Guida alle tolleranze di lavorazione CNC: standard, tabelle e come scegliere la tolleranza giusta

Quando si ordinano pezzi lavorati a CNC, una delle domande più importanti è quanto accuratamente ciascuna dimensione deve essere controllata.

Una parte può sembrare corretta ma non riuscire comunque ad adattarsi al componente di accoppiamento se un foro è troppo piccolo, un albero è troppo grande o una superficie di montaggio non è sufficientemente piatta.

UNGuida alle tolleranze di lavorazione CNCaiuta gli ingegneri e i team di acquisto a comprendere quali dimensioni necessitano di un controllo rigoroso, quali possono utilizzare tolleranze generali e in che modo i requisiti di tolleranza influiscono sui costi di produzione.

Una tolleranza di lavorazione è la variazione consentita attorno a una dimensione specificata.

Ad esempio, un disegno specifica una lunghezza della parte pari a:

100,00±0,10 mm

Ciò significa che la lunghezza accettabile è compresa tra99,90 mm e 100,10 mm.

La parte non deve misurare esattamente 100,00 mm. Qualsiasi lunghezza misurata entro i limiti specificati soddisfa tale requisito dimensionale.

La banda di tolleranza totale è 0,20 mm, poiché i limiti superiore e inferiore differiscono di 0,20 mm.

Le tolleranze aiutano i produttori a produrre parti che si adattano e funzionano in modo affidabile nonostante le piccole variazioni inerenti alla lavorazione.

Non esiste una tolleranza unica che si applica a ogni parte o fornitore CNC.

Come riferimento generale, molte officine meccaniche utilizzano approssimativamente±0,125 mm (±0,005 pollici)per dimensioni lineari ordinarie quando non è specificato alcun requisito più rigoroso. Il disegno, il preventivo e lo standard di produzione concordato dovrebbero determinare il valore predefinito effettivo.

NostroSuggerimenti di progettazione per cicli di produzione con lavorazione CNC a basso volumespiega perché specificare tolleranze pratiche e semplificare le caratteristiche può aiutare a controllare i costi di produzione.

Queste gamme sono riferimenti di progettazione pratici, non standard universali. La tolleranza appropriata dipende dalle dimensioni della parte, dalla geometria, dal materiale, dal processo di lavorazione e dal metodo di ispezione. Un fornitore deve confermare se una particolare caratteristica può essere mantenuta in modo coerente alla tolleranza richiesta.

Per le capacità pubblicate e le attrezzature di ispezione di Shiye, consultare il nostro aggiornamentoAll'interno dell'impianto CNC da 60 macchine di Shiye Hardware.

Controlla la dimensione di una caratteristica, come lunghezza, larghezza, spessore o diametro.

Ad esempio, un albero specificato come 10,00 ±0,02 mm deve misurare tra 9,98 e 10,02 mm.

La tolleranza geometrica controlla le caratteristiche oltre le loro dimensioni di base. Può definire i requisiti per forma, orientamento, posizione o profilo di superficie.

Esempi comuni includono:

1: Planarità:Quanto una superficie può deviare da un piano piatto.

2:Parallelismo:Come devono rimanere parallele due superfici o elementi.

3:Perpendicolarità:Quanto vicino deve essere una superficie o un asse a 90 gradi rispetto a un riferimento.

4: Tolleranza di posizione:La precisione con cui deve essere posizionato un foro o un altro elemento rispetto ai riferimenti.

5:Eccentricità:Quanto può variare una superficie rotante mentre la parte ruota.

Ad esempio, quattro fori di montaggio potrebbero avere ciascuno il diametro corretto ma non riuscire comunque ad assemblarli se le loro posizioni sono sbagliate.

La nostra guida più recente,Introduzione a GD&T per la lavorazione CNC, spiega come i riferimenti di riferimento e la tolleranza geometrica comunicano questi requisiti in modo più chiaro.

Tolleranze più strette riducono la gamma di dimensioni finite accettabili. Mantenerli in modo coerente può richiedere un maggiore controllo durante la lavorazione e l'ispezione.

I principali fattori di costo includono:

1:Operazioni di finitura più lente

2:Controlli dimensionali più frequenti

3: Lavorazione o rettifica aggiuntiva

4: Controllo più attento dell'usura dell'utensile e del bloccaggio del pezzo

5:Maggiore rischio di rifiuto o rilavorazione

Ad esempio, una piastra di montaggio non critica può funzionare perfettamente con una tolleranza dimensionale generale, mentre la sede di un cuscinetto potrebbe richiedere una tolleranza del diametro molto più stretta per ottenere l'accoppiamento richiesto.

L'applicazione di ±0,01 mm a ogni dimensione può quindi aumentare i costi senza migliorare la funzione della parte.

Inizia chiedendo cosa fa ciascuna funzionalità.

Per le superfici che non controllano l'assemblaggio, il movimento o la sigillatura, una tolleranza generale può essere sufficiente.

Gli esempi includono dimensioni esterne senza contatto e alcune caratteristiche estetiche.

