Standard-Bearbeitungstoleranzen: Erfahren Sie den ultimativen Leitfaden

Die verarbeitende Industrie folgt den Toleranzen aus der Konstruktionszeichnung des Auftrags. Die Herausforderung besteht jedoch darin, wie das Werkstück bei verschiedenen Bearbeitungsvorgängen enge Toleranzen erhalten kann, ohne die Oberflächengüte zu beeinträchtigen. Sie müssen grundlegende Ideen, Gründe, Bedeutung und Methoden zum Erreichen von Bearbeitungstoleranzen erlernen, damit die Verarbeitung im Hinblick auf die Bearbeitungsgenauigkeit, wenn sie in der Zeichnung vorhanden sind, die Berufsqualifikation nicht beeinträchtigt.

Für mehr Verständnis besuchen Sie bitte die folgenden YouTube-Videos:

https://www.youtube.com/watch?v=kzqX0oUUY_U

und

https://www.youtube.com/watch?v=zj1_uPSP6i8

Inhaltsverzeichnis:

Was sind Bearbeitungstoleranzen?

Toleranzen durch CNC-Bearbeitungsprozess

ISO 2768 Standard

3 Tipps zum Ermitteln von Präzisionstoleranzen

Wie sich Präzision auf die Produktqualität auswirkt

Wie man eine Nulltoleranzbearbeitung durchführt

Warum sollten Sie sich für kundenspezifische CNC-Bearbeitungsteile von China Tuofa entscheiden?

Was sind Bearbeitungstoleranzen?

Das technische Werkstück geht in die Entwurfsphase, noch bevor es in Materialform ins Lager gelangt, und in dieser Phase erhält es sein Endmontage-Gegenstück, das es am Montagetisch treffen sollte. Aber um das gleiche Teil zusammenzubauen, müssen einige Maßregeln befolgt werden, sonst kann kein Teil mit anderen verbunden werden, und hier kommt das Konzept der Bearbeitungstoleranzen in Werkstatt und CNC-Maschine zum Einsatz. Diese Toleranz entscheidet darüber, wie hoch die Kosten für präzise Bearbeitungswerkzeuge sein müssen, um die Bearbeitung zu optimieren, ein qualitativ hochwertiges Produkt herzustellen und keine Bearbeitungstoleranzen zu erzeugen.

Die Grundlagen der Bearbeitungstoleranz verstehen

Diese Anforderung ergibt sich aus dem Konzept der Arbeitsmontage mit guten technischen Praktiken, denn wenn zwei zusammenpassende Teile keine vergleichbaren Abmessungen haben, um miteinander verbunden zu werden, ist es sehr schwierig, ein Qualitätsprodukt zu erhalten. Und die einzige Möglichkeit, eine gute Toleranz zu erreichen, ist die Zuweisung von Bearbeitungstoleranzen, da auf diese Weise das Werkstück an einer bestimmten Fläche gleichmäßig kleiner wird. Das Erreichen von Bearbeitungstoleranzen ist aber auch ein weiteres Thema der Montagetechnik, da sich Bearbeitungsmuster auch durch verschiedene Arten von Bearbeitungsfunktionen, Toleranzanalyse, Materialzusammensetzung und Toleranzanalyse auf die Arbeit auswirken.

Arten von Bearbeitungstoleranzen

Diese sind unterschiedlicher Art und hängen von der Dimensionsmessung, der betrachteten Aufgabe, der numerischen Werterreichung und der Toleranzanalyse ab. Bearbeitungstoleranzen können einseitiger Natur sein, wobei die Maßabweichungskontrolle ihre Qualifikation nur in einer linearen Richtung erhält; das Gleiche ist bei Arbeiten mit Spielpassung erforderlich. Oder es kann bilateral sein, wobei die Dimensionsvariation in zwei Aspekten der Dimension kontrolliert wird, zum Beispiel sowohl in der positiven als auch in der negativen Achse. Eine andere Kontrolle ist auch anwendbar, wenn Grenzwerte die Endwerte sind, statt der Dimensionskontrolle für jeden einzelnen Wert.

