Tolerancie CNC obrábania nie sú len otázkou “čím menšie, tým lepšie”. Skutočne cenné tolerančné normy umožňujú komunikáciu medzi návrhom, obrábaním, kontrolou a nákupom v rovnakom jazyku: ktoré rozmery sú len všeobecnými požiadavkami na obrábanie, ktoré uloženie otvoru a hriadeľa sa musí kontrolovať, ktoré chyby tvaru a polohy ovplyvnia montáž a ktorá drsnosť povrchu ovplyvní tesnenie, klznú životnosť alebo únavovú životnosť.
Táto kompilácia sa riadi medzinárodne uznávanými normami, čínskymi národnými normami, japonskými normami JIS, nemeckými normami DIN, americkými normami ASME/ANSI a britskými normami BS. Je vhodná na cenové ponuky CNC súčiastok, kontrolu výkresov, konverziu výkresov so zahraničnými zákazníkmi a komunikáciu o kvalite s dodávateľmi. Hodnoty v tomto dokumente slúžia ako referencia pre technický výber; formálne schválenie by malo byť stále založené na výkresoch zákazníka, zmluvných verziách a pôvodnom texte normy.
I. Čo sa týka najmä tolerančných noriem CNC?
Tolerancie vo výkresoch obrábania sa vo všeobecnosti delia do piatich kategórií:
- Rozmerové tolerancie:Prípustné odchýlky pre rozmery, ako je dĺžka, šírka, výška, šírka drážky, rozstup, priemer otvoru a priemer hriadeľa.
- Všeobecné tolerancie:Ak tolerancie nie sú na výkresoch uvedené samostatne, musia sa dodržiavať štandardné pravidlá jednotne uplatňované v záhlaví, ako napríklad ISO 2768-m.
- Tolerancie montáže:Vôľové uloženie, prechodové uloženie alebo uloženie s presakom medzi otvormi a hriadeľmi, čapmi a otvormi, ložiskovými telesami a vonkajšími krúžkami ložísk, ako napríklad H7/h6.
- Geometrické tolerancie:Rovinnosť, kolmosť, súososť, poloha, profil, kruhová hádzavosť atď. sa bežne označujú ako GD&T alebo ISO GPS.
- Povrchová textúra a drsnosť:Ra, Rz, smer textúry spracovania, odhrotovanie, skosenie, úprava ostrých hrán atď.
II. Systém tolerancií ISO: Najbežnejší základný jazyk v globálnom obchode
ISO 2768 Norma ISO 2768-1 je najbežnejšou všeobecnou tolerančnou normou pre bežné CNC súčiastky. Používa sa pre lineárne a uhlové rozmery, ktoré nie sú jednotlivo špecifikované. Medzi bežné stupne tolerancie patria f, m, c a v, ktoré možno vo všeobecnosti chápať ako presnosť, stredná, hrubá a veľmi hrubá. Mnohé výkresy sa označujú ako “ISO 2768-m” alebo “ISO 2768-mK”. V tomto prípade m určuje lineárne a uhlové rozmery a K zvyčajne zodpovedá geometrickým stupňom tolerancie v staršej verzii normy ISO 2768-2.
ISO 286 Je to základná norma pre uloženie otvoru a hriadeľa a stupne tolerancie IT. Používa písmená na označenie polohy tolerančného pásma a čísla na označenie stupňa tolerancie, napríklad H7, g6 a h6. Bežné kombinácie zahŕňajú H7/h6 pre presné uloženie s vôľou, H7/g6 pre klzné uloženie s malou vôľou, H7/k6 pre prechodové uloženie a H7/p6 pre presné uloženie. Pri výrobe ložiskových puzdier, vodiacich čapov, vodiacich hriadeľov, puzdier a spojok by sa všeobecné tolerancie nemali uvádzať samostatne; malo by sa jasne špecifikovať označenie uloženie alebo horné a dolné medzné rozmery.
