Elke tekening komt op ons bureau terecht met een tolerantieblok onderaan. +/-0,05 mm, +/-0,1 mm, of de klassieke "tenzij anders aangegeven." En bijna niemand die die tekeningen stuurt heeft er echt over nagedacht wat die cijfers kostenEen +/- 0,005 mm uitroep op een 200 mm onderdeel laat je er niet grondig uitzien. Het laat je eruit zien alsof je nooit hebt betaald voor precisiebewerking.

Dit is wat er gebeurt in de werkvloer als toleranties strakker worden en waarom je tolerantie keuzes belangrijker zijn dan je materiaalkeuzes.

Laten we beginnen met wat de meeste winkels beschouwen als "standaard precisie" ± ± 0,01 mm op een lineaire dimensie.We houden het de hele dag op schermen tot ongeveer 150 mm.Het gereedschap hoeft niet tussen de onderdelen te worden vervangen, de inspectie is snel (klemmen of een microfoon) en de kosten per stuk zijn voorspelbaar.

Maar hoe zit het met +/- 0,005 mm? Dat is waar het interessant wordt. Bij 0,005 mm zit je nu op de breedte van een haar.Een 100mm aluminium onderdeel dat 3C verwarmt van bewerkingswarmte groeit met 7 micron en dat is met overstromingskoelmiddelOp een 200mm onderdeel? 14 micron. Je hele tolerantieband is weg voordat je het zelfs maar meet.

Dit is de reden waarom onderdelen met strakke tolerantie in een temperatuurgecontroleerde omgeving (20 °C +/-1 °C), gemeten op een CMM, worden bewerkt en vaak meerdere afwerkingspasen vereisen.De inspectietijd gaat omhoog.De kostenmultiplikator van +/-0,01 mm tot +/-0,005 mm is meestal 2-3x, en van +/-0,01 mm tot +/-0,001 mm is het 5-10x.

De meeste kostengidsen voor bewerking tonen een mooie gladde curve waarbij de kosten exponentieel toenemen naarmate de tolerantie strakker wordt.

De grote sprong is niet tussen 0,1 en 0.01Het is tussen 0,01 en 0.005Dat is waar je de lijn overschrijdt van "voorzichtig CNC-bewerking" naar "precisiebewerking" waar het hele proces - bevestiging, gereedschap, omgeving, inspectie - verandert.

Dit is een scenario dat we wekelijks zien. Een ingenieur specificeert +/-0.01mm op een boordiameter en +/-0.01mm op een boorpositie ten opzichte van een datum. Het CMM-rapport toont beide binnen tolerantie.De onderdelen gaan naar de montage.En ze passen niet.

Waarom? Omdat de boor 0,01 mm overgroot kan zijn (wat binnen de toleranties ligt) en de positie 0,01 mm af kan zijn (ook binnen de toleranties),Maar het gecombineerde effect van beide fouten betekent dat de paringsas niet kan vallen inDit is de reden waarom GD&T bestaat: het controleert de functionele relatie tussen kenmerken, niet alleen individuele afmetingen.

GD&T-oproepen die echt van belang zijn op CNC-bewerkte onderdelen:

• Waarheidspositie (0,05 mm MMC)Als je twee onderdelen aan elkaar boort, is de tolerantie van de positie belangrijker dan de tolerantie van de gatdiameter.
• Concentriciteit (0,01 mm): Voor roterende assen en lagers: de as moet worden gedeeld, niet alleen de diameter
• Vlakheid (0,02 mm)Een pakket maakt er niet om of het oppervlak 0,02 mm van de positie af is ∙ het maakt er wel om of het vlak is
• Vertikulairheid (0,01 mm)Als het gezicht B niet loodrecht is op de boor A, stapelt de montage verkeerd op

De kosten van GD&T zijn ongeveer gelijk aan gelijkwaardige lineaire toleranties - de inspectiemethode verandert (CMM in plaats van klemmen), maar de bewerkingsbenadering niet.Het verschil is dat GD&T je functionele onderdelen geeft in plaats van dimensioneel correcte onderdelen die niet werken.

Hetzelfde tolerantie-aanbod kost verschillende bedragen voor verschillende materialen.

Aluminium 6061: De makkelijkste om strakke toleranties te houden. Lage snijkrachten, goede splinterafstand, minimale slijtage van het gereedschap. +/- 0,005 mm is haalbaar op de meeste kenmerken onder 100 mm.

Roestvrij staal 304De slijtage van het gereedschap versnelt en de eerste 10 onderdelen kunnen +/- 0,01 mm vasthouden terwijl het 50ste deel naar 0,02 mm dringt omdat de inzet versleten is.Strenge toleranties op SS vereisen agressieve werktuigwisselingsschema's.

Titanium Ti-6Al-4VHet materiaal vecht terug. Springback na het snijden betekent dat de afgewerkte dimensie iets groter is dan de gesneden dimensie.Maar het voegt set-up tijd. +/- 0,01 mm is realistisch. +/- 0,005 mm vereist boor of slijpen.

PEEKHet is een zeer belangrijk onderdeel van het proces, want het is een zeer belangrijk onderdeel van het proces, en het is een belangrijk onderdeel van het proces.Laat het 2 uur zitten om te evenwichten, meten, dan een snijdood maken.

Na het bewerken van tienduizenden onderdelen, is dit de aanpak die de beste resultaten oplevert tegen de laagste kosten:

1. Specificeer alleen strenge toleranties waar die van belang zijn.Montage-interfaces, lagers, afdichtingsoppervlakken: deze verdienen +/- 0,005 mm tot +/- 0,01 mm. Alles anders? +/- 0,05 mm is waarschijnlijk prima.Een niet-kritische wanddikte heeft niet dezelfde tolerantie nodig als een lagerboor.
2. Gebruik GD&T voor functionele relaties.Als twee kenmerken moeten worden uitgelijnd, geef dan positie of concentrisiteit in relatie tot een datum aan.
3. Verantwoordelijkheid voor materieel gedrag.Als het ontwerp het toelaat, kies dan voor materialen die gemakkelijker nauwkeurig te bewerken zijn.
4. Specificeer de tolerantie, niet het proces.Schrijf niet "grind to +/-0.005mm" schrijf "+/-0.005mm" en laat de winkel beslissen of CNC-frees, jig boring of slijpen de meest kosteneffectieve methode is.Soms kan een vakman met een scherpe molen 0.005mm op een freescentrum, en slijpen zou overdreven zijn (en duurder).
5. Geef een functionele beschrijving.Als u ons zegt: "Deze boor heeft een 6205 lager bij een lichte pers fit (0,01-0,02 mm interferentie), " kunnen we de boor passend tolereren (35.00-35.01 mm) en selecteer de bewerkingsmethode die het betrouwbaar houdtWe hebben geen +/- 0,001 mm uitroep nodig om je lager te passen.

Een tekening met 200 tolerantie-oproepen, waarvan de helft +/- 0,005 mm, maakt je ontwerp niet robuust. Het maakt je onderdelen duur en je levertijden lang.De beste tolerantie strategie is die die elke dimensie zo veel als de functie toestaat loslaat en alleen die strikt die echt uitmaken.

We hebben projecten gezien waar het loslaten van 80% van de toleranties van +/-0,01mm tot +/-0,05mm de onderdeelkosten met 30% verlaagt met nul impact op de assemblage kwaliteit.zeehondengezichtenDe relatie tussen de gegevens bleef strak, alles was losgelaten.

Tolerantie is niet om alles strak te maken, maar om precies te weten wat strak moet zijn en alles anders te laten ademen.