Qu'est-ce que la tolérance d'usinage CNC ?

Introduction

Tant que vous êtes dans le Fabrication CNC Dans l'industrie, vous entendrez souvent un mot : tolérance d'usinage CNC. Cela reflète également un autre aspect de l'importance de Tolérance CNC dans l'industrie CNC.

Si vous venez d'entrer dans l'industrie de la fabrication CNC, alors cet article sur la tolérance CNC est à ne pas manquer. Cet article vous présentera des informations sur la tolérance CNC à partir du contenu suivant.

Qu'est-ce que la tolérance d'usinage CNC ?

Peut-être avez-vous vu la définition de la tolérance CNC, comme certains vous le diront : « La tolérance d'usinage est la limite de variation dimensionnelle autorisée par rapport à la valeur idéale du plan.

La tolérance d'usinage décrit la précision de tout processus de fabrication. Ou "La tolérance d'usinage fait référence à l'écart admissible entre la taille, la forme et la position de la pièce usinée et les spécifications de conception attendues." Les deux descriptions sont correctes, mais pas assez concises.

La soi-disant tolérance d'usinage CNC est simplement comprise car les données réelles des pièces CNC fabriquées présentent une certaine plage d'erreur par rapport au dessin d'usinage CNC. Cette plage est appelée tolérance d’usinage CNC.

Quels sont les types courants de tolérances dans l’usinage CNC ?

Dans l'usinage CNC, les types de tolérances les plus courants incluent principalement les tolérances dimensionnelles et les tolérances de forme et de position.

Tolérance dimensionnelle

La tolérance dimensionnelle se concentre sur la précision dimensionnelle des pièces, telle que l'écart de longueur, de largeur, de diamètre, etc. par rapport à la taille nominale.

Par exemple, la tolérance standard de prototype et de traitement de production de certains sites Web est de plus ou moins 0,005 pouces (0,13 mm), ce qui signifie que la position, la largeur, la longueur, l'épaisseur ou le diamètre de toute pièce ne s'écarteront pas de la taille nominale de plus de cette valeur. C'est ce qu'on appelle la tolérance dimensionnelle.

Tolérance de forme et de position

La tolérance de forme et de position implique deux concepts : la forme géométrique et la précision de position des pièces, y compris la tolérance de forme et la tolérance de position.

La tolérance de forme fait référence à l'écart entre la forme géométrique des pièces CNC réellement produites et la forme idéale (dessin de conception). Telles que la rectitude, la planéité, la rondeur, la cylindricité, le profil de ligne, le profil de surface, etc. Ces tolérances de forme sont utilisées pour garantir que la forme géométrique des pièces répond aux exigences de conception.

L'objectif de la tolérance de position est la précision de position des pièces CNC. Ces précisions de position incluent la tolérance d'orientation, la tolérance de positionnement et la tolérance de faux-rond, telles que le parallélisme, la verticalité, l'inclinaison, la coaxialité, la symétrie, la position, etc. Ces tolérances de position sont utilisées pour garantir la position et la direction correctes des pièces dans l'espace.

Les termes de tolérance les plus fréquemment utilisés dans les projets CNC

Dans l'industrie de la fabrication CNC, en raison des différences entre les fabricants, il y aura certains écarts dans les noms des différentes tolérances, mais les tolérances suivantes sont les noms unifiés par défaut dans l'industrie de la fabrication CNC :

Tolérance standard

La tolérance standard signifie que lorsque le client ne spécifie pas la norme de tolérance spécifique des pièces CNC, le fabricant d'usinage fabriquera les pièces pour le client selon la norme de tolérance par défaut. La tolérance typique utilisée par cette pièce est appelée tolérance standard.

Jusqu'à présent, les normes de fabrication des pièces usinées sont principalement divisées (définies) par deux associations américaines (l'American Society of Mechanical Engineers (ASME) et l'American National Standards Institute (ANSI)) et une organisation (Organisation de normalisation (ISO)) pour diviser (définir) cette gamme de fabrication pour cette norme d'usinage. Chez RT Manufacturing, la norme de fabrication CNC que nous utilisons est la norme de tolérance ISO2768MH.

