Κάθε διάσταση σε ένα σχέδιο χρειάζεται ανοχή. Ο καθορισμός μιας ξεχωριστής για όλες είναι επίπονος και γεμίζει το σχέδιο, επομένως υπάρχουν γενικά πρότυπα ανοχών για να καλύψουν οτιδήποτε δεν έχει καθοριστεί ρητά.
Το ISO 2768 είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο από αυτά, και εμφανίζεται σε ένα πλαίσιο τίτλου ως κάτι σαν “ISO 2768-mK”. Πολλοί μηχανικοί αντιγράφουν αυτήν τη σημειογραφία από ένα προηγούμενο σχέδιο χωρίς να γνωρίζουν σε τι τους δεσμεύει, γεγονός που παράγει δύο αντίθετα προβλήματα: εξαρτήματα κατασκευασμένα πιο χαλαρά από το προβλεπόμενο, ή γενικές ανοχές πιο σφιχτές από οτιδήποτε απαιτείται πραγματικά.
Αυτός ο οδηγός καλύπτει τι σημαίνει το πρότυπο, ποια επίπεδα ανοχής είναι ρεαλιστικά εφικτά στην κατεργασία και πώς η επιλογή ανοχής μεταφράζεται σε κόστος.
Τι κάνει το ISO 2768
Το ISO 2768 παρέχει προεπιλεγμένες ανοχές για διαστάσεις και γεωμετρία που δεν φέρουν μεμονωμένη αναφορά. Έχει δύο μέρη.
ISO 2768-1 Καλύπτει γραμμικές και γωνιακές διαστάσεις. Ορίζει τέσσερις κλάσεις:
| Κλάση | Περιγραφή |
| f | Λεπτή |
| m | Μεσαία |
| c | Χονδρόκοκκη |
| v | Πολύ χονδρόκοκκη |
Οι τιμές ανοχής εντός κάθε κλάσης ποικίλλουν ανάλογα με το μέγεθος της διάστασης. Μεγαλύτερες διαστάσεις λαμβάνουν αναλογικά ευρύτερες ανοχές, γεγονός που αντικατοπτρίζει την πραγματικότητα της κατασκευής, καθώς η διατήρηση μιας απόλυτης τιμής σε μια μεγάλη διάσταση είναι δυσκολότερη από ό,τι σε μια μικρή.
ISO 2768-2 Καλύπτει γεωμετρικές ανοχές όπως ευθύτητα, επιπεδότητα, ορθογωνιότητα, συμμετρία και κυκλική εκτροπή. Ορίζει τρεις κλάσεις: H, K και L, από την πιο σφιχτή έως την πιο χαλαρή.
Μια αναφορά ISO 2768-mK επομένως καθορίζει μεσαίες γραμμικές ανοχές και γεωμετρικές ανοχές κλάσης K.
Επιλογή Κλάσης
Λεπτή (f) Είναι κατάλληλη για εξαρτήματα ακριβείας όπου οι περισσότερες διαστάσεις είναι σημαντικές. Αυξάνει το κόστος σε ολόκληρο το εξάρτημα, καθώς κάθε μη καθορισμένη διάσταση ελέγχεται πλέον αυστηρά.
Μεσαία (m) Είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη κλάση για γενικά κατεργασμένα εξαρτήματα και αποτελεί μια λογική προεπιλογή.
Χονδρόκοκκη (c) Είναι κατάλληλη για δομικά και μη κρίσιμα εξαρτήματα όπου οι διαστάσεις έχουν γενναιόδωρες λειτουργικές ανοχές.
Πολύ χονδρόκοκκη (v) Είναι κατάλληλη για εργασίες χονδρικής κατασκευής.
Η σημαντική αρχή είναι ότι η γενική κλάση πρέπει να αντικατοπτρίζει αυτό που απαιτεί η πλειοψηφία των μη καθορισμένων διαστάσεων, όχι αυτό που απαιτεί το πιο απαιτητικό χαρακτηριστικό. Τα κρίσιμα χαρακτηριστικά πρέπει να φέρουν μεμονωμένες ανοχές.
Ο καθορισμός μιας λεπτής γενικής κλάσης για την κάλυψη μιας χούφτας κρίσιμων διαστάσεων είναι ένα κοινό και δαπανηρό λάθος. Εφαρμόζει αυστηρό έλεγχο σε όλα, συμπεριλαμβανομένων των χαρακτηριστικών όπου δεν εξυπηρετεί κανέναν σκοπό, και το κόστος αυτού εμφανίζεται σε ολόκληρο το εξάρτημα αντί για τις λίγες διαστάσεις που το χρειάζονταν.
