Was ist CNC-Bearbeitungstoleranz?

Einführung

Solange Sie in der sind CNC-Fertigung In der Industrie hört man oft das Wort „CNC-Bearbeitungstoleranz“. Dies spiegelt auch einen weiteren Aspekt der Bedeutung wider CNC-Toleranz in der CNC-Branche.

Wenn Sie gerade erst in die CNC-Fertigungsbranche eingestiegen sind, sollten Sie sich diesen Artikel über CNC-Toleranzen nicht entgehen lassen. In diesem Artikel erhalten Sie Informationen zur CNC-Toleranz aus dem folgenden Inhalt.

Was ist CNC-Bearbeitungstoleranz?

Vielleicht haben Sie die Definition der CNC-Toleranz gesehen, wie einige Leute Ihnen sagen werden: „Bearbeitungstoleranz ist die Grenze der zulässigen Maßabweichung im Verhältnis zum idealen Blaupausenwert.“

Die Bearbeitungstoleranz beschreibt die Genauigkeit eines jeden Herstellungsprozesses.“ Oder „Bearbeitungstoleranz bezieht sich auf die zulässige Abweichung zwischen der Größe, Form und Position des bearbeiteten Teils und den erwarteten Designspezifikationen.“ Beide Beschreibungen sind korrekt, aber nicht prägnant genug.

Die sogenannte CNC-Bearbeitungstoleranz wird einfach so verstanden, dass die tatsächlich hergestellten CNC-Teiledaten einen bestimmten Fehlerbereich mit der CNC-Bearbeitungszeichnung aufweisen. Dieser Bereich wird als CNC-Bearbeitungstoleranz bezeichnet.

Was sind die häufigsten Arten von Toleranzen bei der CNC-Bearbeitung?

Bei der CNC-Bearbeitung zählen zu den häufigsten Toleranzarten vor allem Maßtoleranzen sowie Form- und Lagetoleranzen.

Maßtoleranz

Bei der Maßtoleranz geht es um die Maßgenauigkeit von Teilen, beispielsweise um die Abweichung von Länge, Breite, Durchmesser usw. vom Nennmaß.

Beispielsweise beträgt die standardmäßige Prototypen- und Produktionsverarbeitungstoleranz einiger Websites plus oder minus 0,005 Zoll (0,13 mm), was bedeutet, dass Position, Breite, Länge, Dicke oder Durchmesser eines Teilmerkmals nicht um mehr als diesen Wert von der Nenngröße abweichen. Dies wird als Maßtoleranz bezeichnet.

Form- und Lagetoleranz

Form- und Positionstoleranz umfasst zwei Konzepte: die geometrische Form- und Positionsgenauigkeit von Teilen, einschließlich Formtoleranz und Positionstoleranz.

Unter Formtoleranz versteht man die Abweichung zwischen der geometrischen Form der tatsächlich gefertigten CNC-Teile und der Idealform (Konstruktionszeichnung). Wie Geradheit, Ebenheit, Rundheit, Zylindrizität, Linienprofil, Oberflächenprofil usw. Diese Formtoleranzen werden verwendet, um sicherzustellen, dass die geometrische Form der Teile den Designanforderungen entspricht.

Der Schwerpunkt der Positionstoleranz liegt auf der Positionsgenauigkeit von CNC-Teilen. Zu diesen Positionsgenauigkeiten gehören Orientierungstoleranz, Positionierungstoleranz und Rundlauftoleranz, wie z. B. Parallelität, Vertikalität, Neigung, Koaxialität, Symmetrie, Position usw. Diese Positionstoleranzen werden verwendet, um die korrekte Position und Richtung von Teilen im Raum sicherzustellen.

Die am häufigsten verwendeten Toleranzbegriffe in CNC-Projekten

In der CNC-Fertigungsindustrie wird es aufgrund der Unterschiede zwischen den Herstellern gewisse Abweichungen bei den Namen verschiedener Toleranzen geben, aber die folgenden Toleranzen sind die standardmäßigen einheitlichen Namen in der CNC-Fertigungsindustrie:

Standardtoleranz

Standardtoleranz bedeutet, dass, wenn der Kunde den spezifischen Toleranzstandard für CNC-Teile nicht angibt, der Bearbeitungshersteller Teile für den Kunden gemäß dem Standardtoleranzstandard fertigt. Die typische Toleranz dieses Teils wird als Standardtoleranz bezeichnet.