Tolérance restreinte

Une tolérance restreinte signifie limiter la norme de fabrication des pièces usinées à une plage prédéterminée. Par exemple : le marquage de la position d'une pièce est de 10 (±0,02) mm. Cela signifie que la tolérance limite supérieure de cette position de la pièce ne peut pas dépasser 10,02 mm, et la tolérance limite inférieure ne peut pas être inférieure à 9,98 mm. Lorsque la taille de la pièce est exactement de 10 mm, nous appelons cela la tolérance limite, également appelée tolérance CNC 0.

Tolérance unilatérale

‌La tolérance unilatérale fait référence à la tolérance qui permet à la dimension de s'écarter dans une seule direction en fonction de la dimension de base, mais pas dans la direction opposée.

La tolérance unilatérale apparaît souvent dans la résolution de problèmes tels que les interférences (conflit) dans l'assemblage des pièces d'un produit. Par conséquent, le scénario le plus courant de tolérance unilatérale est la phase de développement d’une nouvelle voiture (étape du prototype).

Surtout lorsqu'il s'agit de pièces telles que la longueur, la largeur, la hauteur ou la qualité de l'apparence du corps, une tolérance unilatérale raisonnable jouera un rôle dans la réduction des coûts de développement, le raccourcissement des cycles de développement et l'amélioration de la qualité des produits.

Par conséquent, il existe deux formes particulières de tolérance unilatérale dans la tolérance unilatérale, à savoir une limite supérieure unique et une limite inférieure unique. Une seule limite supérieure signifie que plus c'est petit, mieux c'est, et une seule limite inférieure signifie que plus c'est grand, mieux c'est.

Tolérance bilatérale

La « tolérance bilatérale » fait référence à un type de tolérance qui comporte à la fois des écarts supérieurs et inférieurs. Une tolérance bilatérale existe pour garantir que les dimensions des produits fabriqués se situent dans la plage spécifiée, ni plus grandes ni plus petites que les dimensions requises par la conception, garantissant ainsi la qualité et les performances du produit‌.

La tolérance bilatérale est à l'opposé de la tolérance unilatérale, qui ne comporte qu'un seul des écarts supérieur et inférieur, tandis que la tolérance bilatérale prend en compte à la fois les limites supérieure et inférieure de la taille, offrant ainsi un contrôle dimensionnel plus strict.

Ce type de tolérance est particulièrement important en génie mécanique car il est directement lié à l'interchangeabilité et à la fonctionnalité des pièces. En définissant des tolérances bilatérales appropriées, il est possible de garantir l'ajustement précis des pièces lors de l'assemblage et d'éviter les défaillances fonctionnelles ou les risques pour la sécurité causés par des écarts dimensionnels excessifs‌.

Cotation géométrique et tolérancement (GD&T)

La tolérance géométrique fait partie de la tolérance de forme et de position. GD&T (Geometric Dimensioning and Tolerancing) est une méthode standard pour décrire les caractéristiques géométriques et les tolérances des pièces, visant à garantir la précision et l'interchangeabilité des pièces lors de la fabrication et de l'assemblage.

L'application de GD&T peut apporter de nombreux avantages, notamment l'amélioration de la précision des pièces, la réduction du taux de rebut, l'optimisation du processus d'assemblage, etc. De plus, la méthode d'annotation GD&T n'existe pas indépendamment de la méthode traditionnelle d'annotation de tolérance de dimension linéaire mais fait partie de la famille des annotations de tolérance. En raison de ses avantages uniques, il est progressivement accepté par un plus grand nombre de mécaniciens.

Dans l'industrie de la fabrication CNC, la tolérance géométrique apparaît le plus fréquemment, incluant principalement les méthodes d'annotation des dimensions et les annotations de motifs géométriques spécifiques. Du point de vue des idées de conception, du processus de détection et de la réalisation des fonctions, il établit des références, attribue des tolérances et reflète les exigences relatives aux pièces, ce qui réduit dans une certaine mesure le coût de fabrication et la difficulté de mesure.

Pour aider tout le monde à comprendre les tolérances dans ces industries de fabrication CNC, l'auteur de cet article a compilé ci-dessous plusieurs symboles d'usinage CNC courants dans l'industrie CNC. Les détails sont les suivants :

Les tolérances CNC doivent-elles être strictement appliquées ?

