированный инструмент, его приобретение приведет к увеличению стоимости производства.

2. Проведение дорогостоящих тестов

Тщательный осмотр необходим для деталей с ЧПУ с жесткими допусками. Независимо от того, проводится ли тестирование людьми или контролируется автоматически, это требует больше времени и работы. Иногда из-за жестких допусков каждый компонент должен быть проверен, и любая деталь, которая не соответствует спецификации, должна быть забракована, даже если в противном случае ее можно было бы использовать. Следовательно, такая высокая скорость сортировки и отбраковки также влияет на цену деталей, повышая ее.

3. Дополнительные процессы

Более жесткие допуски на детали ЧПУ часто требуют большего количества процессов, оборудования и инструментов, что повышает производственные затраты. Например, когда дело доходит до обработки поверхности металла, вторичные процессы, такие как шлифовка, хонингование и рафинирование, являются дорогостоящими и должны выполняться только при необходимости.

Более жесткие допуски требуют изменения производственного процесса

Если вы выберете допуски, более строгие, чем отраслевые стандарты, оптимальный процесс производства ваших деталей с ЧПУ может измениться. Причина в том, что выбор производственного процесса может повлиять на более жесткие допуски.

Например, отверстие может быть обработано с одним набором допусков с использованием вертикальной фрезы и с другим набором допусков при растачивании того же отверстия на токарном станке, что увеличивает время выполнения заказа. Кроме того, основные допуски на станках с ЧПУ с разным количеством осей могут отличаться.

Кроме того, типы деталей, которые может обрабатывать станок с ЧПУ, зависят от его допуска. В некоторых случаях для достижения жесткого допуска детали потребуются дополнительные операции. Если вам нужны мелкие или очень тонкие детали отделки ваших изделий, вам, возможно, придется подвергнуть их нескольким различным операциям механической обработки. Различные процедуры обработки также приводят к различной шероховатости или характеристикам поверхности. Для соответствия еще более жестким стандартам допуска может потребоваться шлифовка или притирка.

Жесткость допусков зависит от материала

Сложность изготовления изделия с использованием определенного допуска может сильно различаться в зависимости от материала. Из-за того, что материал прогибается во время резки, сохранение заданного допуска для более мягких материалов, таких как реактопласты и термопласты, обычно затруднено.

Степень толерантности, достигаемая с данным материалом, может зависеть от его качеств. Среди этих характеристик:

Теплостабильность :Неметаллы, такие как пластмассы, обычно испытывают проблемы с термической стабильностью. Эти материалы деформируются во время обработки на станке с ЧПУ из-за накопления тепла, что влияет на допуск детали.

Абразивность :Для некоторых материалов, обрабатываемых на станках с ЧПУ с высоким содержанием углерода, таких как углеродистая сталь и титан, их абразивный характер затрудняет достижение определенного допуска при сохранении точности. Эта трудность в первую очередь связана с количеством необходимых смен инструмента.

Твердость :По сравнению с более мягкими материалами, более твердые, такие как алюминий, нержавеющая сталь, латунь и медь, легче обрабатывать с точным соблюдением допусков. Причина в том, что, когда станок контактирует с более мягкими материалами, размер легче изменить. Поэтому фрезерование более деликатных материалов требует терпения.

Сложность и дизайн по частям

Проектирование деталей с ЧПУ является наиболее важным элементом контроля жестких допусков. Внесение корректировок на этапе проектирования не только приведет к обеспечению жестких допусков, но также улучшит качество, повысит удовлетворенность клиентов и сократит расходы.

На контроль допуска могут влиять геометрия детали, габаритные размеры и характеристики толщины стенки. Различная степень усадки, которую могут испытывать толстые стенки внутри своих толстых секций, затрудняет соблюдение точных допусков из-за различной усадки в разных секциях.

Проверка ударных деталей с более жесткими допусками

Проверка более жестких допусков сложна и занимает больше времени. Причина в том, что требуется лучшее измерительное оборудование и методы контроля. Кроме того, в результате вырастут затраты на производство деталей.

Например, вибрация, вызванная фрезерованием, может привести к появлению вибраций. Хотя эти отметки можно проверить визуально, для получения точных данных, таких как глубина и длина отметок, требуются сложные инструменты проверки. Эти отметки могут мешать работе, вызывая шум и вибрацию в сборке (особенно, когда речь идет о более жестких допусках).

Выбирайте только при необходимости

Многие люди склонны быть слишком конкретными при выборе допуска. Выбор допуска 0,001 мм вместо 0,01 мм может привести к увеличению цены в два-три раза. Более жесткие допуски требуют более тщательного изготовления и дальнейших испытаний, чтобы гарантировать точность всех деталей.

В некоторых ситуациях необходимы более жесткие допуски. Однако допуски деталей должны в первую очередь определяться тем, как они работают вместе, как они используются, как они производятся и насколько чувствительны элементы к изменениям.