CNC-metaalbewerkingsnauwkeurigheid, precisie, toleranties en overwegingen

Voor prototypen en onderdelen voor eindgebruik is nauwkeurigheid een zeer belangrijk aspect van metaalbewerking. Nauwkeurigheid betekent dat u een onderdeel krijgt dat er precies zo uitziet en aanvoelt zoals u het heeft ontworpen, zonder fouten die de mechanische functie kunnen beïnvloeden.

Dankzij de opkomst van CNC-machines is metaalbewerking nu preciezer dan ooit. Machinisten kunnen een computer gebruiken om het traject van een snijgereedschap tot op een micrometer te programmeren, waardoor onnauwkeurigheden als gevolg van menselijke fouten vrijwel worden geëlimineerd. Zolang de CNC-machine correct is ingesteld, moet deze metalen onderdelen met hoge nauwkeurigheid snijden.

Maar er zijn veel factoren die de nauwkeurigheid van metaalverwerking beïnvloeden. Machinekwaliteit, materiaalkeuze en zelfs kamertemperatuur kunnen allemaal een rol spelen, en sommige klanten kunnen heel andere nauwkeurigheidseisen hebben dan andere.

In dit artikel worden de ins en outs van precisiemetaalbewerking besproken en worden begrippen als nauwkeurigheid, precisie en toleranties uitgelegd.

Wat is nauwkeurigheid?

Hoewel nauwkeurigheid en precisie synoniem lijken te zijn, hebben ze verschillende betekenissen als het om verspanen gaat. Daarom is het belangrijk om te begrijpen wat we bedoelen met de verschillende termen.

In de context van metaalbewerking is nauwkeurigheid de mate waarin een machine kan voldoen aan de afmetingen die in het ontwerp zijn gespecificeerd.

Als een machine kan snijden op de exacte locatie die in het ontwerp is gespecificeerd, heeft deze een hoge nauwkeurigheid.

Als het af en toe het doel mist, maar gemiddeld de juiste plek raakt, kunnen we zeggen dat het nog steeds een hoge nauwkeurigheid heeft.

Wat is herhaalbaarheid of precisie bij het bewerken?

Bewerkingsnauwkeurigheid verwijst naar de gelijkenis van metingen over meerdere pogingen of tussen meerdere kopieën van een onderdeel.

Met andere woorden, een machine is uiterst nauwkeurig als hij precies hetzelfde punt raakt op 100 exemplaren van een onderdeel.

Dit is niet hetzelfde als nauwkeurigheid, omdat precisie er niet echt om geeft of het "punt" hetzelfde is als gespecificeerd in het ontwerp! Een machine kan heel precies zijn, ook al snijdt hij altijd 3 mm links van de beoogde markering.

Uiteraard is het belangrijk om zowel nauwkeurigheid als precisie te hebben.

Nauwkeurigheid betekent dat je de coördinaten raakt die in het ontwerp zijn gespecificeerd, en precisie betekent dat je ze consistent over meerdere eenheden raakt.

Wat zijn bewerkingstoleranties?

Bij machinale bewerking verwijst tolerantie naar de afwijking van de snijwaarde. Het gaat dus om precisie, maar het is een door de klant gespecificeerde waarde, geen eigenschap van de machine zelf.

Als een klant vereist dat een kenmerk van een onderdeel zeer consistent is tussen de elementen, zal hij een nauwe tolerantie voor dat kenmerk specificeren om minimale afwijking mogelijk te maken. In de praktijk betekent dit dat de machine langzamer en voorzichtiger moet worden bediend.

Als er een lossere tolerantie is opgegeven, bijvoorbeeld voor een niet-mechanisch onderdeel, kan de bewerking sneller worden uitgevoerd.

Hoewel toleranties door de klant worden gedefinieerd, specificeren machines doorgaans hun standaard en kleinst mogelijke toleranties.

Wat bijdraagt ​​aan de Nauwkeurigheid Van een CNC-machine?

De nauwkeurigheid van een CNC-machine is afhankelijk van verschillende factoren, waarvan sommige worden bepaald door de fabrikant van de CNC-machine en sommige kunnen worden gecontroleerd door de machinist.