ISO 1101 Je to základná norma ISO pre geometrické tolerancie, ktorá zahŕňa symbolický jazyk a interpretačné pravidlá pre tolerancie tvaru, orientácie, polohy a hádzania. V prípade viacotvorových doskových dielov, telies ventilov čerpadiel, upínacích prípravkov, presných puzdier a viacreferenčných zostáv môže jednoduché použitie kladných a záporných rozmerových tolerancií ľahko viesť k nejednoznačnosti. Poloha, rovinnosť, kolmosť a profil často lepšie vyjadrujú funkčné požiadavky.
ISO 8015 Je to základná norma normy ISO GPS, ktorá sa používa na zjednotenie základných konceptov a interpretačných princípov geometrických špecifikácií produktov. Pripomína konštruktérom, že požiadavky na rozmery, tvary, orientácie a polohy by mali byť jasne definované a že nemožno predpokladať, že jedna rozmerová tolerancia automaticky vyrieši všetky geometrické chyby.
ISO 22081 Ide o novšiu všeobecnú geometrickú špecifikačnú normu používanú na definovanie a interpretáciu všeobecných geometrických a rozmerových špecifikácií. Je dôležité poznamenať, že norma ISO 22081 nahradila normu ISO 2768-2; v prípade nových projektov, európskych klientov alebo výkresov, ktoré sa striktne riadia novou verziou normy ISO GPS, je nevyhnutné overiť si u klienta, či akceptuje normu ISO 22081, a nie pokračovať v používaní staršej normy ISO 2768-2.
ISO 14405 Venujte pozornosť definícii a interpretácii merania lineárnych rozmerov. V prípade “rozmerových prvkov”, ako je priemer otvoru, priemer hriadeľa, šírka drážky a vzdialenosť medzi dvoma rovnobežnými povrchmi, môže pomôcť pri návrhu a kontrole objasniť, či ide o dvojbodový rozmer, obalový rozmer, minimálny opísaný rozmer alebo rozmer v štatistickom zmysle.
III. Čínsky tolerančný systém GB/T: Bežne používané korešpondencie v domácom CNC obrábaní
Medzi bežné štandardy v čínskych obrábacích výkresoch patria GB/T 1804、GB/T 1184、GB/T 1800/1801、GB/T 1182、GB/T 4249 Norma GB/T 1804 sa používa hlavne pre nešpecifikované lineárne a uhlové rozmerové tolerancie a jej technický prístup je podobný ako v norme ISO 2768-1; GB/T 1184 sa používa pre nešpecifikované geometrické tolerancie a jej technický prístup zodpovedá staršej verzii normy ISO 2768-2; série GB/T 1800 a GB/T 1801 sa používajú pre medze a uloženie.
V komunikácii v rámci domáceho dodávateľského reťazca bežné nadpisy zahŕňajú frázy ako “Nešpecifikované tolerancie sú v súlade s normou GB/T 1804-m”, “Nešpecifikované geometrické tolerancie sú v súlade s normou GB/T 1184-K” a “Nešpecifikované skosenie C0,5, odhrotovanie ostrých hrán”. Pri exporte dielov európskym alebo americkým zákazníkom sa odporúča zachovať pôvodné normy zákazníka a pred spracovaním sa vyhnúť svojvoľnej úprave výkresov ASME alebo ISO podľa noriem GB/T.
IV. Bežné normy: JIS, DIN, ASME/ANSI, BS
JIS B 0405 Je to bežná všeobecná tolerančná norma v japonských výkresoch, používaná pre lineárne a uhlové rozmery, ktoré nie sú označené samostatne, a jej systém je blízky norme ISO 2768-1.JIS B 0401 Medzné hodnoty a uloženie používané v systémoch ISO sa bežne vyskytujú v ložiskách, hriadeľoch, formách a súčiastkach presných zariadení.
DIN ISO 2768 Toto je veľmi bežné v nemeckých a európskych výkresoch a mnoho starších výkresov stále používa normu DIN 7168 alebo DIN ISO 2768-mK. Pre CNC obrábacie zariadenia je pri pohľade na normu DIN ISO 2768-mK dôležité pochopiť všeobecné rozmerové tolerancie aj všeobecné geometrické tolerancie a nielen uvádzať ceny na základe lineárnych rozmerov.
