Die Beziehung zwischen Oberflächenrauheit und Toleranzniveau in der CNC-Bearbeitungsindustrie

Inhaltsverzeichnis

Oberflächenrauheit ist ein wichtiger technischer Indikator, der den mikrogeometrischen Fehler der Oberfläche des Bearbeitungsteils widerspiegelt und die wichtigste Grundlage für die Prüfung der Oberflächenqualität von Bearbeitungsteilen ist. Unabhängig davon, ob dies angemessen ist oder nicht, steht es in direktem Zusammenhang mit der Qualität, Lebensdauer und den Produktionskosten der Bearbeitungsteile. Oberflächenrauheit bezieht sich auf die fein verteilten Mikrounregelmäßigkeiten auf der Oberflächenstruktur, die aus drei Elemente: Rauheit, Welligkeit und Form.

                                            Oberflächenrauheitsprofil 

Mithilfe von CNC-Bearbeitungsservices (Computerized Numerical Control) können Sie die Toleranzen der Teile kontrollieren. Je höher die Genauigkeitsstandards der Fertigungsindustrie, desto kleiner der Toleranzwert. Je größer die Toleranz, desto größer und geringer die erforderliche Genauigkeit. Wenn bestimmte Oberflächenrauheitswerte erforderlich sind, werden Nachbearbeitungsmethoden selten eingesetzt. Dies liegt daran, dass diese Prozesse schwer zu handhaben sind und die Maßtoleranz der Teile beeinflussen können.

Aber wie hängen Oberflächenrauheit und Toleranzniveau bei der CNC-Bearbeitung zusammen? Um das herauszufinden, lesen Sie weiter, um diese Beziehung zu erforschen. Bevor wir fortfahren, ist es wichtig, die Methoden zur Messung der Oberflächenrauheit zu kennen.

Methoden zur Bestimmung der Rauheit

 Für die Rauheitsmessung steht eine Vielzahl an Geräten zur Verfügung. Aber hier sind zwei umfassende Techniken Rauheit zu bestimmen.

  1. Kontaktart
  2. Berührungsloser Typ

Kommen wir zu einer eingehenden Analyse dieser Techniken. Eine Kontaktform der Analyse, bei der eine Komponente des Messgeräts während des Experiments tatsächlich die zu messende Oberfläche berührt. Bei der Kontaktmessung kann jedoch eine scharfe Stiftspitze die Oberfläche beschädigen, insbesondere weiche Oberflächen. Für diese Messungen müssen die Normallasten so niedrig sein, dass die Kontaktspannungen die Härte der zu prüfenden Oberfläche nicht überschreiten. Am beliebtesten sind heute die Kontaktstichelinstrumente mit elektronischer Verstärkung. Die Internationale Organisation für Normung (ISO) empfiehlt, für Referenzzwecke üblicherweise die Stifttechnik zu verwenden.

Ein berührungsloses optisches Profilmessgerät, das auf dem Prinzip der optischen Zweistrahl-Interferometrie basiert und 1983 erfunden wurde und heute häufig zur Messung glatter Oberflächen in der Elektronik- und Optikbranche eingesetzt wird. 1985 wurde ein Rasterkraftmikroskop entwickelt, bei dem es sich im Wesentlichen um einen Nano-Profiler handelt, der bei extrem niedrigen Belastungen arbeitet. Die Oberflächenrauheit kann mit einer lateralen Auflösung gemessen werden, die von mikroskopischen bis hin zu atomaren Maßstäben reicht.

Diese Geräte werden häufig in der Forschung verwendet, um Rauheiten mit extrem hoher lateraler Auflösung, insbesondere im Nanobereich, zu quantifizieren. Es gibt eine Reihe weiterer Verfahren, die im Labor demonstriert, aber nie kommerziell eingesetzt wurden oder die in speziellen Anwendungen eingesetzt wurden. Basierend auf dem zugrunde liegenden physikalischen Prinzip werden wir die verschiedenen Techniken in folgende Kategorien einteilen: sechs Kategorien:

Ansätze der mechanischen Stift-, optischen, Rastersondenmikroskopie (SPM), Flüssigkeits-, Elektro- und Elektronenmikroskopie.

