تحمل ماشینکاری CNC: هر آنچه که باید بدانید

فهرست مندرجات

صرف نظر از اینکه چه چیزی تولید می کنید، تحمل دستگاه CNC عامل مهمی است که باید در طول فرآیندهای خود در نظر بگیرید. اما برای درک همه چیزهایی که در طول این فرآیند تولید از شما خواسته می شود، ابتدا باید درک کنید که تحمل چیست، انواع آن و نحوه اندازه گیری آنها.

تلورانس ها چیست؟

La تحمل ماشین های CNC به مقدار مجاز مجاز برای هر قطعه ساخته شده اشاره دارد. حد قابل قبولی را تعیین می کند که قطعه مورد نظر می تواند از پارامترهای مورد انتظار خارج شود یا از پارامترهای مورد انتظار خارج شود بدون اینکه کیفیت آن به خطر بیفتد.

به آن به عنوان نوعی کمک هزینه نگاه کنید، مانند آنچه ما در خیاطی داریم. هنگام ساخت لباس، خیاط ها یا طراحان جایی برای خطا می گذارند که به آن اجازه می دهند. این مقدار باعث می شود که اگر پارچه مورد نظر خیلی تنگ است، بتوان آن را متناسب با لباس پوشنده تنظیم کرد. 

در مهندسی، تلورانس درجه خطای مجاز است که به سازندگان اجازه می دهد از طرح اصلی منحرف شوند و بدون از دست دادن طرح، فضایی را برای تغییرات ایجاد کنند. این تلرانس نقش بسیار زیادی در روند مونتاژ بازی می کند. 

محاسبه و بیان تلورانس های ماشینکاری

برای درک صحیح از تحمل ماشینکاری CNC محاسبات، اجازه دهید اصطلاحات رایجی را که ممکن است با آنها روبرو شوید را بررسی کنیم.

اندازه پایه

قبل از تولید قطعات ماشین آلات، تیم سازنده همیشه یک اندازه مشخص برای هر مورد دارد. این اندازه را اندازه پایه می نامند. با این حال، اغلب در طول فرآیند تولید واقعی تغییر می کند. بنابراین، اندازه اصلی یک نقطه شروع است که ابعاد مورد نظر طراحی را توصیف می کند و فضایی را برای تحمل در طول مسیر ایجاد می کند. 

اندازه واقعی

اندازه واقعی ابعادی است که پس از تکمیل فرآیند تولید به دست می آید. بر خلاف اندازه اصلی که بیشتر شبیه حدس و گمان عمل می کند، اندازه واقعی هر قطعه ساخته شده عملی تر و واقعی تر است. طراحان، در این مرحله، سعی می کنند اطمینان حاصل کنند که تفاوت کمی بین اندازه اصلی و اندازه واقعی وجود دارد و آنها را تا حد ممکن از نظر ابعاد نزدیک می کنند. 

محدودیت

در تولید، محدودیت ها مرزهایی هستند که تعیین می کنند قطعات یا اجزای یک محصول تولیدی چقدر می توانند بزرگ یا کوچک باشند. دو نوع محدودیت وجود دارد: حد بالا و حد پایین. محدودیت های بالایی به بزرگ ترین اندازه ای که یک قطعه مجاز است اشاره دارد، در حالی که حد پایینی کوچکترین اندازه ای است که یک قطعه مجاز است. هر قطعه ای که خارج از این محدودیت ها باشد قابل استفاده نیست. 

انحراف

اصطلاح "انحرافات" اندازه گیری میزان تفاوت یک قطعه با اندازه مورد نظر است. این به سازندگان کمک می کند تا تعیین کنند که آیا یک قطعه بزرگتر یا کوچکتر از پیش بینی آنها است. بنابراین، در حالی که اندازه اصلی امکان تغییرات در طول تولید را فراهم می کند، انحراف به ما می گوید که محصول نهایی چقدر با آنچه در ابتدا برنامه ریزی شده بود متفاوت است. 