ASME Y14.5 Je to základná norma amerických technických výkresov a GD&T, ktorá zahŕňa pravidlá pre symboly, vzťažné body, tvary, orientácie, umiestnenia, profily a výbehy. Systém ASME je v mnohých symboloch podobný systému ISO GPS, ale predvolené princípy, modifikátory a metódy interpretácie nie sú úplne rovnaké, najmä pri interpretácii maximálnych fyzikálnych podmienok, inkluzívnych princípov, polohových stupňov a profilových stupňov, ktoré je potrebné implementovať podľa noriem uvedených vo výkresoch.
ASME B4.1 Táto norma sa používa na výber limitov a uložení pre valcové súčiastky v imperiálnom alebo americkom systéme, vhodných pre scenáre valcového uloženia, ako sú hriadele, otvory, puzdrá a čapy. Táto norma aj norma ISO 286 slúžia na účel “uloženia otvor-hriadeľ”, ale jednotky, systémy tried a tabuľky nemožno jednoducho nahradiť jedna k jednej.
BS 8888 Je to rámcová norma pre britskú technickú dokumentáciu k výrobkom a technické výkresy, ktorá organizuje mnoho technických špecifikácií produktov podľa normy ISO do jedného britského systému noriem. Pri práci s výkresmi od britských klientov norma BS 8888 často neposkytuje jednu tabuľku rozmerových tolerancií, ale skôr uvádza, ktoré pravidlá ISO/GPS by sa mali dodržiavať pri interpretácii celého výkresu.
V. Porovnávacia tabuľka hlavných tolerančných noriem
| Systém noriem | Spoločné normy | Hlavné použitie | Zameranie na CNC obrábanie | Typický formát výkresu |
|---|---|---|---|---|
| Medzinárodná norma ISO | ISO 2768-1 | Tolerancie lineárnych a uhlových rozmerov nie sú špecifikované | Vhodné pre všeobecné rozmery obrábania, ale kritické rozmery párovania sa naň nemôžu spoliehať výlučne. | ISO 2768-m |
| Medzinárodná norma ISO | ISO 286 | Obmedzenia a uloženie otvorov a hriadeľov | Pre použitie v H7/h6, H7/g6 atď. je potrebné konzultovať tabuľky alebo postupovať podľa limitov zákazníka. | Ø20 H7 / Ø20 h6 |
| Medzinárodná norma ISO | ISO 1101 | Symboly geometrických tolerancií a vysvetlenia | Riadenie funkčných chýb, ako je poloha, rovinnosť, kolmosť a profil. | Stupeň polohy ⌀0,05 ABC |
| Medzinárodná norma ISO | ISO 22081 | Všeobecné geometrické špecifikácie a všeobecné rozmerové špecifikácie | Nové výkresy je potrebné potvrdiť, aby sa určilo, či nahradia starú normu ISO 2768-2. | Všeobecná norma GPS ISO 22081 |
| Čína GB/T | GB/T 1804 | Tolerancie lineárnych a uhlových rozmerov nie sú špecifikované | Bežne sa používajú v domácom obrábaní a bežne sa používajú triedy ako m, c a v. | Nešpecifikovaná tolerancia GB/T 1804-m |
| Čína GB/T | GB/T 1184 | Žiadna geometrická tolerancia nie je zaznamenaná | Všeobecné ovládacie prvky pre rovinnosť, kolmosť, symetriu atď. | Neoznačené geometrické tvary GB/T 1184-K |
| Japonsko JIS | JIS B 0405 | Všeobecné rozmerové tolerancie | Bežné sú výkresy japonských zákazníkov a koncept dizajnu je podobný norme ISO 2768-1. | JIS B 0405-m |
| Nemecký DIN | DIN ISO 2768 | Všeobecné rozmerové a geometrické tolerancie | Staré európske plány často používajú kombinácie ako mK a fH. | DIN ISO 2768-mK |
| Americký ASME | ASME Y14.5 | Kresliaci jazyk GD&T | Tento termín by sa nemal zamieňať s ISO GPS; musíte sa pozrieť na záhlavie okna. | Podľa ASME Y14.5 |
| Americký ASME | ASME B4.1 | Preferované uloženie valcových častí | Bežne používané na uloženie hriadeľa v palcových rozmeroch; nie je možné priamo uložiť podľa normy ISO 286. | Vhodnosť/limity triedy |
| Britský bakalársky titul | BS 8888 | Rámec technickej dokumentácie produktu | Výkresy sa zvyčajne interpretujú pomocou pravidiel ISO/GPS. | Výkres podľa normy BS 8888 |