Es folgen folgende Typenbereiche:

Geometrische Toleranz

Diese Arten der Maßabweichungskontrolle sind in der Konstruktion in Form einer grafischen Darstellung vorhanden, z. B. kann ein Symbol Ebenheit, Geradheit, Parallelität, Bohrabweichung und Bezugspunktreferenz anzeigen. Sie fordern den Maschinisten auf, eine Referenz auf den Raum zu nehmen, und dann sollten alle Maßabweichungen der Arbeit diese Referenz kontrollieren, ohne dass ein Messwerkzeug eines Drittanbieters erforderlich ist. Sie stellen die allgemeine Variationskontrolle der Bemaßung statt eines festen Werts für jeden Punkt der Arbeitsoberfläche dar, andernfalls nimmt die 2D-Zeichnung zu viel Platz in Anspruch, um die Bearbeitungstoleranzen eines Produktprofils auszuarbeiten.

Abbildung Nr. 1 zeigt die geometrische Toleranz.

Maßtoleranzen

Es ist auf der Einzelwertbemaßung ohne jegliche grafische Darstellung und Bezugsreferenz vorhanden, da nur ein einziger numerischer Wert dem Maschinisten und dem Hersteller mitteilen kann, den Auftrag fehlerfrei zusammenzubauen. Sie müssen an jedem Punkt des Arbeitsprofils derselben numerischen Zahl folgen, da an keiner Oberfläche davon eine Variation im Profil vorhanden ist. Diese Toleranzwerterreichung ist für den Maschinisten einfach, da es sich im Gegensatz zur geometrischen Toleranz um einen flachen Wert ohne Referenz und imaginäre Linienkalibrierung handelt. Dies ist die häufigste Toleranz in Konstruktionszeichnungen, da Konstruktionsarbeiten immer einen Wert haben.

Abbildung Nr. 2 zeigt die Maßtoleranz.

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Standard-Bearbeitungstoleranzen

Bei den meisten CNC-Maschinen gibt es gängige Toleranzwerte, in denen sie die Variation ihrer Maßzahlen steuern können. Dieser Wert liegt normalerweise bei etwa ± 0.13 mm und kann durch die Steuerung verschiedener Faktoren wie Material, Prozess, Erwärmung, präzise Bearbeitungswerkzeuge und Toleranzanalyse auch niedriger liegen. Es ist auch möglich, dass selbst eine Maschine, die diese große Toleranz erreichen kann, davon abweicht und bei der Endkontrolle/Montage höhere Werte vorliegen. Daher entscheidet nicht nur die Standardbearbeitungstoleranz der CNC-Maschine über das Schicksal der endgültigen Arbeit.

CNC-Bearbeitungstoleranz

Es ist speziell für die Maschine selbst, da jede Maschine in ihren Spezifikationen/Datenblättern einen eigenen Genauigkeitswert hat, der dem Benutzer sagt, welche Maschine für sie besser geeignet ist. Die Genauigkeit jeder Maschine hängt vom Bearbeitungsausleger, der digitalen Fertigung, präzisen Bearbeitungswerkzeugen und Abweichungen im Bearbeitungsbett ab. Natürlich entscheiden Kosten und Anwendung des Benutzers darüber, welche CNC-Maschinengenauigkeit für ihn besser geeignet ist. Hochwertiges CNC-Maschinenfertigungsmaterial und seine Oberflächenrauheitswerte sind der Hauptfaktor für die Kontrolle von Maßabweichungen im Namen der Toleranz.

Protolabs-Toleranzen

Vor der eigentlichen Ingenieursarbeit ist immer eine Qualifikation des Arbeitsplatzes gemäß einem bestimmten Arbeitskodex und -standard erforderlich, da die Massenproduktion nicht die erste Stufe einer guten Ingenieurspraxis ist. Daher ist es notwendig, zuerst den Prototypenauftrag herzustellen, aber mit denselben Bearbeitungstoleranzen wie beim Originalauftrag können Sie aufgrund der erforderlichen Funktions- und Montagetestqualifikation keine Kompromisse bei der Maßabweichung des Auftrags eingehen. Daher stellt sich die Frage, wie groß die allgemeinen Bearbeitungstoleranzen für diese Prototypen sein sollten. Die Antwort lautet 0.13 mm (derselbe Wert gilt auch für CNC-Maschinen von Protolabs).