این انحراف بر دو نوع است: انحراف بالا و پایین. انحراف بالا نشان می دهد که یک محصول چقدر بزرگتر از اندازه برنامه ریزی شده آن است. برای محاسبه این، حد بالایی (یعنی بزرگترین اندازه ای که یک قطعه مجاز است) را از اندازه اصلی کم کنید.

به طور مشابه، انحراف پایین‌تر اندازه‌گیری می‌کند که چقدر یک قطعه مجاز است از اندازه مورد نظر خود کوچک باشد. شما می توانید این نوع انحراف را با کم کردن حد پایین (کوچکترین اندازه مجاز یک قطعه) از اندازه اصلی محاسبه کنید. 

تاریخ

مبنا خط مرجعی است که برای کالیبراسیون تجهیزات اندازه گیری استفاده می شود. این است که تلرانس ماشین های CNC خط استوا نسبت به جغرافیا چیست. هر دو خط خیالی هستند. بنابراین، برای اندازه گیری اجزای مورد نیاز برای ساخت، باید از یک نقطه خاص شروع کنید. این نقطه نقطه ای است که سازندگان تمایل دارند از آن به عنوان نقطه شروع استفاده کنند. هدف این است که اطمینان حاصل شود که همه چیز در جای مناسب و اندازه مناسب است. 

حداکثر مواد و حداقل مواد مورد نیاز

حداکثر شرایط مواد (MMC) و حداقل شرایط مواد (LMC) دو مورد مهمی هستند که در تلرانس های ماشینکاری باید در نظر گرفته شوند. MMC زمانی اتفاق می‌افتد که قطعه تولید شده دارای حداکثر مواد مجاز باشد، در حالی که LMC زمانی اتفاق می‌افتد که کمترین مقدار را داشته باشد. 

محاسبه تحمل

برای توضیح اینکه چگونه می توانیم دقیق محاسبه کنیم تلورانس های معمولی دستگاه CNCاجازه دهید از یک پیچ با قطر 15 میلی متر برای مرجع استفاده کنیم. اما پس از آن، ما همچنین باید حد بالایی و پایینی این پیچ را تنظیم کنیم. بنابراین، فرض کنید که حد بالا 10 میلی متر و حد پایین 6 میلی متر است. در مرحله بعد، حد پایین را از حد بالایی کم می کنیم تا تلورانس را به دست آوریم که در زیر بیان شده است:

تحمل (t): حد بالایی – حد پایینی

t: 10 میلی متر - 6 میلی متر = 4 میلی متر

با توجه به موارد فوق، می توان گفت که 4 میلی متر محدوده قابل قبولی است که در آن قطر پیچ ما می تواند متفاوت باشد. 

انواع متداول تلورانس ها در ماشینکاری CNC

 

در حالی که لیست بی پایانی از تلورانس های ماشینکاری وجود دارد، این موارد در بالاترین جدول قرار دارند:

تحمل استاندارد

تلرانس استاندارد، که به عنوان تحمل عمومی نیز شناخته می شود، به تحمل منظم مجاز برای قطعات معمول ماشین اشاره دارد. بنابراین، هر زمان که نقشه مهندسی برای ابعاد خاصی پیش بینی نشده باشد، سازندگان به این تلورانس های استاندارد روی می آورند. 

در عمل اینها تحمل ماشینکاری استاندارد CNC قوانین بین المللی را رعایت کنید و هر منطقه دستورالعمل های خاص خود را دارد. به عنوان مثال، در اروپا، استاندارد ISO 2768 است، در حالی که در ایالات متحده، استاندارد ASME Y14.5 است. این تلورانس‌های استاندارد به ساده‌سازی فرآیند ماشین‌کاری و اطمینان از ثبات و کارایی در سراسر کشور کمک می‌کنند، حتی در جایی که نقشه‌های مهندسی الزامات خاصی را ارائه نمی‌کنند.  

تحمل دوجانبه

تلورانس دو طرفه به خود مربوط به تقارن است و امکان تغییرات از زوایای مختلف را فراهم می کند. برخلاف تلورانس‌های یک‌طرفه، که در آن انحراف مجاز فقط می‌تواند در یک جهت باشد، تلورانس دوطرفه می‌تواند در هر دو طرف (مثبت و منفی) بعد پایه بازی کند. 