Τι μπορεί να κρατήσει πραγματικά η κατεργασία
Η τυπική πρακτική κατεργασίας σε κοινά μέταλλα κρατά περίπου ±0,005 ίντσες, ή περίπου ±0,127 mm, χωρίς ειδικά μέτρα. Αυτό είναι εφικτό σε κανονικές τροφοδοσίες και ταχύτητες με συνήθη στερέωση και επιθεώρηση.
Σφιχτότερη δυνατότητα είναι διαθέσιμη σε στάδια, και κάθε στάδιο αλλάζει τη διαδικασία:
Περίπου ±0,001 ίντσες (±0,025 mm) Απαιτεί πιο προσεκτικές ρυθμίσεις, καλύτερη στερέωση, ελεγχόμενα εργαλεία και περισσότερη επιθεώρηση. Εφικτό σε τυπικό εξοπλισμό από ένα ικανό εργαστήριο, με υψηλότερο κόστος.
Περίπου ±0,0005 ίντσες (±0,0127 mm) Απαιτεί εξοπλισμό ακριβείας, σταθερότητα θερμοκρασίας και αυστηρό έλεγχο διαδικασίας. Το κόστος αυξάνεται σημαντικά.
Σφιχτότερο από αυτό Συνήθως μετακινεί το χαρακτηριστικό από την άλεση και τη στροφή στην λείανση, την ακονιστική, την λειαντική ή την ηλεκτροδιάβρωση σύρματος, με επιθεώρηση σε περιβάλλον ελεγχόμενης θερμοκρασίας.
Αυτά τα στοιχεία είναι γενικά και ποικίλλουν ανάλογα με το υλικό, τον τύπο χαρακτηριστικού και το μέγεθος του εξαρτήματος. Μια μικρή οπή σε αλουμίνιο συμπεριφέρεται διαφορετικά από μια μακριά σχισμή σε ανοξείδωτο χάλυβα. Αντιμετωπίστε τα ως προσανατολισμό και επιβεβαιώστε τη δυνατότητα έναντι του συγκεκριμένου χαρακτηριστικού σας.
Γιατί η ανοχή οδηγεί σε κόστος
Αρκετοί μηχανισμοί αθροίζονται.
Παράμετροι κοπής. Οι σφιχτές ανοχές απαιτούν ελαφρύτερες κοπές και πιο αργές τροφοδοσίες, παρατείνοντας τον χρόνο κύκλου.
Στερέωση. Η σταθερή συγκράτηση ενός εξαρτήματος για ακριβή κατεργασία μπορεί να απαιτήσει προσαρμοσμένη στερέωση αντί για τυπική συγκράτηση εργασίας.
Φθορά εργαλείων. Καθώς ένα εργαλείο κοπής φθείρεται, οι διαστάσεις αποκλίνουν. Μια σφιχτή ανοχή σημαίνει ότι τα εργαλεία πρέπει να αλλάζονται συχνότερα, πριν η απόκλιση καταναλώσει τη ζώνη ανοχής.
Θερμικά φαινόμενα. Η κατεργασία παράγει θερμότητα και το μέταλλο διαστέλλεται. Σε σφιχτές ανοχές αυτό γίνεται σημαντικό, απαιτώντας μερικές φορές το εξάρτημα να σταθεροποιηθεί πριν από τις τελικές διόδους ή την επιθεώρηση.
Επιθεώρηση. Οι σφιχτότερες ανοχές απαιτούν περισσότερη μέτρηση, καλύτερο εξοπλισμό και βαθμονομημένα περιβάλλοντα. Η αβεβαιότητα μέτρησης καταναλώνει επίσης μέρος της ζώνης ανοχής, οπότε μια ανοχή κοντά στη δυνατότητα του συστήματος μέτρησης είναι ουσιαστικά σφιχτότερη από ό,τι φαίνεται.
Απόρριψη. Καθώς οι ανοχές σφίγγουν, το ποσοστό των εξαρτημάτων που πέφτουν εκτός αυτών αυξάνεται. Αυτή η απόρριψη πληρώνεται στην τιμή των εξαρτημάτων που περνούν.
Η σχέση δεν είναι γραμμική. Το να μισοχαλαρώσεις μια ανοχή μπορεί να διπλασιάσει και παραπάνω το κόστος ενός χαρακτηριστικού, ιδιαίτερα κοντά στα όρια μιας δεδομένης διαδικασίας.
Το υλικό επηρεάζει την εφικτή ανοχή
Αλουμίνιο Κατεργάζεται προβλέψιμα και κρατά καλά την ανοχή, αν και διαστέλλεται περισσότερο με τη θερμοκρασία από τον χάλυβα, κάτι που είναι σημαντικό για σφιχτές εργασίες.
