Alles wat u moet weten over toleranties voor CNC-bewerkingen

CNC-machines kunnen zeer hoge nauwkeurigheidsniveaus bereiken. Sommige machines kunnen een nauwkeurigheid tot +/- 0,0025 mm bereiken. Het frezen van een onderdeel op het hoogste nauwkeurigheidsniveau van een CNC-machine is echter een dure en tijdrovende onderneming. Dit is waar bewerkingstoleranties van pas komen. Aangezien verschillende onderdelen verschillende mate van nauwkeurigheid vereisen, is het economisch voor een ontwerper om de specifieke tolerantie te specificeren die nodig is voor dat onderdeel.

Wat zijn toleranties?

Kortom, toleranties zijn metingen die het precisieniveau aangeven dat nodig is voor een onderdeel dat u wilt vervaardigen. Bewerkingstoleranties geven met name de mate van toegestane variatie aan in de uiteindelijke afmetingen of gemeten waarde van een onderdeel.

Machinisten meten bewerkingstoleranties met numerieke waarden, meestal voorafgegaan door een ± symbool. U kunt bijvoorbeeld een tolerantie van ±0,001″ toewijzen aan een onderdeel met een lengte van 2,550 inch. Dit zou erop duiden dat het gefabriceerde onderdeel een variabele lengte zou hebben tussen 2,549” en 2,551”. Als een onderdeel met een hoogte van 1,5 inch een tolerantie van ± 0,005 inch nodig heeft, moet het laatste onderdeel binnen het bereik van 1,495 inch en 1,505 inch vallen om de kwaliteitscontrole te doorstaan.

Opgegeven bewerkingstoleranties vertellen fabrikanten en CNC-bewerkingsdiensten welke mate van precisie ze moeten gebruiken bij het produceren van een onderdeel. Hoe kleiner de tolerantie - in de productiewereld is dit een nauwere tolerantie - hoe meer precisie vereist is. Hoe groter de tolerantie - ook wel losser genoemd - hoe minder precisie je nodig hebt.

Dingen om in gedachten te houden bij het kiezen van toleranties

Een van de belangrijkste dingen bij het bepalen van de juiste CNC-bewerkingstoleranties is uitzoeken op welk punt de functie en prestaties van een onderdeel worden beïnvloed door een variatie in afmeting of grootte. Sommige soorten onderdelen, zoals kritieke componenten in motoren, vereisen een hoge mate van precisie en elke afwijking in geometrische vorm kan ernstige gevolgen hebben. Andere soorten onderdelen vereisen mogelijk niet dezelfde mate van precisie en een iets grotere fabricageafwijking heeft daar geen invloed op. Afgezien hiervan zijn er nog een paar andere dingen waarmee u rekening moet houden bij het kiezen van toleranties:

1. Wanneer heb je strakke toleranties nodig?

Vaak kunnen bewerkingstoleranties binnen een enkel onderdeel variëren. Hoewel het misschien niet van cruciaal belang is dat de hele structuur van een onderdeel voldoet aan de kleinste toleranties, kunnen bepaalde kenmerken van het onderdeel dit vereisen. De hoogste precisie is doorgaans vereist op structurele punten waar een onderdeel moet passen of aansluiten op andere componenten, zoals gaten.

Als een onderdeel bij een of meerdere componenten moet passen, moet het krappe toleranties hebben. In deze gevallen moet u de vereiste toleranties doorgeven aan de CNC-bewerkingsdiensten, anders hebben ze geen indicatie van ontwerpintentie. Met andere woorden, toleranties geven uw partner voor CNC-bewerkingsservices een indicatie van hoe uw onderdeel moet functioneren.

Het is ook vermeldenswaard dat de kleinste bewerkingstoleranties duurder kunnen zijn vanwege de slijtage die wordt veroorzaakt door CNC-bewerkingsmachines. Hoewel een nieuw gereedschap misschien geen probleem zal hebben om toleranties van ±0,001” te behalen, kan deze precisie minder consistent worden als hetzelfde gereedschap meerdere versies van hetzelfde onderdeel moet produceren. Als u 1.500 eenheden van een onderdeel bestelt met een tolerantie van ±0,001", moet uw CNC-bewerkingsservice mogelijk het bewerkingsgereedschap vervangen of de bewerkingssnelheid aanpassen, wat de productietijd en -kosten kan verhogen.

2. Hoge kosten voor strakke eisen

Toleranties hebben een directe invloed op de kwaliteit van een onderdeel, maar ook op de kostprijs. Verspanen met hoge toleranties is doorgaans duurder om uit te voeren, omdat u de onderdelen langzamer en vaak met duurder gereedschap moet bewerken. Onderdelen met nauwere toleranties vereisen ook een uitgebreidere kwaliteit CNC-inspectie, omdat de foutmarge veel kleiner is - we hebben het over fracties van een millimeter. Een andere factor die de kosten kan beïnvloeden bij machinale bewerkingen met hoge tolerantie is het uitvalpercentage, dat meestal hoger is. Machinale bewerking met hoge tolerantie kan de productiekosten en de kwaliteitscontrolekosten opdrijven.