Toleranzen durch CNC-Bearbeitungsprozess

Für diesen Prozess gibt es viele Arten von Bearbeitungsprozessen, z. B. Schleifen, Bohren, Bohren, Drehen, Fräsen und Schneiden sind die Hauptkategorien dafür. Aber nicht jeder Prozess hat die gleichen Bearbeitungstoleranzen, weil jeder seine eigenen Verfahren und Abweichungen im Bearbeitungsbett hat. Daher ist auch die Toleranzzuweisungsmethode für jeden Prozess unterschiedlich. Aus diesem Grund zeigen die Toleranzmessdaten, dass der CNC-Bearbeitungsbohrprozess niedrigere Toleranzwerte aufweist als der CNC-Schleifprozess, da die Oberflächenrauheit und der Bearbeitungsauslegermechanismus im Falle des CNC-Bohrprozesses nicht so genau sind.

CNC-Frästoleranztabelle

Wie aus Tabelle Nr. 1 hervorgeht, beträgt die minimale Frästoleranz 0.014 mm, was einer Bearbeitungstoleranz nahe Null entspricht. Da die Grundabmessungen der Arbeit jedoch höher liegen als die Fräsbearbeitungstoleranzen, weichen sie vom minimalen Toleranzwert ab. Der maximale Wert der Bearbeitungstoleranz beträgt 0.097 mm für das Grundmaß von 500 mm, da dieses viel große Maß die Abweichung von 97 Mikrometern auf der linken oder rechten Seite des Mittelwerts problemlos ausgleichen kann. In der digitalen Fertigung ist es präzise, ​​da hier das Werkstück stationär ist und das Werkzeug mit guter Toleranzmessung in Bewegung ist.

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Toleranztabelle für CNC-Drehmaschinen

Bei diesem Bearbeitungsvorgang unterliegt das Bearbeitungsmuster aufgrund der Bewegung des Werkstücks und des stationären Werkzeugs einigen Einschränkungen, sodass die Wahrscheinlichkeit einer Abweichung in den Bearbeitungsabmessungen geringer ist. Obwohl es im Arbeitsfutterhalter einen Auslegermechanismus für die Bearbeitung gibt, zeigt Tabelle Nr. 2 den Mindestwert der Bearbeitungstoleranz von 0.010 mm bei einem Mindestgrundabmessungswert von ± 3 mm. Den Vergleich können Sie der Tabelle Nr. entnehmen. 1 und 2, um den Unterschied in den Bearbeitungstoleranzwerten zu sehen. Die Bearbeitungstoleranzen beim Fräsen sind aufgrund des Bearbeitungsmusters, des Vorteils des Bearbeitungsauslegers, der fehlenden Abweichung im Bearbeitungsbett und der präzisen Bearbeitungswerkzeuge weniger streng als bei der Drehmaschine.

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Tabelle Nr. 2: Toleranztabelle für Drehmaschinen.

CNC-Schnitttoleranztabelle

Bei diesem Vorgang erfolgt der Schnitt durch die Scherwirkung auf dem Abschnitt des Werkstücks/Auftrags, wobei auf beiden Seiten des Auslegers etwas Platz beansprucht wird. Jetzt ist es notwendig, das Material von beiden Seiten des Schneidauslegers zu entfernen, sodass die Bearbeitungstoleranzen aufgrund des zusätzlichen Materialabtrags keinen guten Bereich haben. Zum Beispiel ist eine Bandsäge ein Schneidvorgang, der auch CNC-betrieben werden kann, und die Standardbearbeitungstoleranz beträgt 0.100 Zoll oder 2.54 mm. Aus diesem Grund ist der Schneidvorgang kein primärer Bestandteil der Bearbeitungstechnologie, um Bearbeitungstoleranzen von Null zu erreichen, und erfolgt in einem früheren Stadium.