Wie genau funktionieren all diese Prozesse bei der Messung der Oberflächenrauheit? Lassen Sie uns dies im Detail besprechen.

 Mechanische Stiftmethode

Diese Technik erfasst und verstärkt die vertikale Bewegung des Stiftes auf der zu messenden Oberfläche mit konstanter Geschwindigkeit. Das Instrument besteht aus einem Tastermesskopf mit einer Tasterspitze und einem Abtastmechanismus. Erfassen Sie zweidimensionale Scans in X-Richtung, während Sie mit der Y-Leitspindel 5 m in Y-Richtung vorgehen. Es dient der präzisen Probenpositionierung und liefert ein dreidimensionales Bild.

Optisches Verfahren 

Der Studie zufolge werden verschiedene optische Methoden zur Oberflächenrauheit eingesetzt.

Die Gesamtbeurteilung kann mit einem optischen Mikroskop durchgeführt werden, das nur qualitative Daten liefert. Es gibt zwei Arten von geometrischen und physikalischen Ansätzen optische Methoden. Kegelschnitt und Lichtschnitt sind zwei geometrische Ansätze. Spiegelnde und diffuse Reflexionen, Speckle-Muster und optische Interferenzen sind Beispiele für physikalische Ansätze.

Methoden der Rastersondenmikroskopie (SPM). 

Rastersondenmikroskope (SPM) sind eine Gerätegruppe, die auf der Rastertunnelmikroskopie (STM) und der Rasterkraftmikroskopie (AFM) basiert. Die erste Technik, die verwendet wird, um ein dreidimensionales Bild einer festen Oberfläche mit atomarer Auflösung zu erhalten, ist die Rastersondenmikroskopie.

 Rastertunnelmikroskopie (STM)

STM funktioniert auf einer einfachen Basis. Eine scharfe Metallspitze (eine Elektrode des Tunnelübergangs) wird so nahe an die zu untersuchende Oberfläche (zweite Elektrode) gebracht, dass der Tunnelstrom zwischen 0.2 und 10 nA variiert, was bei einer geeigneten Arbeitsspannung (10 mV bis 2 mV) quantifizierbar ist V). In einem Abstand von 0.3 bis 1 nm wird die Spitze über eine Oberfläche gescannt und dabei der Tunnelstrom zwischen der Spitze und der Oberfläche gemessen.

Rasterkraftmikroskopie (AFM)

Das AFM kombiniert das STM mit den Prinzipien des Stylus-Profilers. Um die Nähe der Spitze zur Probe im AFM zu erfassen, wird die Kraft zwischen Probe und Spitze gemessen und nicht der Tunnelstrom. Durch das Bewegen der Probe mit piezoelektrischen Scannern kommt eine scharfe Spitze am Ende eines Auslegers mit einer Probenoberfläche in Kontakt. Dies Funktionsweise wird als „Abstoßungsmodus“ oder „Kontaktmodus“ bezeichnet. Die Rasterkraftmikroskopie ist ein Nanoprofiler, der mit sehr kleinen Proben arbeiten kann. Dieser Ansatz bestimmt die Oberflächenrauheit mit einer lateralen Auflösung von mikroskopischen bis zu atomaren Skalen. Diese Methode wird am häufigsten verwendet, um Rauheit mit einer sehr hohen lateralen Auflösung zu messen, wie z. B. Rauheit im Nanobereich.

 Fluidmethoden

Diese Techniken werden hauptsächlich im Service für ständige Bewertungsvorgänge (Qualitätskontrolle) eingesetzt. Denn sie arbeiten ohne Berührung der Oberfläche und extrem schnell. Dies liefert numerische Daten, die empirisch mit der Rauheit korrelieren können. Die hydraulischen und pneumatischen Messmethoden sind die beiden am weitesten verbreiteten Techniken.

