CNC加工公差指南

  數控雕銑機（俗稱(chēng)CNC）加工是指使用計算機編程和機電設備根據需要自動(dòng)進(jìn)行金屬零件（和非金屬）加工，CNC機床根據程序對工件進(jìn)行所有操作，以提供最終產(chǎn)品。

  雖然CNC雕銑機加工服務(wù)在產(chǎn)品尺寸方面非常準確，但它們并不完美。即使在同一臺 CNC 機器上，使用相同制造工藝制造的任何兩個(gè)零件之間的最終測量值總是會(huì )有少量偏差。無(wú)論我們選擇哪種CNC機床，都不可能制造出具有相同精確尺寸的相同零件。

  由同一臺CNC機床制成的兩個(gè)零件之間的最終測量值差異是通過(guò)設置標準公差限制來(lái)解決的。公差極限定義了兩個(gè)零件的相應尺寸之間的最大允許差異。對于CNC加工，標準公差限制設置在 +/-.005 英寸（0.127 毫米）左右。作為參考，人發(fā)的厚度為0.002 英寸（0.05 毫米）。標準公差限制是一個(gè)很小的數字，在大多數情況下，執行相同功能的兩個(gè)部件之間的如此小的差異甚至可能無(wú)關(guān)緊要。對于小尺寸變化會(huì )影響零件性能的其余情況，可以保持更嚴格的公差。

  CNC加工中的常見(jiàn)公差

在定義產(chǎn)品測量時(shí)，工程公差是必要的要求。除非客戶(hù)指定任何特定的公差，否則零件通常會(huì )根據一般公差等級制造。因此，在將零件交給CNC加工之前定義適當特征的零件公差符合設計者的利益。這確保了客戶(hù)滿(mǎn)意度并降低CNC機加工車(chē)間的重新加工成本，如果任何不符合要求的東西。通過(guò)適當的特征，我們的意思是沒(méi)有必要為每個(gè)尺寸定義公差。這實(shí)際上具有相當相反的效果，因為對每個(gè)測量增加要求將導致非常昂貴的部件。

  我們通常只為與其他零件配合的零件中的那些特征定義它。當我們這樣做時(shí)，它可以確保組件很好地安裝在組件中并按預期工作。

適用于加工零件的各種類(lèi)型的公差是：

  幾何尺寸和公差(GD&T)比常規尺寸公差更上一層樓。除了確保最終值保持在定義的邊界內，它還定義了尺寸的進(jìn)一步特征，例如同心度、平面度和真實(shí)位置。最終尺寸必須具有這些預定義的特征才能通過(guò)檢查，雖然其他公差類(lèi)型隨處可見(jiàn)，但GD&T與CNC加工尤其相關(guān)。這些零件通常有很高的要求GD&T允許確保各種特征的尺寸精度。

  CNC公差基礎

現在我們了解了為什么需要容差限制及其各種類(lèi)型，讓我們看看為什么選擇正確的限制很重要。適當的公差限制可確保完美的零件性能，而不會(huì )產(chǎn)生不必要的高成本，然而，選擇比必要更嚴格的公差有一些缺點(diǎn)。那么讓我們看看在選擇公差時(shí)應該記住什么。

  嚴格要求的高成本

出于多種原因，追求更嚴格的公差會(huì )顯著(zhù)影響加工成本和周轉時(shí)間。更嚴格的限制需要更多的時(shí)間和勞動(dòng)。它還增加了零件超出范圍并報廢的可能性。機器將需要特殊的夾具和固定裝置來(lái)實(shí)現這些限制。最后，非常嚴格的公差將需要特殊的測量工具來(lái)進(jìn)行質(zhì)量控制。

  制造方法的選擇

設計師設定的公差決定了哪種制造工藝更適合實(shí)現這些公差。隨著(zhù)公差變得越來(lái)越細，能夠令人滿(mǎn)意地完成工作的 CNC 機器越來(lái)越少，因為它們在精度方面的能力不同。該部件可能需要進(jìn)一步的操作，例如研磨和研磨，以達到嚴格的公差。

  公差取決于材料

材料的選擇決定了制造工藝完成特定公差范圍的能力。材料特性的差異會(huì )顯著(zhù)影響最終值。軟工件很難固定，因為它們在與刀具接??觸時(shí)會(huì )不斷彎曲。另一方面，研磨材料會(huì )磨損切削刀具并使其更難達到首選值。諸如GP 11、GP 03之類(lèi)的酚醛樹(shù)脂或任何玻璃層壓板是此類(lèi)材料的示例。切割操作期間接觸摩擦熱會(huì )導致某些材料（例如塑料部件）變形。因此，當試圖實(shí)現嚴格的公差時(shí)，材料類(lèi)型可能與制造工藝不兼容。

  檢查

公差越細，檢查它們就越困難，越費時(shí)。他們需要更好的測量工具和檢查方法。這增加了部件的制造成本。例如，由于加工過(guò)程中的振動(dòng)，可能會(huì )形成顫痕。我們可以目視檢查這些標記，但要獲得這些標記的長(cháng)度和深度等重要信息，我們需要先進(jìn)的檢測設備。這些標記（尤其是在涉及更精細的公差時(shí)）可能具有破壞性，從而在組件中產(chǎn)生噪音和振動(dòng)。

  結論

CNC雕銑機和精雕機以其可以提供的高質(zhì)量和精度而聞名。同時(shí)，工程師在選擇需求時(shí)需要注意幾個(gè)重要方面，不要在需求上過(guò)頭。了解材料特性并牢記項目的工作環(huán)境有助于做出決策。