ابعاد هندسی و تحمل (GD&T)

این سیستم در مقایسه با تلورانس استاندارد پیچیده‌تر است. در حالی که ابعاد استاندارد و تلرانس شکل اصلی یک قطعه ماشین و تحمل آن را پوشش می‌دهد، GD&T نه تنها با مشخص کردن ابعاد، بلکه با ارائه ویژگی‌های هندسی دقیقی که این ابعاد برای آنها اعمال می‌شود، قدمی فراتر می‌برد. 

میزان تحمل نمایه

برای درک درست تحمل پروفایل، ابتدا باید یک خط نمایه را شناسایی کنیم. خط پروفیل خطی است که از سطح مقطع قطعه کار می گذرد و در نهایت شکل آن را مشخص می کند. 

تلرانس پروفیل خود محدوده قابل قبول این خط را تعیین می کند و در واحدهای ابعادی مانند میلی متر یا اینچ اندازه گیری می شود. بنابراین، برخلاف سایر تلورانس ها، این یکی نه تنها اندازه و ابعاد یک قطعه، بلکه شکل و منحنی آن را نیز تنظیم می کند تا اطمینان حاصل شود که معیارهای طراحی دقیق را برآورده می کند.

مداراهای جهت گیری

تلورانس جهت گیری به چگونگی انحراف شکل قطعه کار از طرح اولیه مربوط می شود. این انحراف بر حسب درجه اندازه‌گیری نمی‌شود، همانطور که ممکن است هنگام برخورد با زاویه‌ها انتظار داشته باشیم، بلکه در واحدهای ابعادی مانند میلی‌متر یا اینچ اندازه‌گیری می‌شود.

تحمل های فرم

همانطور که از نامش پیداست، تحمل فرم به ویژگی های فیزیکی یک قطعه می پردازد. بنابراین، در اینجا، به جای ابعاد، ما در مورد ابعاد صحبت می کنیم تحمل صافی مورد انتظار در دستگاه CNC. همچنین می تواند به گردی یا صاف بودن آن گسترش یابد. هدف این است که اطمینان حاصل شود که شکل فیزیکی قطعه تولید شده شبیه مشخصات طراحی است. مانند تلورانس شرقی، در اینجا نیز با میلی متر یا اینچ سر و کار داریم. 

تحمل ها را محدود کنید

در ماشینکاری CNC، تحمل محدود به عنوان یک راهنما برای تعیین ابعاد قابل قبول عمل می کند. تحمل حد از یک مقیاس دو بعدی برای تعیین حد بالا و پایین ابعاد یک قطعه استفاده می کند. 

حد بالایی حداکثر اندازه گیری قابل قبول است، در حالی که حد پایین نشان دهنده حداقل است. این محدودیت ها را به عنوان مرزها ببینید - هر چیزی که بین آنها اندازه گیری شود در محدوده قابل قبول در نظر گرفته می شود. به عنوان مثال، تحمل حد 0.55 تا 0.65 میلی متر به این معنی است که حد بالایی 0.65 میلی متر و حد پایینی 0.55 میلی متر است. اگر اندازه گیری نهایی در این محدوده قرار گیرد، قطعه با معیارهای دقت مطابقت دارد.

تحمل مکان

این تلورانس هرگونه تغییر در ویژگی‌های خاص یک قطعه ماشین را از موقعیت مورد نظرش برطرف می‌کند. این شامل درک اینکه چگونه برخی از عناصر ممکن است به طور طبیعی از مکان تعیین شده خود منحرف شوند. 

بنابراین، برای مثال، اگر قرار است یک صفحه فلزی صاف در یک موقعیت خاص سوراخ داشته باشد. تحمل مکان ماشین‌های CNC طیف وسیعی از انحرافات را از این موقعیت ممکن می‌سازد. 

تلورانس های یک طرفه

تحمل یکطرفه فراهم می کند که انحرافات مجاز فقط می توانند در یک جهت رخ دهند. یعنی این انحرافات فقط می تواند افزایش یا کاهش از بعد اصلی باشد و نه هر دو. 