Om een ​​nauwkeurige metaalbewerking te bereiken, moeten de volgende factoren in overweging worden genomen:

Machinekwaliteit:

Goed gemaakte machines met hoogwaardige componenten zullen over het algemeen nauwkeuriger onderdelen produceren dan machines van lage kwaliteit.

Machineconditie:

CNC-machines bevatten talloze componenten, dus goed onderhoud is van cruciaal belang om ze nauwkeurig te houden.

Gereedschapsconditie:

Doffe en versleten gereedschappen die tekenen van flankslijtage, kraterslijtage, enz. vertonen, kunnen de nauwkeurigheid van CNC-machines verminderen, dus ze moeten in goede staat worden gehouden. Botte gereedschappen verhogen ook de snijtemperaturen, een andere factor die de nauwkeurigheid vermindert.

Inspectie aan boord:

Feedbacktools zoals boordtasters kunnen de machinist vertellen of de machine tijdens het werk nauwkeurig snijdt. Deze tools kunnen ook worden gebruikt om eventuele afwijkingen in realtime te corrigeren, waardoor de nauwkeurigheid wordt verbeterd.

Temperatuur en vochtigheid:

De werkomgeving zal de bewerkingsnauwkeurigheid beïnvloeden. Hoewel de machine in staat is om onderdelen in warme omstandigheden te snijden, moet de thermische consistentie worden gehandhaafd om afwijkingen te voorkomen.

C kalibratie:

Werktuigmachines moeten regelmatig worden gekalibreerd om de nauwkeurigheid te behouden.

Wat is het beste metaal voor precisiemetaalbewerking?

Nauwkeurige metaalbewerking wordt het best bereikt met materialen die geschikt zijn voor CNC-bewerking.

Want hoewel zelfs de hardste metalen en legeringen met precisie kunnen worden bewerkt, kunnen sommige moeilijk te bewerken materialen de nauwkeurigheid van de bewerking negatief beïnvloeden.

De bewerkbaarheid van een metaal is het gemak waarmee een snijgereedschap het kan snijden. Snijdt snel zeer bewerkbare metalen met een laag vermogen en produceert een hoogwaardige afwerking zonder noemenswaardige slijtage van het snijgereedschap.

Enkele zeer bewerkbare metalen zijn:

Aluminium 6061

Aluminium 7075

Aluminium 2024

Roestvrij staal 303

Roestvrij staal 304

Messing C35300

In theorie zou een goede CNC-machine nog steeds in staat moeten zijn om moeilijk te bewerken metalen te snijden, zij het met meer tijd en stroomverbruik.

Maar deze moeilijk te bewerken metalen kunnen een indirecte negatieve invloed hebben op de nauwkeurigheid.

Onbewerkbare metalen kunnen de gereedschapsslijtage aanzienlijk verhogen, terwijl botte gereedschappen de precisie en precisie van de machine kunnen verminderen.

Bovendien willen de meeste klanten een goede balans vinden tussen snelheid en nauwkeurigheid. Als nauwkeurige metaalbewerking extreem lage snijsnelheden vereist omdat het metaal moeilijk te bewerken is, is het project misschien niet de moeite waard.

Wanneer is nauwkeurige metaalbewerking vereist?

Nauwkeurige metaalbewerking is om een ​​aantal redenen belangrijk, van het garanderen van klanttevredenheid tot het waarborgen van de mechanische functionaliteit van een onderdeel.

Items die hoge precisie vereisen, kunnen zijn:

Metalen prototypes op de markt gebracht door investeerders, met schijnbare onnauwkeurigheden die senior professionals een negatieve indruk kunnen geven.

Mechanische onderdelen die interageren met andere onderdelen. De juiste functionaliteit kan worden gecontroleerd door de juiste toleranties op te geven, maar een goede precisie is nog steeds vereist om compatibiliteit tussen onderdelen te garanderen.

Bied banen aan potentiële partners voor de lange termijn. Wanneer u met nieuwe klanten werkt, vergroot u uw kansen op het opbouwen van langdurige partnerschappen door hen vanaf het begin van nauwkeurig bewerkte onderdelen te voorzien. In sommige gevallen accepteren klanten alleen bestellingen als een bepaald niveau van nauwkeurigheid kan worden gegarandeerd.