La posizione del foro può essere più importante del diametro del foro quando è necessario allineare più parti.

Specificare le tolleranze di posizione quando il disegno deve controllare la relazione tra i fori o tra una serie di fori e i riferimenti funzionali.

Le sedi dei cuscinetti, gli alberi, i perni di posizionamento e i componenti scorrevoli potrebbero richiedere un controllo dimensionale o geometrico più rigoroso.

Il requisito esatto dovrebbe derivare dall'adattamento e dalla funzione previsti piuttosto che dal presupposto che ogni parte di precisione necessiti della tolleranza più stretta disponibile.

La tolleranza ottenibile dipende da qualcosa di più della capacità nominale della macchina CNC.

L'alluminio è relativamente facile da lavorare, ma le parti di grandi dimensioni a parete sottile possono spostarsi quando il materiale viene rimosso. Anche le forze di bloccaggio, la deflessione dell'utensile, il calore e lo stress residuo possono influenzare le dimensioni finali.

Ad esempio, un blocco di alluminio spesso con un foro accessibile può essere più facile da controllare rispetto a una piastra di grandi dimensioni con numerose tasche profonde e pareti sottili.

Ecco perché la revisione della tolleranza dovrebbe considerare:

1: Condizioni del materiale e delle scorte

2: Dimensioni e geometria della parte

3: Sequenza di bloccaggio e lavorazione

4:Accesso allo strumento di taglio

5:Trattamento superficiale

6: Requisiti di ispezione

Se l'anodizzazione o un'altra finitura influisce su una dimensione funzionale, specificare se la tolleranza finale si applica prima o dopo la finitura.

L'accumulo di tolleranze si verifica quando le variazioni dimensionali di più funzioni si sommano in un assieme.

Considera due dimensioni, ciascuna specificata come20,00±0,10 mm.

La loro lunghezza nominale combinata è 40,00 mm.

Se entrambe le dimensioni raggiungono i limiti superiori, il totale diventa 40,20 mm. Se entrambi sono ai limiti inferiori, il totale diventa 39,80 mm.

La dimensione totale dell'assemblaggio può quindi variare tra 39,80 e 40,20 mm secondo questo calcolo semplificato del caso peggiore.

Questo è il motivo per cui gli ingegneri dovrebbero considerare l'intero assemblaggio anziché valutare la tolleranza di ciascuna parte in modo indipendente.

Laddove le prestazioni dell'assemblaggio sono critiche, un'analisi dello stack di tolleranza può aiutare a identificare quali dimensioni individuali necessitano di un controllo più rigoroso.

Consideriamo Mike, un ingegnere dell'automazione negli Stati Uniti, che sta ordinando una piastra di montaggio in alluminio lavorata a CNC.

Il suo disegno iniziale specifica ±0,01 mm per la lunghezza complessiva, la larghezza, lo spessore, i fori di montaggio e ogni tasca.

Durante la revisione del progetto, il team separa i requisiti funzionali:

1: Dimensioni d'ingombro: tolleranza generale ove opportuno

2:Posizioni dei fori di montaggio: controllate per supportare l'allineamento del gruppo

3: Foro di posizionamento critico: tolleranza dimensionale più stretta in base al componente accoppiato

4: Bordi della tasca non funzionali: tolleranza generale pratica

Questo approccio consente al produttore di concentrare l'ispezione e il controllo del processo sulle caratteristiche più importanti.

Ciò non significa che le tolleranze più strette debbano essere rimosse ove possibile. Dovrebbero essere conservati ogniqualvolta la funzione di ingegneria li richieda.

Per indicazioni correlate, vedere il nostroSuggerimenti di progettazione per cicli di produzione con lavorazione CNC a basso volume, che illustra soluzioni pratiche per ridurre il lavoro di lavorazione non necessario e migliorare la producibilità.

Prima di richiedere un preventivo preparatevi:

Disegno tecnico 1:2D

File CAD 2:3D

3: Materiale e qualità

4: Tolleranze dimensionali critiche

5: Requisiti GD&T e dati, ove applicabile

6: Finitura superficiale

7:Quantità

8: Requisiti di ispezione

9:Requisiti di consegna

Se una caratteristica è fondamentale per l'assemblaggio, identificarla chiaramente. Ciò aiuta il fornitore a determinare il processo di lavorazione e il metodo di ispezione appropriati prima della produzione.

NostroServizi di lavorazione CNC personalizzati supportare componenti personalizzati basati su disegno, con requisiti di tolleranza e ispezione valutati in base al progetto.

Una buona guida alle tolleranze della lavorazione CNC non consiste nel rendere ogni dimensione il più precisa possibile. Si tratta di scegliere tolleranze che consentano alla parte di funzionare in modo affidabile senza rendere inutilmente difficile la produzione.

Utilizza tolleranze generali per dimensioni non critiche, tolleranze più strette per interfacce funzionali e GD&T quando la forma, l'orientamento o la posizione di una caratteristica sono importanti.

Hai un pezzo lavorato a CNC che richiede tolleranze dimensionali o geometriche specifiche?

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