 Elektrische Methode

Diese Technik verwendet den Kapazitätsansatz, der auf der Idee des Parallelkondensators basiert. Die Kapazität zwischen zwei leitenden Elementen hängt von ihrer Fläche und der Dielektrizitätskonstante des Mediums ab, ist aber umgekehrt proportional zu ihrem Abstand. Es ist ziemlich einfach, die effektive Kapazität zwischen einer Scheibe mit rauer und einer mit glatter Oberfläche für verschiedene deterministische Modelle zu berechnen. Man betrachtet sie als die Summe einer Anzahl kleiner Elementflächen in unterschiedlichen Höhen. Die Oberflächenrauheit beeinflusst die Kapazität zwischen einer glatten Scheibenoberfläche und der zu messenden Oberfläche. Basierend auf dieser Prämisse steht ein kommerzielles Instrument zur Verfügung. Bei kontinuierlichen Inspektionsprozessen kommt auch die Kapazitätsmethode zum Einsatz.

Elektronenmikroskopie

Sowohl die Reflexions- als auch die Nachbildungselektronenmikroskopie können makroskopische und mikroskopische Ergebnisse liefern Oberflächeneigenschaften. Sie haben jedoch zwei wesentliche Nachteile: Erstens ist es schwierig, quantifizierbare Daten zu erhalten; und zweitens weisen sie aufgrund ihres an sich begrenzten Sichtfelds nur wenige Unebenheiten auf, während der wichtige Punkt beim Oberflächenkontakt darin besteht, dass es sich um große Populationen interagierender Unebenheiten handelt.

Welche Messmethode letztendlich gewählt wird, hängt stark von der Anwendung des Benutzers ab. Für prozessbegleitende Inspektionen werden Messmethoden verwendet, die auf spiegelnder Reflexion, diffuser Reflexion oder Speckle-Muster basieren. Fluid- oder Elektrotechnologien könnten für kontinuierliche Inspektionsaktivitäten (Qualitätskontrolle) eingesetzt werden, die ein Minimum an Informationen erfordern.

Nationaler Standard für CNC-Bearbeitungstoleranz

                                            Photo by Meister on Unsplash

Abweichungen können aus verschiedenen Gründen auftreten, angefangen vom Material des Teils bis hin zum verwendeten Bearbeitungsverfahren. Aus diesem Grund werden den Teilen während der Entwurfsphase Bearbeitungstoleranzen zugewiesen – ein zulässiger Abweichungswert in den Abmessungen eines Teils.

Was sind also Bearbeitungstoleranzen und warum sind sie wichtig? Lesen Sie weiter, um herauszufinden, wie Sie die Toleranz wählen, die sich auf die CNC-Bearbeitung bezieht.

Jedes Merkmal einer Komponente hat eine Größe und eine geometrische Form. Die Funktion des Teils beinhaltet Einschränkungen hinsichtlich der Größe und der Variationen geometrischer Attribute (Form, Ausrichtung und Platzierung), deren Überschreitung diese Funktion beeinträchtigen kann. Die meisten Inspektoren verwenden zur Berechnung die Mindestzonenlösung Formtoleranzen, wodurch der maximale Fehler zwischen Datenpunkten und einem Referenzmerkmal minimiert wird.

Das amerikanische National Standard Institute (ANSI Y14.5M-1982) etablierte einen standardisierten Ansatz für den National Standard on Dimensioning and Tolerancing, der als geometrische Bemaßung und Tolerierung bekannt ist (GD&T Y14.5 Standard). Es wird ein standardisierter Ansatz zur Darstellung von Toleranznormen auf Konstruktionszeichnungen entwickelt, um die Nutzung von Toleranzspezifikationen als Kommunikationsinstrument zu steigern.