Bearbeitung mit engen Toleranzen

Es handelt sich um eine Nomenklatur für den Prozess, bei dem eine minimale Maßabweichung das Ziel des Bearbeitungstoleranzprozesses ist. Ein Hauptfaktor für das Erreichen dieser hohen Toleranz ist die Fähigkeit der CNC-Maschine, aber es gibt möglicherweise auch sekundäre Faktoren. Sie müssen die Kalibrierung, die Temperatur, den Werkzeugverschleiß und die Bearbeitungsbettabweichung kontrollieren, damit im Endprodukt enge Bearbeitungstoleranzen entstehen. In veröffentlichten Daten liegt die maximale Genauigkeit enger Toleranzen bei 0.005 mm, da der numerische Wert nur fünf Mikrometer beträgt, weshalb ein kleinerer Wert als dieser aufgrund des Bearbeitungsphänomens nicht möglich ist.

ISO 2768 Standard

Es handelt sich um eine Norm, die sich mit allgemeinen Toleranzen bei der Montage technischer Strukturen befasst, da es einen Standardtoleranzleitfaden für die Einhaltung der technischen Praktiken bei der Montage geben sollte. Aus diesem Grund steht diese Norm als internationale Referenz zur Verfügung. Es gibt Klassen in dieser Norm, die entscheiden, welche Art von Bearbeitungstoleranzen für das Projekt erforderlich sind. Die Klassen sind Fein, Mittel, Grob und Sehr grob mit zulässigen Bearbeitungstoleranzen in Grundabmessungen. In Tabelle Nr. 3 werden die gleichen Klassen besprochen.

ISO 13920-bf-Toleranz-PDF

Es ist ein Standard, der Toleranzen für Schweißkonstruktionen vorsieht, da fast jede technische Struktur, die maschinell bearbeitet wird, über Schweißnähte verfügt. Aus diesem Grund sind Toleranzen sowohl für die Bearbeitung als auch für das Schweißen die Hauptanforderung. Diese Norm befasst sich mit Schweißabweichungen vom Grundmaß, da die Schweißnaht starke Verformungen aufweist, die zu einer Fehlausrichtung der Struktur in linearer Richtung führen können. Deshalb ist ihre Toleranz immer höher als die Bearbeitungstoleranzen. Tischnr. 4 zeigt die Toleranz der linearen Schweißmaße,

Abmessung und Toleranzwerte der Toleranzklasse (mm)

3 Tipps zum Ermitteln von Präzisionstoleranzen

Präzise Bearbeitungstoleranzen sind für jeden Maschinisten immer erforderlich, denn wenn Sie qualitativ hochwertige Arbeit leisten möchten, muss der Montageprozess präzise und genau sein. 3 Hauptpunkte, die präzise Bearbeitungsarbeiten ermöglichen können, sind:

Temperaturkontrolle

Durch die Temperaturregelung kann die Wärmeausdehnung metallischer Werkstoffe auf ein Minimum reduziert werden, denn wenn Sie ein Werkstück bei 50 °C bearbeiten, erhalten Sie natürlich andere Ergebnisse als bei 20 °C.

Schwingungskontrolle

Vibrationen aufgrund hoher Hallenhöhen, Kranbewegungen und schwerer Transport auf dem Boden können ebenfalls zu Abweichungen bei den Bearbeitungstoleranzen führen.

Abschluss

Die Qualifikation von Beruf, Maschinist und CNC-Maschine führt außerdem zu guten Bearbeitungstoleranzen.

Abbildung Nr. 3 zeigt eine Fehlausrichtung beim Zusammenbau.