تحمل های فرار

تحمل خروج تغییرات مجاز را تعریف می کند که می تواند هنگام چرخش یک ویژگی حول یک نقطه مرکزی رخ دهد. بنابراین، به عنوان مثال، ما در حال ساخت یک دوک یا یک چرخ هستیم و به آن نیاز داریم که بدون لرزش یا انحراف بیش از حد به آرامی بچرخد. تحمل خروج خروجی برای اطمینان حاصل می شود که، برای مثال، همانطور که چرخ یک چرخش کامل را کامل می کند، هر گونه تغییر در موقعیت آن در محدوده مجاز باقی می ماند.

تحمل نابرابر

تلورانس‌های نابرابر معمولاً به عنوان اصلاح‌کننده U شناخته می‌شوند و با حرف «U» که در یک دایره محصور شده است نشان داده می‌شود. آنها زمانی وارد بازی می شوند که ایجاد یک قطعه خاص مستلزم تحمل یک طرفه نابرابر باشد.

عواملی که باید هنگام انتخاب تلورانس ماشین CNC در نظر گرفت

وقتی نوبت به انتخاب مناسب می رسد تحمل دستگاه CNC برای سیستم تولید خود باید موارد زیادی را در نظر بگیرید. هر یک از این عوامل نقش ویژه ای در تعیین اینکه آیا محصول تولیدی شما الزامات تعیین شده ای را که باید برآورده کند یا خیر، ایفا می کند. در اینجا چند فاکتور وجود دارد که ممکن است قبل از انتخاب تلورانس دستگاه CNC در نظر بگیرید:

1. آیا به تحمل شدید نیاز دارید؟

اینکه آیا شما باید به سمت تحمل شدید بروید یا نه به نیازهای خاص پروژه تولید شما بستگی دارد. اکنون، در ظاهر، ممکن است منطقی باشد که به سمت تحمل شدید بروید تا بتوانید دقت بهتری کسب کنید.

اما توجه داشته باشید که این تصمیم بهای خواهد داشت: هزینه های بالاتر و ساعات تولید طولانی تر. بنابراین، قبل از تصمیم گیری (گران قیمت) ارزیابی کنید که آیا تولید شما می تواند بدون تحمل سخت ادامه یابد یا خیر. 

2. هزینه

ایجاد تعادل بین تحمل و هزینه برای مدیریت موثر منابع برای شما مهم است. اکثر تولیدکنندگان به دنبال بهترین تلورانس هستند که با بودجه آنها مطابقت داشته باشد، و این رویکردی است که شما ممکن است انتخاب کنید. 

3. روش های ماشینکاری

نوع ماشینی که در طول ساخت استفاده می کنید می تواند بر تحمل محصول نهایی شما تأثیر بگذارد. بنابراین، کاری که می توانید انجام دهید این است که قبل از شروع به کار، سطح تحمل ماشین های خود را بررسی کنید. از خودت بپرس، یک دستگاه CNC چه تحملی می تواند انجام دهد؟ سپس، از پاسخ به عنوان یک راهنما یا نقطه مرجع برای تعیین بهترین تحمل برای تولید خود استفاده کنید. 

4. زبری سطح

مواد تولیدی مختلف دارای انواع مختلفی از بافت های سطحی هستند که می تواند بر تحمل معمولی دستگاه CNC تأثیر بگذارد. بنابراین، هنگامی که برای تحمل سخت هدف قرار می گیرید، ممکن است بخواهید سطح زبری سطحی را که با آن کار می کنید در نظر بگیرید. به این ترتیب می توانید مشکلات را پیش بینی کنید و بر اساس آن عمل کنید. به عنوان مثال، کار با سطوح صیقلی بسیار آسان تر از سطوح خشن تر است. 

5. بازرسی

کنترل کیفیت بخش مهمی از هر فرآیند تولیدی است و تحمل دستگاه CNC را نیز پوشش می دهد. کاری که این بازرسی انجام می دهد این است که بررسی کند و ببیند آیا محصولات نهایی با تلورانس های مشخص شده مطابقت دارند یا خیر. اکنون، انتخاب تلرانس محدود به این معنی است که زمان مورد نیاز برای بازرسی به طور قابل درک طولانی تر خواهد بود و بالعکس. بنابراین، قبل از انتخاب خود، این را در نظر داشته باشید.