Les professionnels de l'industrie CNC connaissent très bien les normes de mise en œuvre des tolérances CNC. Il doit être déterminé en fonction des scénarios d'utilisation réels des clients. En général, les pièces usinées CNC doivent uniquement répondre aux normes générales de fabrication par usinage. Seules les industries ayant des exigences relativement élevées, telles que l'automobile et les soins médicaux, limiteront strictement les tolérances d'usinage CNC.

Par conséquent, si vous êtes un client qui a besoin de services d'usinage CNC, vous entendrez souvent votre relation commerciale vous demander : « Pouvez-vous s'il vous plaît présenter les domaines d'application de vos pièces CNC ? Étant donné que les normes de fabrication CNC des différentes industries sont différentes, poser cette question revient à fabriquer les pièces les mieux usinées pour votre industrie, les plus proches des normes de votre industrie.

Ainsi, lorsqu'un contact commercial vous pose cette question, vous pouvez lui indiquer les domaines d'utilisation ou les scénarios d'application des pièces, afin que les pièces produites puissent mieux répondre à vos résultats attendus, voire dépasser vos attentes.

Que signifient les tolérances de fabrication CNC ?

Coût de fabrication des pièces. Plus les exigences de tolérance des pièces CNC sont élevées, plus les conditions de fabrication sont strictes et plus la taille des pièces fabriquées est précise.

Mais dans ce processus, il est facile d’endommager des pièces et de les mettre au rebut, et le coût de fabrication est très élevé. Il teste non seulement la technologie de l'équipe de fabrication CNC, mais teste également le temps de fabrication des pièces par rapport aux autres pièces. Cela signifie que les exigences strictes en matière de tolérance partielle prendront plus de temps.

Quelle est la plage de tolérance CNC normale ?

Dans l'industrie moderne de fabrication CNC, la norme de fabrication CNC généralement suivie est la « norme de tolérance ISO2768MH ». La norme de tolérance ISO2768MH s'applique à différents types de pièces mécaniques, notamment, mais sans s'y limiter, les roulements, les engrenages, les bielles, les écrous, les boulons, etc.

La norme couvre des pièces de différents niveaux de précision, du degré de rugosité A au degré fin H, adaptées à différents environnements d'utilisation et méthodes de traitement. Voici un tableau concernant la norme de tolérance ISO02768mh :

Quels facteurs affectent les tolérances d'usinage CNC ?

Il n'est pas si facile d'obtenir une pièce CNC parfaite et précise. Il s’agit d’une considération globale. Il y a de nombreux facteurs à considérer. Généralement, les facteurs qui affectent les tolérances d'usinage CNC incluent, sans s'y limiter, les aspects suivants :

Facteurs de machine-outil

Différents types de machines-outils impliquent différents processus d'usinage. Différents processus d'usinage auront différentes tolérances d'usinage. Ceci est inévitable car chaque machine-outil est fixe et son type détermine sa limite supérieure d'usinage de pièces. Par conséquent, lorsque la plupart des gens comprennent le processus d’usinage, ils devraient tenir compte des limites de la machine-outil lors de l’usinage de pièces.

Facteurs matériels

Différentes propriétés des matériaux affecteront grandement les tolérances d’usinage CNC. De manière générale, les propriétés d'usinage CNC des métaux sont plus faciles à obtenir des tolérances d'usinage précises que les propriétés d'usinage CNC des plastiques. Elle est principalement affectée par les aspects suivants :

Densité : Plus la densité du matériau d’usinage est faible, plus il est difficile de l’usiner avec une haute précision. De manière générale, les matériaux à faible densité sont plus légers.

Les matériaux légers sont plus susceptibles de rencontrer des problèmes lors du processus d'usinage lui-même et nécessitent une opération plus patiente. Plus l'opération est effectuée plusieurs fois, plus elle affectera la tolérance de l'usinage CNC.

Stabilité thermique : un problème courant dans les matériaux non métalliques. Pendant le processus d'usinage, de la chaleur sera générée et la chaleur deviendra de plus en plus élevée. Ces matériaux à faible stabilité thermique se déformeront à mesure que la chaleur d'usinage augmente, affectant ainsi la tolérance d'usinage CNC.