Wie sich Präzision auf die Produktqualität auswirkt

Für Baugruppenkonstrukteure ist es immer wichtig, dass bei jeder Arbeit in physischer Form gute Bearbeitungstoleranzen vorhanden sind. Aus diesem Grund werden alle Anstrengungen unternommen, um gute Bearbeitungstoleranzen zu erreichen, da ansonsten Abweichungen von der Toleranz bei der Massenproduktion Probleme bereiten. Denn wenn jedes der vielen Produkte unterschiedliche Abmessungen hat, um zu seinem Gegenstück zu passen, ist es wahrscheinlich, dass keines der beiden Produkte in der Anwendungsphase zusammengebaut werden kann. Beispielsweise kann die Bearbeitungstoleranz von Autowartungsteilen dazu führen, dass alle Teile auf dem Markt zurückgewiesen werden, wenn die Maßabweichung nicht im zulässigen Bereich liegt.

Wie man eine Nulltoleranzbearbeitung durchführt

Dies ist der Begriff, der zum Ausdruck bringt, dass die Bearbeitungstoleranz auf einem minimalen Niveau liegt und nicht auf einem exakten numerischen Wert von Null, da das Erreichen eines Nullwerts mit physikalischen Mitteln nicht möglich ist. Man kann sagen, dass 0.010 mm einem Bearbeitungswert nahe Nulltoleranz entspricht, der aus der authentischen veröffentlichten Literatur im Bereich der Bearbeitung stammt. Möglichkeiten, diese hohen Toleranzen zu erreichen, sind die Kontrolle der Materialzusammensetzung, die Bearbeitungskalibrierung, die Qualifizierung, die Temperatur, die Ebenheit der Werkzeuge und die Wärmebehandlung des Werkstücks. Wenn diese Faktoren unter Kontrolle sind, können Sie die präzise Arbeit und Bearbeitung vor Ort ohne Reparatur oder Nacharbeit durchführen.

Warum sollten Sie sich für kundenspezifische CNC-Bearbeitungsteile von China Tuofa entscheiden?

Wenn Sie kundenspezifische Teile nach neuartigem Design herstellen müssen, ist eine Bearbeitung erforderlich, um Toleranzen zu gewährleisten, die die Kohärenz der zusammenpassenden Teile gewährleisten. Zu diesem Zweck müssen Sie den Maschinisten und die CNC-Maschine nach Qualifikationskriterien auswählen, damit weder Geld noch Ressourcen verschwendet werden. Tuofa China verfügt über eine ISO 9001-Zertifizierung mit umfangreicher Erfahrung in der CNC-Bearbeitung (sowohl metallische als auch nichtmetallische Materialien) und ist in der Lage, selbst bei engem Produktionsplan eine Bearbeitungstoleranz von < 0.010 mm zu erreichen. Kontaktieren Sie daher Tuofa zur Einhaltung der Bearbeitungstoleranzen und erhalten Sie innerhalb von 24 Stunden ein Angebot für Ihre Arbeit.

Weitere Informationen finden Sie unter tuofa-cncmachining.com

FAQs

Was ist Toleranz im Maschinendesign?

Maschinenkonstruktionselemente müssen in der richtigen Reihenfolge zusammengebaut werden, da eine einzelne Komponente allein keine Leistung erbringen kann und für den Montageprozess eine Anforderung gilt, die als Bearbeitungstoleranzen bezeichnet wird. Bei diesen Toleranzen handelt es sich um numerische Werte, die angeben, wie groß die Abweichung vom Grundmaß für den normalen Betrieb einer bestimmten Maschine oder mechanischen Strukturbaugruppe sein kann. Technische Toleranz?

Es kann Standard-Bearbeitungstoleranzen geben, die dem Konstrukteur sagen, bis zu welcher Maßabweichung sich keine Auswirkungen auf die Struktur oder den Zusammenbau ergeben, ohne strenge Kriterien für enge Bearbeitungstoleranzen oder Null-Bearbeitungstoleranzen festzulegen.

Standard-Bearbeitungstoleranzen in mm?

Der Wert für diese Art von Toleranz beträgt 0.13 mm und diese Art der Bearbeitungstoleranz ist keine so enge Toleranz, da der Mindesttoleranzwert bis zu 0.010 mm betragen kann, etwa 13 Mal weniger als die Standardbearbeitungstoleranz.