更严格的 CNC 零件公差如何影响设计和生产?

小夏 军事 更新 2024-02-01

公差是零件的尺寸偏差的允许范围,基于其形状、配合和功能。 该术语用于定义组件测量的精度。 它定义了基础测量允许的变化或偏差量,尤其是 CNC 加工零件的尺寸。

为了减少这些偏差,在 CNC 加工中使用标准公差。 除非设计人员另有说明,否则塑料件的公差为+-010'',金属零件的公差为+-005''。尽管如此,零件所需的精度越高,其公差就越严格(例如+-..)0004英寸)。

一个反复出现的问题是,更严格的 CNC 零件公差是否会影响零件的生产和设计。 答案是响亮的“是”! 对设计和生产的最大影响可能来自严格的公差。

更严格的公差导致更高的生产成本

公差水平会影响加工周转时间,刀具也会影响其成本。 为什么? 更严格的公差通常更有可能导致废品增加、使用特殊的测量工具和额外的夹具。 对更严格公差的需求也会降低加工速度,从而延长生产周期时间。

因此,根据所需的公差水平及其几何形状,与达到标准公差水平相比,寻求更严格的零件公差可能会使设计和生产成本增加一倍。

更严格的公差可能会增加成本的三种方式

制造零件的更严格的公差会以三种主要方式增加生产成本。 它们包括;

1.使用专用且昂贵的工具

如果需要专用工具来达到所需的公差和精度,则使用此类工具会增加生产成本。

2.进行昂贵的测试

对于公差严格的CNC零件,需要进行彻底的检查。 无论测试是由人工完成还是自动控制,这都需要更多的时间和精力。 有时,由于严格的公差,必须检查每个零件,任何不符合规格的零件都必须被剔除,即使它本来可以使用。 因此,这种高分拣率和废品率也会影响零件的质量,使其更高。

3.其他流程

CNC零件的公差要求越严格,通常需要更多的工艺、设备和工具,从而增加生产成本。 例如,当涉及到金属所需的表面光洁度时,磨削、珩磨和精炼等二次操作成本高昂,只应在必要时进行。

更严格的公差需要对制造工艺进行修改。

如果您选择比行业标准更严格的公差,CNC 零件的最佳制造工艺可能会发生变化。 其原因是生产工艺的选择可能会影响更严格的公差。

例如,立式铣床在加工孔时可能会应用一组公差,而在使用车床镗孔时可能会应用另一组公差,从而延长交货时间。 此外,具有不同轴的数控机床的基本公差可能会有所不同。

此外,数控机床可以加工的零件类型取决于其公差。 在某些情况下,零件需要进一步操作才能实现严格的公差。 如果您希望您的产品具有小或非常精细的精加工特征,您可能需要对它们执行几种不同的加工操作。 不同的加工程序也会产生不同的表面粗糙度或性能。 可能需要研磨或研磨以满足更严格的公差标准。

公差的密封性取决于材料

根据材料的不同,制造具有特定公差的产品的复杂性可能会有很大差异。 由于材料在切割时会弯曲,因此通常很难对较软的材料(如热固性塑料和热塑性塑料)保持设定的公差。

给定材料达到的抵抗程度取决于其质量。 这些特征包括:

热稳定性:塑料等非金属经常会遇到热稳定性问题。 这些材料在CNC加工过程中会随着热量的积累而变形,影响零件的公差。

磨蚀性:对于一些含碳量高的CNC加工材料,如碳钢和钛,其磨蚀性使得在保持精度的同时难以达到特定的公差。 这种困难主要是由于需要更换的工具数量过多。

硬度:铝、不锈钢、黄铜和铜等较硬的材料比较软的材料更容易精确加工成公差。 原因是当机器与较软的材料接触时,更容易改变尺寸。 因此,铣削更精细的材料需要耐心。

零件的复杂性和设计

CNC零件设计是控制严格公差的最关键因素。 在设计阶段进行调整不仅可以实现一致、严格的公差,还可以提高质量、提高客户满意度并降低费用。

公差控制会受到零件几何形状、整体尺寸和壁厚规格的影响。 厚壁在其厚截面内会经历不同的收缩率,由于不同截面内的收缩率不同,因此难以保持精确的公差。

更严格的冲击部件检测公差

验证更严格的公差很困难,而且需要更长的时间。 其原因是需要更好的测量设备和检测技术。 此外,生产零件的成本也会上升。

例如,铣削引起的振动会导致颤振。 虽然这些标记可以目视检查,但这需要复杂的检查工具来获得准确的数据,例如标记深度和长度。 这些标记可能会造成破坏,导致组件中的噪音和振动(尤其是在公差更严格的情况下)。

仅在必要时选择

许多人在选择公差时往往过于具体。 选择 0001mm 公差而不是 001mm可造成***两到三次。 更严格的公差需要更细致的制造和进一步的测试,以保证零件的精度。

在某些情况下,需要更严格的公差。 但是,零件公差应主要取决于它们如何协同工作、用途、制造方式以及特征对变化的敏感程度。

CNC加工公差

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