הבנת סובלנות בעיבוד CNC (יסודות GD&T + דוגמאות מפעליות אמיתיות)

כשمهندסים מדברים על "דיוק", הם בדרך כלל מתייחסים לסובלנות – אך האמת היא שדרישות סובלנות משתנות בצורה משמעותית בהתאם לגאומטריה של החלק, שיטת העיבוד והיציבות של החומר. בחנות ה-CNC שלנו, יותר מ 62% מהחלקים שנפסלו נובעים מסובלנות לא ברורה, ולא משגיאות בעיבוד.
המאמר הזה מפרק יסודות GD&T , רמות סובלנות נפוצות ב-CNC , ו מקרים אמיתיים ממפעל כדי לעזור לכם להימנע מתקלות יקרות.

---

מהן סובלנות עיבוד CNC?

סובלנות עיבוד CNC מגדירות עד כמה מותר לסטות מהממד הנומינלי של חלק. במקום להניח ש-"±0.01 מ"מ פותר הכל", חכם יותר לעצב סובלנות המתאימות לדרישות הפונקציונליות ויכולת העיבוד.

סוגי סובלנות נפוצים כוללים:

• סובלנות ממדית (±) — שינוי בגודל

• סובלנות גאומטרית (GD&T) — צורה, כיוון, מיקום

• סובלנות פרופיל פני שטח — שטחים מורכבים

• הפרש ריצה — תכונות הקשורות לסיבוב

למה מהנדסים מגדירים סובלנות מחמירה מדי

מהיומן העיבוד שלנו (2024–2025), סובלנות חמורה מדי גרמה לעלייה ב:

• עלות ליחידה ב-18–32%

• זמן מוביל של 2–4 ימים

• שיעור פסול של 8% (במיוחד בדפנות דקות מאלומיניום)

---

סימני GD&T בסיסיים שעליכם להבין

להלן סקירה מפושטת המבוססת על מה שאנו מכוננים באופן שגרתי:

GD&T בעיבוד מעשי

לדוגמה, פעם ציין לקוח העדר עקמומיות 0.005 מ"מ (0.0002") לפלטה פלטת בסיס מפלדת. דרישה זו הייתה מוכנה לעיבוד רק לאחר:

• מעבר למשבצת דו-תחנתית

• גיזום פנים בעזרת כלים קרביד בעלי 4 שיניים

• גזירה סופית של פני השטח בעומק 0.2 מ"מ

לפני אופטימיזציה זו, 36% מהחלקים כשלו בבדיקת CMM .

---

טווחי סובלנות סטנדרטיים ב-CNC (מבוססים על נתוני מפעל אמיתיים)

תהליכים שונים של CNC מגיעים לרמות דיוק שונות:

1. חיתוך CNC

• סובלנות כללית: ±0.05 מ"מ

• חיתוך אלומיניום מדויק: ±0.01–0.02 מ"מ

• דפנות דקות (<1.5 מ"מ): ±0.10–0.20 מ"מ (עקימת חומר)

דוגמה ממפעל:
סיבוב אלומיניום 6061 עם דפנות בגודל 1.2 מ"מ דרש שטיחות של ±0.05 מ"מ. הדיוק שנשיג בפועל: ±0.10 מ"מ , גם עם קצב תזונה מופחת. הסיבה העיקרית לא הייתה במכונה – אלא בקשיחות של החיזוק.

---

2. סיבוב CNC

• צירים סטנדרטיים: ±0.01 מ"מ

• התאמות Lager: ±0.005 מ"מ

• ריכוזיות: 0.01 מ"מ טיפוסי

דוּגמָה:
עבור צירים מפלדת אל חלד 304 (קוטר 12 מ"מ), הגענו ל- Ra 0.8 μm ו עיגולность של 0.004 מ"מ , אך רק לאחר המעבר ל- אבזם Cbn . חריצי קربيד ראשוניים יצרו שגיאות הרחבה תרמית של 0.01–0.02 מ"מ .