Um sicherzustellen, dass die Aspekte Größe und Geometrie aller Merkmale geregelt sind, sollten die Toleranzen in der Zeichnung vollständig sein, d. h. es dürfen keine Annahmen getroffen oder der Beurteilung durch die Werkstatt oder Prüfabteilung überlassen werden. Die Verwendung allgemeiner Maß- und Geometrietoleranzen erleichtert die Sicherstellung, dass diese Anforderung erfüllt wird.

Zur Regulierung der abgeleiteten Elemente werden Formtoleranzstandards verwendet, da Punkte aus dem abgeleiteten Merkmal nicht direkt abgetastet werden können. Diese Punkte müssen mithilfe von Stichprobenpunkten von außen berechnet werden. Aber wie können Sie die Toleranz für die CNC-Bearbeitung wählen?

Nun, die geometrischen Abmessungen und Toleranzen (GD&T Y14.5 Standard) sind für Designer und Hersteller hilfreich, um Toleranzinformationen zu kommunizieren. Leider gibt es derzeit keinen Standard zur Verifizierung Toleranzvorgaben.

Wie bereits erwähnt, erfordern unterschiedliche Materialien und Bearbeitungsverfahren unterschiedliche Toleranzen. Dies bedeutet, dass Bearbeitungstoleranzen nicht unbedingt „Standard“ sind. Einige Hersteller haben jedoch Regeln für bestimmte Anwendungen festgelegt.

Einige Maschinenwerkstätten verlangen von Kunden Toleranzen, und wenn diese nicht bereitgestellt werden, verweigern sie entweder die Arbeit an der Komponente oder verwenden eine Standardtoleranz von beispielsweise ±0.005'' (0.127 mm). Die Toleranz kann größer oder kleiner als 0.005 sein.

                             ISO 2768 Zulässige geometrische Toleranz 

  Toleranzvorkehrungen

Welche Toleranzvorkehrungen sollten daher bei der CNC-Bearbeitung berücksichtigt werden? Bei der Berechnung der Toleranzen sind zahlreiche wichtige Aspekte zu berücksichtigen. Diese werden im Folgenden besprochen;

  • Material: Es gibt keine zwei gleichen Materialien und manche lassen sich leichter verarbeiten als andere. Um Toleranzen festzulegen, ist es wichtig, die Wärmestabilität, Härte, Steifheit und Abrasivität des Materials zu untersuchen.
  • Bearbeitungstechnik: Da bestimmte Verfahren präziser sind als andere, kann die Art der verwendeten Bearbeitung einen erheblichen Einfluss auf das Endergebnis haben.
  • Endbearbeitung und Galvanisierung: Während der Galvanisierung und Endbearbeitung werden der Oberfläche eines Teils kleine Materialmengen hinzugefügt, wodurch sich die Abmessungen des Teils gerade so stark verändern können, dass eine andere Toleranz erforderlich ist.
  • Kosten: Die Technik ist teurer, wenn Sie die Toleranz streng einschränken. Um kosteneffizient zu bleiben, ist es wichtig, eine genaue Toleranz einzuhalten. Es ist wichtig, sicherzustellen, dass Ihre Toleranz präzise, ​​aber nicht übermäßig präzise ist.

                  Photo by Daniel Smith on Unsplash

Arten der Toleranz

Kennen Sie ASME-Kategorien verschiedener Arten von Toleranzen für Bearbeitungszwecke?

Die geometrische Bemaßung und Toleranz (GD & T.) legt im Allgemeinen fünf Arten von Toleranzen fest:

  • Formtoleranzen: Eine grundlegende geometrische Toleranz, die die Form des Teils bestimmt.
  • Toleranzen für Profile: Legt eine Grenze um eine Oberfläche fest, innerhalb derer die Bestandteile der Oberfläche enthalten sein müssen.
  • Toleranzen für die Ausrichtung: Bestimmt die Ausrichtung der Form in Bezug auf eine Referenz.
  • Lagetoleranzen: Gibt die Position des Features im Verhältnis zu einer Referenz an.
  • Rundlauf: Wenn ein Teil auf einer Achse gedreht wird, wird die Rundlaufschwankung des Zielmerkmals angegeben.