Bisher werden die Herstellungsstandards für bearbeitete Teile hauptsächlich von zwei amerikanischen Verbänden (der American Society of Mechanical Engineers (ASME) und dem American National Standards Institute (ANSI)) und einer Organisation (Organization for Standardization (ISO)) aufgeteilt (definiert), um diesen Fertigungsbereich für diesen Bearbeitungsstandard aufzuteilen (definieren). Bei RT Manufacturing verwenden wir als CNC-Fertigungsstandard den Toleranzstandard ISO2768MH.

Eingeschränkte Toleranz

Eine eingeschränkte Toleranz bedeutet, den Herstellungsstandard bearbeiteter Teile auf einen vorgegebenen Bereich zu beschränken. Beispiel: Die Markierung einer Teileposition beträgt 10 (±0,02) mm. Das bedeutet, dass die obere Grenztoleranz dieser Position des Teils 10,02 mm nicht überschreiten darf und die untere Grenztoleranz nicht niedriger als 9,98 mm sein darf. Wenn die Größe des Teils genau 10 mm beträgt, nennen wir dies die Grenztoleranz, auch bekannt als 0 CNC-Toleranz.

Einseitige Toleranz

‌Einseitige Toleranz bezieht sich auf die Toleranz, die eine Abweichung des Maßes vom Grundmaß nur in einer Richtung zulässt, nicht jedoch in die entgegengesetzte Richtung.

Einseitige Toleranz tritt häufig bei der Lösung von Problemen wie Störungen (Konflikt) bei der Montage von Produktteilen auf. Daher ist das häufigste Szenario für einseitige Toleranz die Entwicklungsphase eines Neuwagens (Prototypenstadium).

Insbesondere beim Umgang mit Teilen wie Körperlänge, -breite, -höhe oder der Erscheinungsbildqualität wird eine angemessene einseitige Toleranz eine Rolle bei der Reduzierung der Entwicklungskosten, der Verkürzung der Entwicklungszyklen und der Verbesserung der Produktqualität spielen.

Daher gibt es bei der einseitigen Toleranz zwei Sonderformen, nämlich die einfache Obergrenze und die einfache Untergrenze. Eine einzelne Obergrenze bedeutet, je kleiner, desto besser, und eine einzelne Untergrenze bedeutet, je größer, desto besser.

Bilaterale Toleranz

„Bilaterale Toleranz“ bezieht sich auf eine Art von Toleranz, die sowohl obere als auch untere Abweichungen aufweist. Es besteht eine bilaterale Toleranz, um sicherzustellen, dass die Abmessungen der hergestellten Produkte innerhalb des angegebenen Bereichs liegen und weder größer noch kleiner als die für die Konstruktion erforderlichen Abmessungen sind, wodurch die Qualität und Leistung des Produkts gewährleistet wird.

Die bilaterale Toleranz ist das Gegenteil der einseitigen Toleranz, die nur eine der oberen und unteren Abweichungen aufweist, während die bilaterale Toleranz gleichzeitig sowohl die Ober- als auch die Untergrenze der Größe berücksichtigt und so eine strengere Maßkontrolle ermöglicht.

Diese Art von Toleranz ist im Maschinenbau besonders wichtig, da sie in direktem Zusammenhang mit der Austauschbarkeit und Funktionalität von Teilen steht. Durch die Einstellung geeigneter beidseitiger Toleranzen ist es möglich, die Passgenauigkeit der Teile bei der Montage sicherzustellen und Funktionsausfälle oder Sicherheitsrisiken durch zu große Maßabweichungen zu vermeiden.

