Supratimas apie CNC apdirbimo tikslumą (GD&T pagrindai + realūs gamyklos pavyzdžiai)

Kai inžinieriai kalba apie „tikslumą“, jie dažnai turi omenyje ribotus nuokrypius, tačiau iš tikrųjų leistini nuokrypiai labai skiriasi priklausomai nuo detalės geometrijos, apdirbimo būdo ir medžiagos stabilumo. Mūsų CNC dirbtuvėse daugiau nei 62 % atmestų detalių kyla dėl neaiškių tolerancijų nurodymų, o ne dėl apdirbimo klaidų.
Šis straipsnis pateikia GD&T pagrindai , paplitę CNC tolerancijų lygiai , ir realūs gamyklos atvejai kad galėtumėte išvengti brangaus perdarbo.

---

Kas yra CNC apdirbimo tolerancijos?

CNC apdirbimo tolerancijos nustato, koks nuokrypis nuo nominalaus matmens yra leidžiamas detalei. Vietoj to, kad manytume, jog „±0,01 mm išsprendžia viską“, protingiau projektuoti tolerancijas, atitinkančias funkcines reikalavimus ir apdirbimo galimybes.

Paplitę tolerancijų tipai apima:

• Matmenų tikslumas (±) — matmenų nuokrypis

• Geometriniai tikslumai (GD&T) — forma, orientacija, padėtis

• Paviršiaus profilio tikslumas — sudėtingi paviršiai

• Išilgėjimas — su sukimosi susiję bruožai

Kodėl inžinieriai per daug tikslina reikalavimus

Iš mūsų apdirbimo žurnalo (2024–2025), pernelyg griežti reikalavimai padidino:

• Vieneto kainą 18–32%

• Privalomas laikas 2–4 dienomis

• Atmetimo norma 8 % (ypač plonose aliuminio sienelėse)

---

Pagrindiniai GD&T simboliai, kuriuos privalote suprasti

Žemiau pateikiamas supaprastintas apžvalgos, paremtos tuo, ką mes dažnai apdirbame:

GD&T praktinėje apdirbimo technikoje

Pavyzdžiui, kartą klientas nurodė statmenumas 0,005 mm (0,0002") šis reikalavimas buvo tinkamas apdirbimui tik po to, kai:

• Pereita prie dvipusės sukimo įveržiamosios

• Apdirbimas galiniaiu keturiais dantimis karbido įrankiu

• Galutinis paviršiaus nuskalavimas 0,2 mm gylyje

Iki šio optimizavimo, 36 % detalių nepateko CMM patikros .

---

Standartiniai CNC tikslumo diapazonai (pagrįsti realiais gamyklos duomenimis)

Skirtingi CNC procesai pasiekia skirtingą tikslumo lygį:

1. CNC trypimas

• Bendras tolerancijos intervalas: ±0.05 mm

• Tiksli aliuminio frezavimas: ±0,01–0,02 mm

• Plonos sienelės (<1,5 mm): ±0,10–0,20 mm (medžiagos išlinkimas)

Gamyklos pavyzdys:
6061 aliuminio atrama su 1,2 mm sienelėmis reikalavo ±0,05 mm plokštumos. Iš tikrųjų pasiekta: ±0,10 mm , net sumažinus padavimo greitį. Pagrindinė priežastis nebuvo mašinoje – tai buvo detalės standumas.

---

2. CNC sukimas

• Standartiniai velenai: ±0,01 mm

• Guolių pasirinkimas: ±0.005 mm

• Koncentriškumas: 0,01 mm tipiškai

Pavyzdys:
Pasiekėme Ra 0,8 μm ir 0,004 mm apvalumą nerūdijančio plieno 304 velenams (Ø12 mm), Ra 0,8 μm ir 0,004 mm apvalumas , tačiau tik pakeitus į Cbn įstrygys . Pradiniai kietmedžio įterpikliai sukėlė šiluminio išsiplėtimo klaidas 0,01–0,02 mm .