---

3. השפעת החומר על סובלנות

מקרה אמיתי: גלגל ניילון נמדד מושלם לאחר עיבוד אך התרחב 0.12 מ"מ אחרי 48 שעות ברמת רטיבות של 60%. עבור פלסטיק, אנחנו תמיד מבצעים מדידה חוזרת לאחר סיכוך.

---

איך לבחור סובלנות CNC נכונה (שלב אחר שלב)

שלב 1: זיהוי משטחים פונקציונליים

• מיסבים? → ±0.005–0.01 מ"מ

• משטחים קוסמטיים? → ±0.10 mm

שלב 2: התאמת סובלנות לתהליך עיבוד

אם נדרשת שטיחות של 0.01 מ"מ על לוח בגודל 120 מ"מ, לא ניתן להשיג זאת באמצעות חיתוך CNC בלבד— צמצום נדרש.

שלב 3: הסרפת סובלנות שרשרת

לרוב אנו ממזגים ממדים או מפנים לדאטום יחיד כדי לשמור על סכימת סובלנות מינימלית.

שלב 4: הוסיפו GD&T רק כאשר הכרחי

בשגרים של תיבות הילוכים שעשינו עיבוד, 7 מתוך 13 ציונים של GD&T לא היו פונקציונליים. הסרתם:

• חיסכון בעלות ב-27%

• הפחתת זמן ייצור ב-3 ימים

שלב 5: תן לשיטת הבדיקה לכוון את הסובלנות

אם הלקוח מבקש CMM + פרופיל , נוכל לשמור על סובלנות הדוקה יותר מאשר בשימוש ב קליפרס ידני .

---

בעיות סובלנות נפוצות (ופתרונות אמיתיים)

1. חורים לא מתואמים לאחר הרכבה

סיבה: מיקום אמיתי הדוק מדי או התעלמות ממנו
תיקון:

• הוספת קריאה למיקום לפי GD&T

• שימוש בפישוט לאחר קידור CNC

• מעבר לעיבוד 4 צירים

2. עיוות בחלקים דקיקים מאלומיניום

סיבה: מתח פנימי מהמסירה הראשונית
תיקון (הזרימה המוכחת שלנו):

1. מעבר מסירה (השארת מלאי של 0.5–0.8 מ"מ)

2. שחרור מתח (2–3 שעות)

3. סיום סופי

העיוות ירד מ- 0.30 mm → 0.08 mm .

גימור פני שטח לא אחיד

סיבה: רעש כלים או כלים משובשים
תיקון: הפחת את הצעד ל-8–12% והשתמש בערכות אחזקת כלים מאוזנות.

---

סובלנות מומלצת לחלקי CNC טיפוסיים

---

רשימת בדיקה: לפני שליחת תרשים ה-CNC למשנה

✓ כלול GD&T ברורים

מיקום, ניצבות, שטחность.

✓ ציין ממדים קריטיים לעומת לא קריטיים

מפחית עלות עד 30%.

✓ ציין שיטת בדיקה

קליפר / מיקרומטר / CMM.

✓ ודא את יציבות הממדים של החומרים

במיוחד פלסטיק ונירוסטה.

✓ בקש ניתוח סובלנות DFM

החנות שלנו לרוב שולחת דוח התאמת סובלנות תוך 24 שעות .

---

סיכום

הבנת סובלנות עיבוד CNC אינה עניין של להפוך הכול 'הדוק ככל האפשר'—אלא בחירה בסובלנות המתאימה פונקציה , התנהגות חומרית , ו יכולת עיבוד אמיתית .
כאשר GD&T מיושם נכון, יצרנים יכולים לצמצם עבודות חזרה, לשפר עקביות ולצמצם משמעותית עלויות.

אם אתה צריך עזרה באופטימיזציה של תרשים או בדיקת התאמת סובלנות, אני יכול גם ליצור דוח DFM בהתבסס על העיצוב הנוכחי שלך.