Rugosité : La rugosité du matériau affecte grandement le taux d'utilisation des outils CNC. Plus la structure du matériau est rugueuse, plus l'impact sur l'outil CNC est grave, ce qui augmentera la fréquence de changement d'outil. Au fur et à mesure que l'outil change, la précision d'usinage des pièces diminuera naturellement.

Traitement de surface

Habituellement, un traitement de surface qui ajoute une couche protectrice à la surface de la pièce affectera la tolérance d'usinage. Par exemple, la pulvérisation de poudre, la peinture, le sablage, la galvanoplastie, etc. affecteront dans une certaine mesure la taille d'usinage de la pièce.

Si vous souhaitez minimiser l'impact de la tolérance, choisissez le traitement de finition (effet brillant de la pièce) car celui-ci se fait sur machine, ce qui peut éviter que la pièce ne dépasse au maximum la norme de tolérance dimensionnelle.

Budget

Parmi tous les facteurs affectant la tolérance d’usinage, le facteur le plus influent est le budget, qui détermine la qualité des outils utilisés et le meilleur choix des matériaux. D'une manière générale, des exigences d'usinage plus strictes impliquent un temps d'usinage plus long et de nombreux outils spéciaux différents sont utilisés.

Celles-ci sont souvent coûteuses, mais des budgets suffisants peuvent largement garantir que les pièces se situent dans la plage d'usinage requise et présentent une bonne qualité de surface.

Compétences de l'équipe d'usinage

Une excellente équipe d’usinage est un facteur important affectant les tolérances d’usinage CNC. Il comprend deux aspects, l’un est le programmeur CNC et l’autre est le machiniste CNC.

Un excellent programmeur CNC peut minimiser dans une certaine mesure les chemins d'usinage CNC inutiles (ce processus est également appelé paramètres d'optimisation) et peut atteindre la plage de tolérance souhaitée dans une certaine mesure.

Un excellent opérateur CNC est l'implémenteur spécifique. Il doit non seulement s'assurer de la bonne utilisation des outils CNC mais également s'assurer que tous les processus sont standardisés selon le chemin de code donné par le programmeur CNC. Ce n'est qu'avec une coopération étroite qu'une fabrication fluide des pièces peut être obtenue et que la tolérance des pièces peut être contrôlée dans la plage.

Les pièces peuvent-elles être fabriquées en douceur sans indiquer clairement les tolérances dans les fichiers CAO ?

Habituellement, si vous ne marquez pas la taille spécifique de la pièce dans le fichier de dessin de conception, il est difficile de fabriquer les pièces selon le dessin. Parce que le fabricant d'usinage ne connaît pas la taille de vos pièces et les marquages d'emplacement spécifiques, les pièces fabriquées ne sont pas conformes au scénario d'utilisation réel.

En tant que fabricant de pièces usinées qualifié, lorsque nous rencontrons de tels problèmes, nous ferons part de nos commentaires au client et nous ne commencerons la fabrication qu'après avoir reçu les instructions de production confirmées.

Existe-t-il une CNC à tolérance zéro ?

Si vous souhaitez obtenir un ajustement parfait visuellement, vous pensez qu'il s'agit d'une CNC à tolérance zéro, alors cela peut être réalisé, cela a des exigences élevées pour les machines et la technologie CNC. Mais dans la fabrication CNC réelle, la CNC à tolérance zéro n'est qu'une tolérance conceptuelle idéale.

Fournissez-vous des services de fabrication de pièces CNC avec des marquages de tolérance ?

Oui, en tant que fabricant de pièces CNC qualifié, nous fournissons à nos clients des services d'usinage CNC de haute qualité. Les dessins de conception de pièces avec des marquages de tolérance spécifiques sont ce que nous aimons le plus voir car ils nous permettent de comprendre plus clairement la plage de tolérance de fabrication que vous souhaitez. Afin de vous fournir les meilleurs services de traitement de pièces.

Conclusion

Dans cet article, nous nous concentrons sur le concept de tolérances d'usinage CNC et les types de tolérances d'usinage courants. Si vous souhaitez vous engager dans l'industrie manufacturière, comme les concepteurs ou les inspecteurs qualité CNC, etc., il est nécessaire de comprendre ces connaissances de base.

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