Χάλυβας και ανοξείδωτος Είναι διαστασιακά σταθεροί αλλά πιο σκληροί στα εργαλεία, οπότε η απόκλιση λόγω φθοράς πρέπει να διαχειρίζεται.
Τιτάνιο Παράγει θερμότητα και σκληραίνει με την εργασία, καθιστώντας τις σφιχτές ανοχές πιο απαιτητικές.
Πλαστικά Μετακινούνται σημαντικά με τη θερμοκρασία και την υγρασία, απορροφούν υγρασία σε ορισμένες περιπτώσεις και είναι λιγότερο άκαμπτα υπό δυνάμεις κοπής. Οι ανοχές που είναι εφικτές σε μέταλλο συχνά δεν είναι εφικτές σε πλαστικό, και ο καθορισμός τους ανεξάρτητα είναι ένα συχνό λάθος.
Για τα πλαστικά, επιβεβαιώνετε πάντα την εφικτή ανοχή με τον προμηθευτή αντί να μεταφέρετε μια προδιαγραφή μετάλλου.
Πρακτική στρατηγική ανοχών
1. Προεπιλογή στην γενική κλάση που χρειάζονται οι περισσότερες διαστάσεις. Συνήθως μεσαία για κατεργασμένα εξαρτήματα.
2. Καθορίστε μεμονωμένα μόνο λειτουργικά χαρακτηριστικά. Ρουλεμανότρυπες, επιφάνειες σύνδεσης, επιφάνειες στεγανοποίησης, χαρακτηριστικά που ελέγχουν τη συναρμολόγηση.
3. Για κάθε σφιχτή ανοχή, ρωτήστε τι αποτυγχάνει χωρίς αυτήν. Αν δεν μπορείτε να απαντήσετε, χαλαρώστε την.
4. Εξετάστε τη στοίβαξη ανοχών. Οι αλυσιδωτές διαστάσεις συσσωρεύουν ανοχή. Όπου πολλές διαστάσεις συνδυάζονται για να ελέγξουν μια κρίσιμη σχέση, είτε καθορίστε αυτήν τη σχέση απευθείας είτε χρησιμοποιήστε GD&T για να αναφέρετε χαρακτηριστικά σε κοινά σημεία αναφοράς.
5. Χρησιμοποιήστε μονόπλευρες ανοχές όπου η κατεύθυνση έχει σημασία. Μια τρύπα που πρέπει να αφήνει χώρο για έναν άξονα μπορεί να έχει ανοχή +0,05/-0,00 αντί για ±0,025, κάτι που δίνει στον μηχανουργό την ίδια συνολική ζώνη τοποθετημένη εκεί που είναι χρήσιμη.
6. Αντιστοιχίστε την ανοχή με την επιθεώρηση. Μια ανοχή που δεν μπορείτε να επαληθεύσετε δεν είναι προδιαγραφή, είναι ελπίδα. Επιβεβαιώστε ότι ο προμηθευτής μπορεί να μετρήσει αυτό που καθορίζετε.
Τυπικές ανοχές αναφοράς
Πέρα από το ISO 2768, άλλα πρότυπα εμφανίζονται σε σχέδια και αξίζει να τα αναγνωρίσετε.
ISO 286 Καλύπτει όρια και εφαρμογές για άξονες και οπές, χρησιμοποιώντας τη σημειογραφία τύπου H7, g6. Αυτή είναι η τυπική οδός για τον καθορισμό εφαρμογών μεταξύ συνδεόμενων κυλινδρικών εξαρτημάτων, και είναι πιο ακριβής και πιο οικονομική από την εφεύρεση τιμών συν-πλην.
Πρότυπα σπειρωμάτων Ορίζουν κλάσεις ανοχής για σπειρωτά χαρακτηριστικά. Ο καθορισμός μιας τυπικής κλάσης είναι καλύτερος από τη διάσταση μεμονωμένων σπειρωμάτων.
Η χρήση καθιερωμένων προτύπων όπου υπάρχουν είναι γενικά καλύτερη από τις προσαρμοσμένες ανοχές, επειδή και τα δύο μέρη τα κατανοούν και οι μέθοδοι επιθεώρησης είναι καθιερωμένες.
Συνήθη λάθη
Αντιγραφή ενός πλαισίου τίτλου χωρίς αναθεώρησή του. Η πιο συνηθισμένη πηγή ακατάλληλων γενικών ανοχών.
Σύσφιξη της γενικής κλάσης για την κάλυψη λίγων κρίσιμων χαρακτηριστικών. Εφαρμόζει κόστος παντού αντί για εκεί που χρειάζεται.