Oberflächenrauheit für die CNC-Bearbeitung

Bei der Auswahl der geeigneten Oberflächenrauheit für Ihr Projekt müssen verschiedene Elemente berücksichtigt werden. Je nach Anwendung des Produkts, gewünschter Haltbarkeit, ob das Objekt poliert oder lackiert wird, der Wichtigkeit genauer Abmessungen und dem Projektbudget muss der durchschnittliche Rauheitswert (Ra) möglicherweise höher oder niedriger sein.

Bei gleichen Maßtoleranzen variieren die Anforderungen an die Oberflächenrauheit ihrer CNC-Bearbeitungsteile je nach Maschine. Dies ist das Problem der Stabilität der Zusammenarbeit. Die Kriterien für die Stabilität und Austauschbarkeit bearbeiteter Teile variieren bei der Konstruktion und Herstellung mechanischer Teile für verschiedene Maschinentypen.

Aber welche unterschiedlichen Bearbeitungsarten gibt es und wie können Sie damit beginnen? Werfen wir einen Blick auf dieses wachsende Feld. Im vorhandenen Handbuch zur Konstruktion mechanischer Teile sind die folgenden drei Typen vertreten:

Die Oberflächenrauheit bei der CNC-Bearbeitung hat Auswirkungen darauf, wie das erstellte Objekt mit seiner Umgebung interagiert. Eine typische CNC-Bearbeitungsoberfläche im bearbeiteten Zustand fühlt sich glatt an und hat eine durchschnittliche Rauheit (Ra3.2), aber sichtbare Bearbeitungslinien vom Schneidwerkzeug sind sichtbar. Die meisten Teile können mit dieser Rauheit hergestellt werden, obwohl in einigen Fällen eine glattere Oberfläche erforderlich ist. Bei der Entwicklung von Gleitteilen kann eine glattere Oberfläche von Vorteil sein, da sie die Reibung zwischen den Teilen verringert und das Verschleißverhalten verbessert.

Ersteres wird meist in Präzisionsmaschinen eingesetzt, die ein hohes Maß an Passungsstabilität erfordern. Während des Betriebs oder nach fortlaufender Montage darf die Verschleißgrenze der bearbeiteten Teile nicht überschritten werden 10% der Maßtoleranz der Teile. Dies wird vor allem auf den Reibungsflächen äußerst wichtiger bearbeiteter Teile angewendet, wie der Innenfläche des Zylinders, dem Spindelhals von Präzisionswerkzeugmaschinen, dem Spindelhals von Koordinatenbohrmaschinen und präziseren Bohrern, die ganz besonderen Anforderungen genügen.

Der andere wird in typischen Präzisionsgeräten verwendet, die eine hohe Passstabilität und eine Verschleißgrenze der mechanischen Komponenten von nicht mehr als erfordern 25% der Maßgenauigkeit des bearbeiteten Teils und einer sehr engen Kontaktfläche. Maschinen, Werkzeuge, Oberflächen, die mit Wälzlagern arbeiten, konische Stiftlöcher und Kontaktflächen, die sich mit ziemlich hoher Geschwindigkeit bewegen, sind alles Anwendungsbeispiele.

Der dritte Typ wird hauptsächlich in allgemeinen Maschinen eingesetzt, wo die Verschleißgrenze mechanischer Teile nicht überschritten werden darf 50% des Maßtoleranzwerts und es gibt keine Kontaktflächen für relativ bewegliche Teile, ebenso wenig wie enge Flächen, Passfedern und Arbeitsflächen für Passfedernuten, Kontaktflächen mit niedriger relativer Bewegungsgeschwindigkeit sowie ein Halterungsloch, eine Buchse, Arbeitsflächen mit einem Loch für die Radwelle, ein Untersetzungsgetriebe usw.