Geometrische Bemaßung und Toleranzen (GD&T)

Die geometrische Toleranz ist ein Teil der Form- und Lagetoleranz. GD&T (Geometrische Dimensionierung und Toleranz) ist eine Standardmethode zur Beschreibung der geometrischen Merkmale und Toleranzen von Teilen mit dem Ziel, die Genauigkeit und Austauschbarkeit von Teilen während der Herstellung und Montage sicherzustellen.

Die Anwendung von GD&T kann viele Vorteile mit sich bringen, darunter die Verbesserung der Genauigkeit von Teilen, die Reduzierung der Ausschussrate, die Optimierung des Montageprozesses usw. Darüber hinaus existiert die GD&T-Anmerkungsmethode nicht unabhängig von der herkömmlichen Anmerkungsmethode für lineare Bemaßungstoleranzen, sondern ist ein Mitglied der Familie der Toleranzanmerkungen. Aufgrund seiner einzigartigen Vorteile wird es nach und nach von immer mehr mechanischen Praktikern akzeptiert.

In der CNC-Fertigungsindustrie treten geometrische Toleranzen am häufigsten auf und umfassen hauptsächlich Bemaßungsanmerkungsmethoden und spezifische geometrische Musteranmerkungen. Unter den Aspekten Designideen, Erkennungsprozess und Funktionsrealisierung setzt es Maßstäbe, weist Toleranzen zu und spiegelt die Anforderungen an Teile wider, was die Herstellungskosten und Messschwierigkeiten bis zu einem gewissen Grad reduziert.

Um jedem zu helfen, die Toleranzen in diesen CNC-Fertigungsbranchen zu verstehen, hat der Autor dieses Artikels unten einige gängige CNC-Bearbeitungssymbole in der CNC-Branche zusammengestellt. Die Einzelheiten lauten wie folgt:

Müssen CNC-Toleranzen strikt eingehalten werden?

Menschen in der CNC-Branche sind mit den Umsetzungsstandards von CNC-Toleranzen bestens vertraut. Sie sollte entsprechend den tatsächlichen Nutzungsszenarien der Kunden bestimmt werden. Im Allgemeinen müssen CNC-bearbeitete Teile nur die allgemeinen Herstellungsstandards für die Bearbeitung erfüllen. Nur Branchen mit relativ hohen Anforderungen wie die Automobilindustrie und die medizinische Versorgung werden die CNC-Bearbeitungstoleranzen strikt einschränken.

Wenn Sie also ein Kunde sind, der CNC-Bearbeitungsdienstleistungen benötigt, werden Sie von Ihrem Geschäftspartner häufig gefragt: „Können Sie uns bitte die Anwendungsbereiche Ihrer CNC-Teile vorstellen?“ Da die CNC-Fertigungsstandards verschiedener Branchen unterschiedlich sind, geht es bei dieser Frage darum, die am besten bearbeiteten Teile für Ihre Branche herzustellen, die den Standards Ihrer Branche am nächsten kommen.

Wenn Ihnen ein Geschäftspartner diese Frage stellt, können Sie ihm daher die Einsatzbereiche oder Anwendungsszenarien der Teile mitteilen, sodass die hergestellten Teile Ihre erwarteten Ergebnisse besser erfüllen oder Ihre Erwartungen sogar übertreffen können.

Wofür stehen CNC-Fertigungstoleranzen?

Herstellungskosten des Teils. Je höher die Toleranzanforderungen an CNC-Teile sind, desto strenger sind die Herstellungsbedingungen und desto präziser ist die Größe der gefertigten Teile.

Allerdings kommt es bei diesem Verfahren leicht zu Beschädigungen und Ausschuss, und die Herstellungskosten sind sehr hoch. Dabei wird nicht nur die Technologie des CNC-Fertigungsteams getestet, sondern auch die Fertigungszeit von Teilen im Vergleich zu anderen Werkstücken. Dies bedeutet, dass strenge Teiletoleranzanforderungen länger dauern werden.

Was ist der normale CNC-Toleranzbereich?

In der modernen CNC-Fertigungsindustrie wird im Allgemeinen der „ISO2768MH-Toleranzstandard“ als CNC-Fertigungsstandard befolgt. Die Toleranznorm ISO2768MH gilt für verschiedene Arten mechanischer Teile, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Lager, Zahnräder, Pleuel, Muttern, Bolzen usw.