VI. Ako si vybrať úroveň ISO 2768?
| stupeň | Všeobecné chápanie | Použiteľné časti | Návrhy na cenovú ponuku a spracovanie |
|---|---|---|---|
| clona | Presnejšie | Polohovacie plochy, presné podpery a diely s pevnými montážnymi väzbami | Vyžaduje si stabilné rezné nástroje, upínacie prípravky a kontrolné riešenia, čo vedie k vyšším nákladom ako pri konvenčnom obrábaní. |
| m / stredná | Stredný stupeň, najbežnejší | Všeobecné CNC hliníkové, oceľové a nerezové diely | Vhodné ako predvolená tolerancia pre nešpecifikované rozmery, ale kritické otvory je stále potrebné špecifikovať individuálne. |
| c / hrubý | hrubý | Nekritické tvary, obrábanie po zváraní, hrubo obrobené diely | Vhodné na zníženie nákladov, ale nemali by sa používať montážne rozmery. |
| veľmi hrubý | Veľmi drsné | Veľké diely, nepárované kontúry a rozmery súvisiace s polotovarmi | Vhodné pre nefunkčné požiadavky na veľkosť, ale malo by sa vyhnúť zneužitiu v oblastiach párenia. |
VII. Praktická referenčná hodnota tolerancií pre bežne používané CNC obrábanie
Pri absencii povinných zákazníckych noriem továrne často stanovujú empirické hodnoty na základe spracovateľských možností a zamýšľaného použitia. Pri bežnom trojosovom CNC frézovaní dielov z hliníkových zliatin sa nekritické rozmery bežne vzťahujú na ±0,10 mm až ±0,20 mm; kritickejšie upevňovacie plochy, šírky drážok a rozstupy otvorov je možné regulovať na približne ±0,05 mm; presné otvory, ložiskové telesá a tesniace plochy by sa mali individuálne potvrdiť podľa uloženie, tolerančných zón a metód kontroly. Pri nehrdzavejúcej oceli, titánových zliatinách, tenkostenných dieloch, dlhých hriadeľoch a dieloch obrábaných po zváraní sa kvôli výraznejšej deformácii a tepelne ovplyvneným zónam neodporúča priamo aplikovať empirické hodnoty na hliníkové diely.
V prípade obstarávania by mal dobrý balík žiadosti o cenovú ponuku (RFQ) obsahovať aspoň: 3D model, 2D výkresy, druh materiálu, stav tepelného spracovania, povrchovú úpravu, kritické rozmery, kritériá prijatia, požiadavky na protokol o skúške a množstvo šarže. Poskytovanie iba dokumentov STEP bez tolerančných noriem núti dodávateľov ponúkať cenové ponuky na základe štandardných možností spracovania, čo ľahko vedie k problémom, keď sa materiál dá vyrobiť, ale nie zmontovať.
VIII. Príklady bežných metód označovania
- Nešpecifikované rozmerové tolerancie: Všeobecné tolerancie ISO 2768-m.
- Nešpecifikované rozmery a geometrické tolerancie: Všeobecné tolerancie ISO 2768-mK, bežne sa vyskytujúce v starších výkresoch; pri nových projektoch je potrebné potvrdiť, či prejsť na ISO 22081.