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Beziehung s/w Rauheit und Toleranz

Wie hängen nun Rauheit und Toleranz bei der CNC-Bearbeitung (Computer Numerical Control) zusammen?

Am häufigsten wird die Oberflächenrauheit verwendet, die mit dem Toleranzniveau kompatibel ist.

Je geringer die Maßhaltigkeitsanforderungen für mechanische Komponenten sind, desto niedriger ist der Oberflächenrauheitswert der mechanischen Teile. Unter normalen Umständen besteht jedoch keine etablierte funktionale Verbindung zwischen ihnen. Einige Maschinen und Instrumente erfordern beispielsweise eine sehr glatte Oberfläche; Griffe, Handräder, Sanitäranlagen, Lebensmittelmaschinen und mechanische Teile mit veränderter Oberfläche.

 Dies bedeutet, dass die Anforderungen an die Oberflächenrauheit hoch, die Anforderungen an die Maßtoleranz jedoch gering sind. Unter typischen Umständen besteht zwischen dem Toleranzniveau und dem Oberflächenrauheitswert von CNC-Bearbeitungsgegenständen mit Maßtoleranzanforderungen ein angemessenes Verhältnis.

 Laut einigen Konstruktionshandbüchern und Monographien für mechanische Komponenten stehen zahlreiche Berechnungsformeln zur Verfügung. Es stellt die Beziehung zwischen der Oberflächenrauheit und den Maßtoleranzen mechanischer Teile dar. Sie können die Formelliste zur Auswahl lesen.

Wenn man es tatsächlich liest. Sie werden feststellen, dass dieselbe empirische Formel mit unterschiedlichen Werten verwendet wird. Dies kann bei Personen, die über nur sehr begrenzte Kenntnisse auf diesem Gebiet verfügen, zu Verwirrung führen. Gleichzeitig wird die Auswahl der Oberflächenrauheit bei der Arbeit mechanischer Teile komplexer.

Auswahl des Toleranzprinzips für CNC-Maschinen

Die CNC-Bearbeitung (Computer Numerical Control) erfordert höchste Genauigkeit. In diesem Beruf können selbst Millimeter zu großen Fehlern führen. Leider kann keine Maschine jederzeit eine 100-prozentige Genauigkeit garantieren.

Welches grundlegende Toleranzprinzip sollte daher für die CNC-Bearbeitung angewendet werden? Lassen Sie uns diese Sache gemeinsam erkunden.  

Wie wir wissen, ist Toleranz die Kontrolle der Korrektheit von CNC-bearbeiteten Teilen. Für CNC-bearbeitete Teile wie Gewinde, Schnitte und Rohre gelten Standardtoleranzen. Für numerisch gesteuerte bearbeitete Teile für eine Vielzahl von Anwendungen sind Standardtoleranzen erforderlich. Wenn der Kunde das Toleranzniveau nicht auswählt, bieten die meisten CNC-Fräsdienste ±0.1 mm an, was auch der typische Toleranzstandard für CNC-Bearbeitungskomponenten ist, der vom Maschinenbauingenieur festgelegt wird. Die weltweit häufigsten Standardorganisationen, die CNC-Bearbeitungstoleranzen festlegen, sind (ISO) International Organization for Standardization, (ASME) American Society of Mechanical Engineers und andere. Besprechen Sie sie nun ausführlich.

Grundsätzlich ist die Internationale Organisation für Normung (ISO 2768 ) ist in zwei Teile gegliedert, die jeweils darauf abzielen, Zeichnungen zu vereinfachen, indem sie Präzisionsniveaus als allgemeine Regeln festlegen:

  1. Allgemeine Toleranz: Die Stufen werden als f-fein, m-mittel, c-grob und v-sehr grob für lineare und Winkelbemaßungen beschrieben.
  2. Geometrische Toleranz; Die Toleranzklassen H, K und L legen geometrische Toleranzen für Features mit unterschiedlichen Präzisionsstufen fest.