Die Norm deckt Teile unterschiedlicher Präzisionsstufen ab, von Rauheitsgrad A bis Feingrad H, die für unterschiedliche Einsatzumgebungen und Verarbeitungsmethoden geeignet sind. Nachfolgend finden Sie eine Tabelle zum Toleranzstandard ISO02768mh:

Welche Faktoren beeinflussen die CNC-Bearbeitungstoleranzen?

Es ist nicht so einfach, ein perfektes und präzises CNC-Teil zu erhalten. Dies ist eine umfassende Betrachtung. Es sind viele Faktoren zu berücksichtigen. Zu den Faktoren, die sich auf die CNC-Bearbeitungstoleranzen auswirken, gehören im Allgemeinen unter anderem die folgenden Aspekte:

Werkzeugmaschinenfaktoren

Unterschiedliche Werkzeugmaschinentypen erfordern unterschiedliche Bearbeitungsprozesse. Unterschiedliche Bearbeitungsprozesse haben unterschiedliche Bearbeitungstoleranzen. Dies ist unvermeidlich, da jede Werkzeugmaschine fest ist und ihr Typ die Obergrenze für die Teilebearbeitung bestimmt. Wenn die meisten Menschen den Bearbeitungsprozess verstehen, sollten sie daher die Einschränkungen der Werkzeugmaschine bei der Bearbeitung von Teilen berücksichtigen.

Materielle Faktoren

Unterschiedliche Materialeigenschaften wirken sich stark auf die CNC-Bearbeitungstoleranzen aus. Im Allgemeinen lassen sich mit den CNC-Bearbeitungseigenschaften von Metallen präzisere Bearbeitungstoleranzen leichter erzielen als mit den CNC-Bearbeitungseigenschaften von Kunststoffen. Es wird hauptsächlich von folgenden Aspekten beeinflusst:

Dichte: Je geringer die Dichte des Bearbeitungsmaterials ist, desto schwieriger ist die Bearbeitung mit hoher Präzision. Im Allgemeinen sind Materialien mit geringer Dichte leichter.

Bei leichten Materialien treten im eigentlichen Bearbeitungsprozess eher Probleme auf und erfordern einen geduldigeren Betrieb. Je öfter der Vorgang ausgeführt wird, desto stärker wirkt sich dies auf die Toleranz der CNC-Bearbeitung aus.

Thermische Stabilität: ein häufiges Problem bei nichtmetallischen Materialien. Während des Bearbeitungsprozesses wird Wärme erzeugt und die Wärme wird immer höher. Diese Materialien mit geringer thermischer Stabilität verformen sich mit zunehmender Bearbeitungswärme und wirken sich dadurch auf die CNC-Bearbeitungstoleranz aus.

Rauheit: Die Rauheit des Materials hat großen Einfluss auf die Auslastung von CNC-Werkzeugen. Je rauer die Materialstruktur, desto gravierender sind die Auswirkungen auf das CNC-Werkzeug, wodurch die Häufigkeit des Werkzeugwechsels zunimmt. Wenn sich das Werkzeug ändert, nimmt natürlich die Bearbeitungsgenauigkeit der Teile ab.

Oberflächenbehandlung

Normalerweise wirkt sich eine Oberflächenbehandlung, die der Oberfläche des Teils eine Schutzschicht verleiht, auf die Bearbeitungstoleranz aus. Beispielsweise wirken sich Pulversprühen, Lackieren, Sandstrahlen, Galvanisieren usw. bis zu einem gewissen Grad auf die Bearbeitungsgröße des Teils aus.

Wenn Sie die Auswirkungen der Toleranz minimieren möchten, wählen Sie die Endbehandlung (Glanzeffekt des Teils), da diese auf der Maschine durchgeführt wird, wodurch verhindert werden kann, dass das Teil die Maßtoleranznorm weitestgehend überschreitet.