Καθορισμός ανοχών πιο σφιχτών από ό,τι μπορεί να κρατήσει η διαδικασία, και στη συνέχεια έκπληξη από το κόστος ή τα ποσοστά απόρριψης.
Μεταφορά ανοχών μετάλλων σε πλαστικά εξαρτήματα χωρίς έλεγχο εφικτότητας.
Αγνόηση της στοίβαξης ανοχών σε αλυσιδωτές διαστάσεις.
Καθορισμός ανοχών που δεν μπορούν να επαληθευτούν με διαθέσιμο εξοπλισμό επιθεώρησης.
Συμμετρικές ανοχές όπου η απαίτηση είναι μονόπλευρη, παραχωρώντας χρήσιμη ζώνη.
Εύρεση της σωστής ισορροπίας
Η προδιαγραφή ανοχής είναι ο μεγαλύτερος μοχλός στο κόστος κατεργασίας, και είναι εξ ολοκλήρου υπό τον έλεγχο του σχεδιαστή. Ένα σχέδιο που αναθεωρείται με γνώμονα το κόστος πριν από την έκδοση αποκαλύπτει συχνά πολλά χαρακτηριστικά με σφιχτές ανοχές από συνήθεια παρά από απαίτηση.
Αυτή η αναθεώρηση κοστίζει ένα απόγευμα και συνήθως αλλάζει την προσφερόμενη τιμή περισσότερο από ό,τι θα άλλαζε η αλλαγή προμηθευτών. Ο οδηγός μας για παράγοντες κόστους κατεργασίας CNC καλύπτει άλλες αποφάσεις σχεδιασμού που επηρεάζουν μια προσφορά.
Η Elite Mold Tech παρέχει αναθεώρηση DFM πριν από την προσφορά, συμπεριλαμβανομένων ειδικών σχολίων σχετικά με το ποιες ανοχές οδηγούν στο κόστος και πού θα μπορούσαν να χαλαρώσουν χωρίς λειτουργική συνέπεια. Η αποστολή ενός σχεδίου παράγει αυτήν την ανατροφοδότηση μαζί με την προσφορά αντί για μια απλή τιμή.
Συχνές Ερωτήσεις
Ε: Τι σημαίνει ISO 2768-mK;
Α: Γενικές γραμμικές ανοχές μεσαίας κλάσης σύμφωνα με το ISO 2768-1, σε συνδυασμό με γενικές γεωμετρικές ανοχές κλάσης K σύμφωνα με το ISO 2768-2. Εφαρμόζεται σε διαστάσεις που δεν φέρουν μεμονωμένη αναφορά ανοχής.
Ε: Τι ανοχή μπορεί να κρατήσει η κατεργασία CNC ως στάνταρ;
Α: Περίπου ±0,005 ίντσες, ή περίπου ±0,127 mm, είναι εφικτό σε κανονικές παραμέτρους κοπής σε κοινά μέταλλα. Υπάρχει σφιχτότερη δυνατότητα, αλλά απαιτεί πιο προσεκτικό έλεγχο διαδικασίας και αυξάνει το κόστος.
Ε: Γιατί η σύσφιξη μιας ανοχής αυξάνει τόσο πολύ το κόστος;
Α: Αθροίζονται διάφορα φαινόμενα: πιο αργή κοπή, καλύτερη στερέωση, συχνότερες αλλαγές εργαλείων, διαχείριση θερμότητας, περισσότερη επιθεώρηση και υψηλότερη απόρριψη. Η σχέση δεν είναι γραμμική, ιδιαίτερα κοντά σε ένα όριο διαδικασίας.
Ε: Πρέπει να χρησιμοποιήσω την λεπτή γενική κλάση ανοχής;
Α: Μόνο εάν οι περισσότερες μη καθορισμένες διαστάσεις την απαιτούν πραγματικά. Η σύσφιξη της γενικής κλάσης για την κάλυψη λίγων κρίσιμων χαρακτηριστικών εφαρμόζει κόστος σε ολόκληρο το εξάρτημα αντί για εκεί που χρειάζεται.
Ε: Τα πλαστικά εξαρτήματα κρατούν τις ίδιες ανοχές με τα μέταλλα;
Α: Γενικά όχι. Τα πλαστικά μετακινούνται με τη θερμοκρασία και την υγρασία, ορισμένα απορροφούν υγρασία και είναι λιγότερο άκαμπτα υπό δυνάμεις κοπής. Επιβεβαιώστε την εφικτή ανοχή με τον προμηθευτή αντί να μεταφέρετε προδιαγραφές μετάλλων.