- Pre domáce výkresy: nešpecifikované lineárne a uhlové rozmerové tolerancie musia byť v súlade s GB/T 1804-m a nešpecifikované geometrické tolerancie musia byť v súlade s GB/T 1184-K.
- Zloženie s otvorom: Ø10 H7, Ø10 h6, Ø20 H7/g6.
- Americké výkresy: Kótovanie a tolerovanie podľa ASME Y14.5.
- Drsnosť povrchu: Ra 1,6, Ra 3,2 a uveďte, či je zakázané odhrotovanie, skosenie, smer textúry alebo škrabanie.
9. Najčastejšie chyby pri kontrole kresby
- Všeobecné tolerancie považovať za tolerancie uloženie:Hriadele s otvormi, otvory pre čapy, ložiskové sedlá a tesniace drážky musia byť označené samostatne.
- Uvádzajú sa iba rozmery, nie referenčný bod.Pre viacotvorové diely je potrebné jasne definovať referenčné body A, B a C, inak môže byť súradnicový systém kontroly nekonzistentný.
- Kombinácia noriem ASME a ISO:Tieto dva systémy by sa nemali považovať za ekvivalentné len preto, že symboly sú si podobné; mali by sa interpretovať podľa noriem uvedených v záhlaví.
- Zanedbajte deformáciu materiálu a procesu:Tenkostenné hliníkové diely, zvárané diely z nehrdzavejúcej ocele a tepelne spracované diely musia mať zavedené plány na kontrolu deformácie.
- Metóda testovania nebola špecifikovaná.Výsledky z CMM, zátkových kalibrov, krúžkových kalibrov, mikrometrov a drsnomerov môžu mať rôzne zameranie a metóda kontroly kritických rozmerov by sa mala dohodnúť.
- Nadmerné tolerancie viedli k prudkému nárastu nákladov:Nefunkčné rozmery by sa nemali jednotne uvádzať ako ±0,01 mm; vysoká presnosť by sa mala vyhradiť pre rozmery, ktoré skutočne ovplyvňujú montáž a výkon.
10. Zhrnutie: Odporúčania pre výber tolerančných noriem
Pre všeobecné exportné CNC diely je norma ISO 2768-m zvyčajne ľahšie zrozumiteľným východiskovým bodom pre komunikáciu; ak ide o uloženie otvoru a hriadeľa, mala by sa použiť norma ISO 286 alebo ASME B4.1; ak ide o montážnu polohu, rovinu, kolmosť, súososť alebo profil, mala by sa použiť norma ISO 1101 alebo ASME Y14.5; pre domáce projekty je možné riadiť sa systémami medzných uložení GB/T 1804, GB/T 1184 a GB/T; pre výkresy od japonských, nemeckých alebo britských zákazníkov by sa mali zachovať pôvodné interpretačné pravidlá noriem JIS, DIN alebo BS 8888.
Pre CNC obrábacie závody nie sú tolerančné normy len akceptačnými kritériami, ale aj jazykom nákladov. Jasné rozlíšenie medzi všeobecnými rozmermi, kritickými uloženiami, geometrickými toleranciami a požiadavkami na povrch je nevyhnutné na zabezpečenie spoľahlivosti montáže a zároveň na udržanie nákladov na obrábanie v rozumnom rozmedzí.
Referenčné štandardy a materiály
- ISO 2768-1: Všeobecné tolerancie, lineárne a uhlové rozmery bez označenia jednotlivých tolerancií.
- ISO 286-1: Systém kódov ISO pre tolerancie lineárnych rozmerov, základ tolerancií, odchýlok a uložení.
- ISO 1101: Geometrické tolerancie, tolerancie tvaru, orientácie, umiestnenia a hádzania.
- ISO 8015: Základy, koncepty, princípy a pravidlá GPS.
- ISO 22081: Všeobecné geometrické špecifikácie a všeobecné špecifikácie rozmerov.
- ASME Y14.5: Kótovanie a tolerovanie.
- ASME B4.1: Preferované limity a uloženie pre valcové časti.
- BS 8888: Technická dokumentácia a špecifikácia produktu.