Zur Veranschaulichung könnte eine Zeichnung als Internationale Organisation für Normung bezeichnet werden ISO 2768-mK, was bedeutet, dass die Toleranzgrenzen für die Toleranzklassen „mittel“ von Teil 1 und „K“ von Teil 2 eingehalten werden müssen. Sie können Ihre Zeichnung vereinfachen, indem Sie die ISO 2768-Spezifikation einbeziehen und die Angabe von Toleranzen für jede Abmessung und jedes Merkmal vermeiden.

Die Norm besteht aus allgemeinen Richtlinien, da es Situationen gibt, in denen eine Abmessung eines Teils eine engere Toleranz als die in ISO 2768 definierten erfordert. Solche Vorkommnisse kommen häufig vor. Überprüfen Sie daher den Zeichnungskopf auf allgemeine Toleranzanforderungen und notieren Sie sich etwaige Besonderheiten Teilespezifikationen oder Projektanforderungen.

Während die American Society of Mechanical Engineers(ASME Y14. 5) legt Symbole, Definitionen und Vorschriften für geometrische Bemaßungen und Toleranzen fest. Ziel der Norm ist es, sicherzustellen, dass im gesamten Konstruktions- und Herstellungsprozess mechanischer Komponenten detaillierte Informationen klar bereitgestellt werden.

                                            Technische GD&T-Zeichnung 

Im Grunde sagt es dem Fertigungspersonal und der Ausrüstung, wie genau und präzise jedes regulierte Merkmal des Teils sein muss. Bei Konstruktionszeichnungen und computergenerierten dreidimensionalen Volumenmodellen verwenden die geometrischen und Dimensionstoleranzen (GD&T) eine symbolische Sprache, die die nominale Geometrie und ihre zulässige Varianz ausdrückt.  

                                                 Funktionskontrollrahmen 

Die Toleranzen werden je nach Produktionsprozess gewählt. Normalerweise sind die Kosten umso geringer, je höher die Toleranz ist. Übermäßig Toleranzauswahl birgt das Risiko potenzieller und tatsächlicher Leistungseinbußen, Serviceverschlechterungen, Funktionsunerwünschtheit und schlechtem Aussehen.  Grenztoleranz ist das praktischste und am weitesten verbreitete. Es ermöglicht die beliebige Auswahl von Toleranzen für eine Messkette und gewährleistet eine gute Passung, berücksichtigt jedoch nicht die Produktionskosten.

 Die Standardmethoden zur Bestimmung von Toleranzen maximieren Kosten und Toleranzen nicht direkt. Ihr Hauptaugenmerk liegt auf Definition von Toleranzen damit das Design zuerst funktioniert und vorzugsweise das günstigste ist.

Die Fazit

Welcher Zusammenhang besteht also genau zwischen der Oberflächenrauheit und dem Toleranzniveau bei der CNC-Bearbeitung?

Die durchschnittliche Beschaffenheit der Oberfläche eines Teils wird anhand der Oberflächenrauheit gemessen. Die Oberflächenrauheit, die mit dem Toleranzniveau kompatibel ist, wird am häufigsten verwendet. Je geringer die Anforderungen an die Maßgenauigkeit mechanischer Komponenten sind, desto geringer ist der Oberflächenrauheitswert der mechanischen Teile. Unter normalen Umständen besteht jedoch keine dauerhafte Funktionsverbindung zwischen ihnen.

Die Internationale Organisation für Normung (ISO) und die Amerikanische Gesellschaft für Maschinenbauingenieure (ASME) sind die beiden gängigsten internationalen Normungsorganisationen, die CNC-Bearbeitungstoleranzen festlegen. Eine gängige CNC-Bearbeitungsoberfläche im „wie bearbeiteten Zustand“ fühlt sich glatt an und hat eine durchschnittliche Rauheit (Ra3.2). Wenn diese nicht verfügbar sind, wird eine Standardtoleranz von ± 0.005 Zoll (0.127 mm) verwendet.

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