3. Toleranties zijn afhankelijk van het materiaal

Bij het specificeren van bewerkingstoleranties moet u rekening houden met uw materiaalkeuze. Verschillende materialen hebben individuele kenmerken die van invloed kunnen zijn op de tolerantie die ermee kan worden bereikt. Enkele van deze kenmerken zijn:

• Hardheid:Zachtere materialen zijn moeilijker te bewerken met nauwe toleranties. Dit is voornamelijk te wijten aan hun waarschijnlijkheid om van afmetingen te veranderen wanneer het snijgereedschap ze aanraakt. Je moet dus extra geduld oefenen bij het bewerken van deze zachtere materialen.
• Abrasiviteit:Ruwe en grove materialen zijn meestal zwaar voor de snijgereedschappen en kunnen er zelfs voor zorgen dat ze sneller verslijten. Deze materialen maken het moeilijk om specifieke toleranties te bereiken omdat veranderingen in het snijgereedschap leiden tot minder nauwkeurigheid. Bij schurende materialen moet de technicus het gereedschap meestal meerdere keren tijdens het bewerkingsproces vervangen.
• Hittestabiliteit:dit is een probleem dat vooral niet-metalen treft. Omdat tijdens het bewerkingsproces warmte wordt opgebouwd, beginnen deze materialen hun vorm te verliezen. Dit beperkt welke processen je op dat specifieke materiaal kunt gebruiken.

4. Keuze van fabricagemethoden

Elke CNC-machine verschilt qua capaciteit. Sommige machines kunnen toleranties bereiken waar anderen alleen maar van kunnen dromen. De tolerantie van de CNC-machine bepaalt welke soorten onderdelen het aankan. In sommige gevallen moet u aanvullende bewerkingen aan het onderdeel uitvoeren voordat het de gewenste fijne tolerantie kan bereiken.

5. Inspectie

Voor het inspecteren van onderdelen met zeer krappe toleranties is behoorlijk wat tijd nodig. Mogelijk moet u ook speciale gereedschappen en apparatuur gebruiken om de tolerantie van onderdelen te controleren.

Hoe de juiste tolerantie te vinden

Soms is het kiezen van de tolerantie niet het moeilijke deel. Het is weten of het de juiste keuze is. Voor product- of onderdeelontwerpers is het absoluut noodzakelijk om te bepalen hoeveel speelruimte er is voor de toleranties van een bepaald onderdeel. Het kan een grote invloed hebben op het kennen van de juiste tolerantie, de doorlooptijd van het project en op de kosten ervan. Een klant die met een CNC-bewerkingsservice werkt, kan ongewild het dubbele uitgeven van wat nodig is om de "hoogst mogelijke kwaliteit" te vragen. CNC-bewerking is van nature een proces met hoge precisie, dus lossere toleranties liggen meestal nog steeds erg dicht bij de oorspronkelijke specificaties. Hier zijn een paar tips om uw besluitvormingsproces te helpen:

1. Overweeg het gebruik van uw deel

Niet alle onderdelen hoeven te worden ontworpen met een nauwe tolerantie. Het specifieke gebruik van uw onderdeel bepaalt vaak de mate van nauwkeurigheid die nodig is bij het bewerken ervan. Het maken van onderdelen die bijvoorbeeld niet met andere combineren, vereist vaak minder freesnauwkeurigheid. Als je bedenkt hoeveel duurder het is om nauwe toleranties te bereiken, als je het niet nodig hebt, ga er dan niet voor.

2. Zoek een gerenommeerd CNC-bewerkingsbedrijf

Een manier voor klanten om de juiste tolerantie te vinden, is door een CNC-bewerkingsservice te vinden die ze vertrouwen. Ze kunnen dan hun doelen en specificaties bespreken met een productie-expert en beslissen over de beste toleranties voor hun project. In de meeste gevallen zullen ingenieurs of ontwerpers van onderdelen echter de toleranties specificeren voordat ze een fabricageverzoek indienen bij een CNC-bewerkingsbedrijf of een bedrijf voor snelle prototypen. Als u deze informatie bij de hand hebt voor uw CNC-bewerkingsservices, kunt u aan de productiekant tijd en kosten besparen.

Het is ook belangrijk om in gedachten te houden dat als u geen toleranties vraagt ​​of specificeert bij het indienen van een onderdeel voor productie, de meeste CNC-bewerkingsservices automatisch werken met hun standaardtolerantie, meestal ongeveer ± 0,005 inch (± 0,127 mm). Dit is een zeer kleine afwijking - niet waarneembaar voor het blote oog - maar het kan van invloed zijn op hoe uw laatste onderdeel in een assemblage past. Als een onderdeel bijvoorbeeld een gat heeft dat te klein is, zelfs 0,005 inch, kan het lastiger zijn om het aangrenzende onderdeel in het gat te passen dan nodig is.