چگونه تحمل مناسب را پیدا کنیم

در اینجا چند روش برای انتخاب تلرانس مناسب برای ماشینکاری CNC آورده شده است:

از یک شرکت ماشینکاری CNC معتبر استفاده کنید

برون سپاری پروژه خود به یک شرکت ماشینکاری CNC قابل اعتماد می تواند به رفع این مشکل کمک کند. با تکیه بر متخصصان، می توانید در مورد مناسب ترین تلورانس ها برای فرآیند تولید خود مشاوره دریافت کنید. بعلاوه، یک حرفه ای خوب باید تجهیزات پیشرفته ای داشته باشد تا مطمئن شود که بهترین نتایج را به دست می آورید. یک شرکت معتبر نیز باید دارای یک نمودار تحمل دستگاه CNC که این روند را آسان تر و سریع تر می کند.

تحمل ها را خودتان محاسبه کنید

شما نیز می توانید بهترین تلورانس را برای استفاده محاسبه کنید. اما ابتدا باید عملکرد مورد نظر قطعه ای را که قصد ساخت آن را دارید مشخص کنید. این پایه و اساس را برای تصمیم گیری در مورد تحمل دستگاه CNC ایجاد می کند. 

در مرحله بعد، در نظر بگیرید که چگونه عملکرد آن قسمت با تلورانسی که در ذهن دارید همسو می شود. برخی از تولیدات ممکن است به تحمل سخت تری نیاز داشته باشند، در حالی که برخی دیگر ممکن است با تحمل ضعیف تر بدون به خطر انداختن استانداردها به خوبی کار کنند. 

هنگامی که همه اینها را مشخص کردید، سپس می توانید از قوانین عمومی استاندارد که برای محاسبات تحمل اعمال می شود استفاده کنید. 

از استانداردهای بین المللی برای تحمل ماشینکاری استفاده کنید

با پیروی از معیارهای شناخته شده بین المللی، می توانید اطمینان حاصل کنید که ماشینکاری CNC شما با استانداردهای صنعت سازگار است. بنابراین، بررسی کنید که کدام استانداردهای بین المللی متناسب با نیازهای پروژه و صنعت خاص شما هستند. به عنوان مثال، اگر لباس شما در اروپا است، به ISO 2768 پایبند باشید. اما اگر در ایالات متحده هستید، ASME Y14.5 قابل قبول تر است. 

نکاتی برای تحمل سخت تر ماشینکاری CNC

در اینجا چند دستورالعمل وجود دارد که به شما کمک می کند به سخت تر برسید تحمل ماشینکاری CNC:

از ماشین های CNC با کیفیت استفاده کنید

سرمایه‌گذاری در ماشین‌های CNC با کیفیت برتر یکی از راه‌هایی است که می‌توانید به تلرانس‌های سخت دست یابید. بنابراین، هنگام انتخاب ماشین ها، ویژگی ها، دقت و قابلیت اطمینان آنها را بررسی کنید. این تضمین می کند که محصول تولیدی سطوح تحمل مورد نیاز را برآورده می کند. 

ابزار برش مناسب را انتخاب کنید

انتخاب ابزارهای برش مناسب نیز راه دیگری برای رسیدن به تحمل محکم است. بسته به نوع مواد و نیازهای ماشینکاری، این ابزارها می توانند بر دقت محصول نهایی تأثیر بگذارند. بنابراین، به ویژگی هایی مانند سرعت برش، پوشش ها، هندسه ابزار و غیره توجه کنید. 

تامین کنندگان مواد خوب را دریافت کنید

کیفیت مواد خامی که استفاده می کنید مستقیماً بر نتایج ماشینکاری CNC شما تأثیر می گذارد. بنابراین، برای دریافت بهترین مواد، با تامین کنندگان مواد معتبر که به دلیل ارائه مواد با کیفیت بالا شناخته شده اند، شریک شوید. 