---

3. Medžiagos poveikis tarpams

Realus atvejis: Nyloninis krumpliaratis buvo išmatuotas idealiai po apdirbimo, tačiau padidėjo 0,12 mm praėjus 48 valandoms esant 60 % drėgnumui. Dėl plastikų mes visada pakartotinai matuojame po stabilizacijos.

---

Kaip pasirinkti tinkamus CNC tarpinius (žingsnis po žingsnio)

Žingsnis 1: Nustatykite funkcines paviršių sritis

• Guoliai? → ±0,005–0,01 mm

• Dekoratyviniai paviršiai? → ±0,10 mm

Žingsnis 2: Priderinkite tarpinį prie apdirbimo proceso

Jei reikia plokštumoje 0,01 mm 120 mm plokštėje, vien CNC frezavimas to nepasieks— grinding yra reikalingas.

Žingsnis 3: Venkite grandininio tarpinio

Mes dažnai sujungiame matmenis arba nurodome vieną duomenį, kad būtų išlaikytas minimalus tolerancijų kaupimosi dydis.

4 žingsnis: Pridėkite GD&T tik ten, kur tai būtina

Dešimtyje pavarų dėžės korpusų mes apdirbome, 7 iš 13 GD&T nurodymų buvo nefunkcionalūs. Jų pašalinimas:

• Sumažino sąnaudas 27 %

• Sumažino gamybos laiką 3 dienoms

5 žingsnis: Leiskite tikrinimo būdui nustatyti toleranciją

Jei klientas reikalauja CMM + profilio , galime išlaikyti tikslesnes tolerancijas nei naudodami rankinius kalibrus .

---

Dažnos tolerancijos problemos (ir tikrosios sprendimai)

skylių neatitikimas po surinkimo

Priežastis: Tikroji pozicija per griežta arba nepaisoma
Sprendimas:

• Pridėkite GD&T pozicijos žymėjimą

• Naudokite griovimo apdailą po CNC gręžimo

• Pereikite prie 4 ašių apdirbimo

2. Deformacijos plonuose aliuminio detalių

Priežastis: Vidinė įtampa dėl rakinimo
Sprendimas (mūsų patikrintas darbo procesas):

1. Rakinimo eiga (palikti 0,5–0,8 mm atsargą)

2. Įtempimo mažinimas (2–3 valandos)

3. Galutinis apdorojimas

Išlinkimas sumažėjo nuo 0,30 mm → 0,08 mm .

3. Nesuderintas paviršiaus apdorojimas

Priežastis: Įrankio virpėjimas arba nusidėvėjęs įrankis
Sprendimas: Sumažinkite žingsnį iki 8–12 % ir naudokite subalansuotus įrankių laikiklius.

---

Rekomenduojami tarpiniai matmenys tipiškoms CNC detalėms

---

Kontrolinis sąrašas: Prieš siunčiant CNC brėžinį gamyklei

✓ Įtraukti aiškią GD&T

Padėtis, statmenumas, plokštuma.

✓ Pažymėkite kritines ir nekritines dimensijas

Sumažina iki 30%.

✓ Nurodykite apžiūros metodą

Kalibras / mikrometras / CMM.

✓ Patvirtinkite medžiagų matmeninę stabilumą

Ypač plastikus ir nerūdijantį plieną.

✓ Paprašykite DFM tarpinių verčių analizės

Mūsų parduotuvė paprastai siunčia tarpinių verčių realizuojamumo ataskaitą per 24 valandos .

---

Išvada

Suprantant CNC apdirbimo tarpines vertes nereiškia daryti visko „kam tiksliau“ – tai reiškia pasirinkti tokias tarpines vertes, kurios atitiktų funkcija , medžiagos elgsena , ir tikrąjį apdirbimo pajėgumą .
Kai GD&T taikoma teisingai, gamintojai gali sumažinti perdarbus, pagerinti vientisumą ir žymiai sumažinti sąnaudas.

Jei reikia pagalbos derinant brėžinį arba tikrinant tiksliumo galimybes, galiu parengti DFM ataskaitą pagal jūsų esamą projektą.