Veelvoorkomende soorten toleranties bij CNC-bewerkingen

1. Standaard toleranties

Machinisten gebruiken standaard bewerkingstoleranties voor de meest gefabriceerde onderdelen. Er zijn standaard bewerkingstoleranties voor onderdelen zoals schroefdraad, pennen, buizen, enzovoort. Sommige freesdiensten bieden typische toleranties van +/- 0,1 mm. Machinisten passen deze toleranties meestal toe wanneer de klant geen tolerantieniveaus opgeeft. Deze typische toleranties zijn te vinden op een tolerantiekaart voor CNC-bewerkingen. Het bereik van standaard bewerkingstoleranties wordt meestal bepaald door verschillende internationale normalisatie-instellingen, zoals de International Organization for Standardization (ISO), de American Society of Mechanical Engineers (ASME) en het American National Standards Institute (ANSI).

2. Bilaterale toleranties

Wanneer u bilaterale tolerantie gebruikt, kan de afwijking van de gegeven dimensie zowel negatief als positief zijn. Dit betekent dat het een klein beetje groter of een klein beetje kleiner kan zijn. Een voorbeeld van een bilaterale tolerantie is +/- 0,06 mm. Dit geeft aan dat het bewerkte onderdeel 0,06 mm korter of langer kan zijn dan de opgegeven maat. Bilaterale toleranties worden meestal gebruikt voor buitenafmetingen.

3. Geometrische dimensionering en tolerantie

Geometrische dimensionering en toleranties zijn veel grondiger dan de andere systemen van bewerkingstoleranties. Het is een soort CNC-bewerkingstolerantie die de metingen en toegestane afwijkingen benadrukt. Het schetst ook specifieke geometrische kenmerken voor het bewerkte onderdeel, zoals hoe plat het moet zijn, zijn concentriciteit en zijn ware positie. Geometrische maatvoering en toleranties worden vaak gebruikt voor onderdelen met extreem nauwkeurige afmetingen.

4. Eenzijdige toleranties

Eenzijdige toleranties accommoderen afwijkingen in slechts één richting. De afwijking is alleen positief of alleen negatief. Een voorbeeld van een dergelijke tolerantie is +0,00/-0,06 mm. Dit betekent dat het afgewerkte onderdeel maximaal 0,06 mm kleiner mag zijn, maar de opgegeven maat niet mag overschrijden. Meestal implementeert u eenzijdige tolerantie bij het ontwerpen van een onderdeel dat in een ander onderdeel past. Het onderdeel mag niet groter zijn dan de opgegeven afmeting, omdat het dan niet in zijn positie kan komen.

5. Grenstoleranties

Een limiettolerantie is een type CNC-bewerkingstolerantie uitgedrukt als een reeks waarden, waarbij het onderdeel goed is zolang de meting binnen dat bereik valt. 13 – 13,5 mm is bijvoorbeeld een grenstolerantie die aangeeft dat het onderdeel een afmeting moet hebben die tussen de boven- en ondergrens valt. (13 mm is de bovengrens en 13,5 mm is de ondergrens)

RapidDirect, uw professionele partner voor CNC-bewerkingsservices

Bij RapidDirect bieden we een reeks CNC-bewerkingstoleranties om aan de behoeften van onze klanten te voldoen. Onze standaard toleranties voor CNC-bewerking van metalen zijn conform DIN-2768-1-fine, terwijl dit voor kunststoffen DIN-2768-1-medium is, een tolerantietabel voor CNC-bewerkingen vindt u hier. Een standaard tolerantie voor een CNC-bewerkingsservice is typisch ± 0,005”. De kleinst mogelijke bewerkingstoleranties liggen in het bereik van ±0,001”, ongeveer de breedte van een mensenhaar.

Onze uitgebreide productiefaciliteit in Shenzhen, China herbergt ook een aantal 3-assige, 4-assige en 6-assige CNC-machines. We bieden ook verschillende oppervlakteafwerkingen aan voor onze CNC-gefreesde onderdelen. Naast CNC-bewerking bieden we onze klanten over de hele wereld ook verschillende productiemogelijkheden.

Onze CNC-bewerkingsdiensten omvatten ook kwaliteitsinspectie, materiaalcertificeringen en volledige inspecties met rapporten. Het volledig-dimensionale CNC-inspectieproces, dat gebaseerd is op geavanceerde meet- en meetinstrumenten, is van cruciaal belang om ervoor te zorgen dat prototypes of definitieve onderdelen voldoen aan de exacte specificaties en toleranties die door de klant worden gevraagd. Met andere woorden, we controleren en dubbelchecken of aan uw gespecificeerde toleranties wordt voldaan, en als dat niet het geval is, zullen we met u samenwerken om een ​​onderdeel te leveren dat aan uw eisen voldoet.

Als u vragen heeft over onderdeeltoleranties voor CNC-bewerking of meer wilt weten over de CNC-bewerkingsdiensten van RapidDirect, aarzel dan niet om contact op te nemen met een lid van ons productieteam.