ماشینکاری را در محیطی با دمای کنترل شده انجام دهید

تفاوت دما می تواند بر ابعاد قطعات ماشینکاری شده شما تأثیر بگذارد. بنابراین، انجام ماشینکاری در محیطی با دمای کنترل شده می تواند بر تأثیر نوسانات دمایی شما تأثیر بگذارد. در جایی که دماها ثابت هستند، می توانید شرایط ماشینکاری پایداری داشته باشید و به نوعی دقت محصول نهایی خود را پیش بینی کنید.

استخدام نیروی کار ماهر

کارگران ماهر نیز در دستیابی به تحمل‌های سخت نقش دارند. بنابراین، هنگام استفاده از اپراتورهای ماشین، به دنبال تجربه و کسانی باشید که درک عمیقی از تلورانس ماشین CNC دارند. تخصص آنها تا حد زیادی بر نتیجه فرآیند تولید شما تأثیر می گذارد.

دارندگان ابزار تعادل

به طور منظم نگهدارنده ابزار خود را متعادل کنید تا لرزش ها در حین کار کاهش یابد، زیرا این ارتعاشات می تواند بر دقت فرآیند ماشینکاری CNC شما تأثیر بگذارد. اما با نگهدارنده ابزار متعادل، می توانید عملیات برش نرم تری داشته باشید و به تحمل دلخواه خود برسید.

دستگاه های CNC خود را به طور منظم نگهداری و کالیبره کنید

تعمیر و نگهداری منظم و کالیبراسیون دستگاه های CNC شما عملکرد ثابت را تضمین می کند. بنابراین، تعمیر و نگهداری معمولی را به برنامه خود اضافه کنید تا زودهنگام فرسودگی و فرسودگی دستگاه های خود را دریافت کنید و طول عمر تجهیزات خود را افزایش دهید.

اجرای کنترل های کیفی قوی

قبلاً در مورد اهمیت کنترل کیفیت برای ماشینکاری CNC صحبت کردیم. در طول فرآیند تولید خود، فضا را برای اقدامات کنترل کیفیت قوی باز کنید. برای مثال، می‌توانید بازرسی‌های منظم و آزمایش‌های دقیق انجام دهید تا خطاها را در مراحل اولیه تشخیص دهید. همچنین، می توانید ضبط خود را امتحان کنید بازخورد دستگاه تحمل CNC در طول زمان به شما کمک می کند تا فعالیت های خود را پیگیری کنید و کنترل های کیفیت بهتری را اجرا کنید.

اهمیت تحمل ماشینکاری CNC

تحمل ماشینکاری CNC بیش از یک اصطلاح فنی در فرآیند تولید است. نقش مهمی در تعیین کیفیت، عملکرد و قابلیت اطمینان کار تمام شده شما دارد. 

در ماشینکاری CNC، جایی که دقت همه چیز است، تحمل خط باریکی بین ایجاد خطا و تولید کار عالی است. قابل درک است که هر کار ساخته شده دارای برخی خطاها است، به همین دلیل است که ما برای آنها پیش بینی می کنیم.

با این حال، تحمل به عنوان محافظی در برابر انحرافات بیش از حد از طرح اصلی است، زیرا انحرافات بیش از حد می تواند یکپارچگی محصول نهایی را به خطر بیندازد. انحرافات عموماً عواقب شدیدی دارند، اما تحمل ماشینکاری CNC می تواند به جلوگیری از این خطاها به طور کامل کمک کند.  

نتیجه

فرآیند تولید بدون تحمل ماشینکاری کامل نمی شود. برای اطمینان از اینکه محصولات شما با سطوح تحمل توصیه شده مطابقت دارند، باید دستورالعمل هایی را که در این راهنما مورد بحث قرار دادیم در نظر بگیرید. اما اگر هنوز در مورد اقداماتی که باید انجام دهید مطمئن نیستید، ما می‌توانیم به آسان‌تر کردن کارمان کمک کنیم. امروز با ما تماس بگیرید!

تنظیمات برگزیده کوکی ها را به روز کنید
رفته به بالا