Vad är en bearbetningstolerans?
En tolerans anger den tillåtna avvikelsen för ett mått. En axel som är specificerad till ⌀25,00 ±0,05 mm får ligga var som helst mellan 24,95 och 25,05 mm och ändå godkännas. Toleransvidden - i det här fallet 0,1 mm - avgör hur noggrant maskinen måste hålla måttet, och därmed direkt hur lång tid det tar och vad det kostar.
Toleranser anges oftast som dubbelsidiga (±0,05), ensidiga (+0,00/-0,10) eller med ISO-toleransgrader (h6, H7 osv.). För detaljer som ska passas ihop avgör förhållandet mellan axelns och hålets toleranser om du får en spelpassning, en mellanpassning eller en presspassning.
Standardtoleranser vid CNC-bearbetning
Vid CNC-fräsning och CNC-svarvning visar följande nivåer vad som går att uppnå utan särskild processtyrning:
| Nivå | Typisk tolerans | Ytjämnhet Ra | Typisk tillämpning |
|---|---|---|---|
| Allmän bearbetning | ±0,1 mm |
3,2 µm |
Icke-kritiska element, frigångshål, yttre konturer |
| Standardprecision | ±0,05 mm |
1,6 µm |
Lagersäten, styrande element, allmänna passningar |
| Hög precision | ±0,01 mm |
0,8 µm |
Hål med snäv passning, precisionsaxlar, hydraulikkomponenter |
| Ultraprecision | ±0,005 mm |
0,4 µm |
Mätytor, precisionsinstrument, detaljer för flyg- och rymdindustrin |
De flesta seriedetaljer konstrueras med ±0,05-0,1 mm på icke-kritiska element. Snävare toleranser på varje mått ökar kostnaden utan att tillföra någon funktion.
Hur toleranserna påverkar bearbetningskostnaden
Snävare toleranser kostar mer av tre skäl:
- Lägre matning och mindre skärdjup. För att hålla
±0,01 mmkrävs finbearbetning med reducerad hastighet, vilket förlänger cykeltiden. - Fler mätmoment. Varje element med snäv tolerans måste mätas - ofta flera gånger under processen. Tid i koordinatmätmaskin (CMM) och tid för erfarna operatörer är dyr.
- Högre risk för kassation. Ju snävare ett mått hålls, desto större är risken att en detalj i gränslandet blir skrot. Tillverkare räknar in den risken i priset för arbeten med snäva toleranser.
En detalj med fem snäva toleranser där bara två är funktionellt nödvändiga kan kosta 30-50 % mer än den borde. Lägg tid på att reda ut vilka toleranser som verkligen är kritiska innan du fastställer ritningen.
Tumregeln är: ange den vidaste tolerans som fortfarande säkerställer korrekt funktion. Spara ±0,01 mm och snävare till element som verkligen kräver det - håldiametrar för hydraultätningar, lagersäten och precisionspassningar.
ISO-toleransgrader och passningar
ISO-systemet definierar toleransgrader från IT1 (finast) till IT18 (grövst). För vanliga bearbetade detaljer ligger det praktiska intervallet mellan IT6 och IT11:
| Grad | Tolerans vid ⌀25 mm | Typisk användning |
|---|---|---|
| IT6 | 13 µm |
Precisionsaxlar, snäva passningar |
| IT7 | 21 µm |
Vanliga lagersäten, passningar H7/h6 |
| IT8 | 33 µm |
Allmän precisionsbearbetning |
| IT9 | 52 µm |
Passningar utan precisionskrav, frigångselement |
| IT11 | 130 µm |
Grovbearbetning, icke-funktionella mått |
Standardpassningarna H7/h6 (spelpassning) och H7/p6 (presspassning) täcker de flesta tekniska tillämpningar. Om inget annat anges på ritningen arbetar de flesta CNC-leverantörer efter IT8-IT9 på otoleranssatta mått.
Ytjämnhet och dess koppling till toleransen
Ytjämnhet (Ra) och måttolerans hänger ihop men är oberoende av varandra. Du kan ha en snäv tolerans med en relativt grov yta - till exempel ett precisionsslipat hål som fortfarande visar verktygsspår. I praktiken kräver Ra 0,4 µm normalt slipning eller honing utöver svarvning eller borrstångsbearbetning, vilket innebär fler operationer och högre kostnad.
Vanlig CNC-svarvning ger Ra 1,6-3,2 µm. Med finbearbetning når man Ra 0,8 µm. För Ra 0,4 µm och lägre krävs slipning, honing eller läppning.
Praktiska rekommendationer
- Toleranssätt bara det som spelar roll. Lägg snäva toleranser endast på element som avgör passning, funktion eller montering.
- Använd standardpassningar. H7/h6, H8/f7 och liknande standardpassningar täcker de flesta tekniska behov utan särskild toleransanalys.
- Ange ytjämnheten separat. Utgå inte från att en snäv tolerans automatiskt ger en fin yta - ange Ra uttryckligen där det har betydelse.
- Prata med tillverkaren tidigt. Leverantören kan ofta föreslå små konstruktionsändringar som gör det betydligt enklare att hålla toleransen.
- Kontrollera ritningens standardvärden. I de flesta namnrutor anges en allmän tolerans för mått utan egen tolerans - se till att din motsvarar det du faktiskt behöver.