Budget

Unter allen Faktoren, die die Bearbeitungstoleranz beeinflussen, ist das Budget der einflussreichste Faktor, der die Qualität der verwendeten Werkzeuge und die bessere Materialauswahl bestimmt. Im Allgemeinen bedeuten höhere Bearbeitungsanforderungen, dass mehr Bearbeitungszeit benötigt wird und viele verschiedene Spezialwerkzeuge zum Einsatz kommen.

Diese sind oft teuer, aber mit ausreichenden Budgets kann weitgehend sichergestellt werden, dass die Teile im geforderten Bearbeitungsbereich liegen und eine gute Oberflächenqualität aufweisen.

Fähigkeiten des Zerspanungsteams

Ein hervorragendes Bearbeitungsteam ist ein wichtiger Faktor, der sich auf die CNC-Bearbeitungstoleranzen auswirkt. Es umfasst zwei Aspekte: Der eine ist der CNC-Programmierer und der andere der CNC-Maschinist.

Ein ausgezeichneter CNC-Programmierer kann unnötige CNC-Bearbeitungswege (dieser Vorgang wird auch Optimierungsparameter genannt) bis zu einem gewissen Grad minimieren und den gewünschten Toleranzbereich bis zu einem gewissen Grad erreichen.

Ein ausgezeichneter CNC-Bediener ist der konkrete Umsetzer. Er muss nicht nur den korrekten Einsatz von CNC-Werkzeugen sicherstellen, sondern auch dafür sorgen, dass alle Prozesse gemäß dem vom CNC-Programmierer vorgegebenen Codepfad standardisiert sind. Nur durch eine enge Zusammenarbeit kann eine reibungslose Fertigung der Teile erreicht und die Toleranz der Teile innerhalb des Bereichs kontrolliert werden.

Können Teile reibungslos hergestellt werden, ohne dass Toleranzen in CAD-Dateien klar angegeben werden?

Wenn Sie die spezifische Teilegröße in der Konstruktionszeichnungsdatei nicht markieren, ist es normalerweise schwierig, die Teile gemäß der Zeichnung herzustellen. Da der Bearbeitungshersteller die Größe Ihrer Teile und die spezifischen Positionsmarkierungen nicht kennt, entsprechen die hergestellten Teile nicht dem tatsächlichen Einsatzszenario.

Als qualifizierter Hersteller von bearbeiteten Teilen geben wir dem Kunden bei Auftreten solcher Probleme eine Rückmeldung und beginnen mit der Produktion erst nach Erhalt der bestätigten Produktionsanweisungen.

Gibt es eine Null-Toleranz-CNC?

Wenn Sie optisch eine perfekte Passform erreichen möchten, denken Sie, dass es sich um eine Null-Toleranz-CNC handelt, dann ist dies erreichbar, es stellt hohe Anforderungen an CNC-Maschinen und -Technologie. Aber in der tatsächlichen CNC-Fertigung ist Null-Toleranz-CNC nur eine ideale konzeptionelle Toleranz.

Bieten Sie Dienstleistungen zur Herstellung von CNC-Teilen mit Toleranzmarkierungen an?

Ja, als qualifizierter CNC-Teilehersteller bieten wir unseren Kunden hochwertige CNC-Bearbeitungsdienstleistungen. Die Teilekonstruktionszeichnungen mit spezifischen Toleranzmarkierungen sehen wir am liebsten, weil sie uns ermöglichen, den von Ihnen gewünschten Fertigungstoleranzbereich klarer zu verstehen. Um Ihnen die besten Teilebearbeitungsdienste zu bieten.

Fazit

In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf das Konzept der CNC-Bearbeitungstoleranzen und gängige Bearbeitungstoleranztypen. Wenn Sie in der Fertigungsindustrie tätig sein möchten, beispielsweise als Konstrukteur oder CNC-Qualitätsprüfer usw., ist es notwendig, dieses Grundwissen zu verstehen.

Wenn Sie mehr über CNC-Dynamik-Neuigkeiten erfahren möchten, beachten Sie bitte jederzeit die RT-Blog-Updates. Wenn Sie nur ein konzeptionelles Verständnis für CNC haben, können Sie hier klicken, um zu erfahren, was CNC ist.