تلرانس ها در ماشینکاری CNC

مقدمه

تلرانس ­ها در ماشینکاری CNC به عنوان محدوده­ ی قابل قبولی تعریف می­ شوند که یک پارامتر می­ تواند از مقدار مورد نظر خود منحرف شود. هر پارامتر ممکن است یک ویژگی فیزیکی قابل اندازه ­گیری مانند دما، رطوبت، سطوح نویز، تنش، تابش خورشیدی و سرعت یا یک بعد فیزیکی مانند تعریف فضا باشد.

این مفهوم، قبل از این که یک مقدار، نامناسب تلقی شود، حدود مجاز تغییرات آن را مشخص می­ کند. در مهندسی، تلرانس را می­ توان به عنوان درجه ­ی مجاز خطا در نظر گرفت. تلرانس ­ها معمولا یک حد بالایی دارند که حداکثر انحراف مثبت مجاز بوده و یک حد پایینی که حداکثر انحراف منفی مجاز می ­باشد.

تلرانس­ های مورد استفاده در ماشینکاری CNC

واژه­ ی تلرانس در دو زمینه­ ی مختلف در مورد ماشینکاری CNC استفاده می­ شود: از نظر دستگاه­ های CNC و از نظر طراحی برای ماشینکاری CNC.

تلرانس در زمینه­ ی دستگاه ­های CNC، درجه ­ی دقت ابعادی است که یک دستگاه می ­تواند هنگام ماشینکاری یک قطعه به دست آورد. دستگاه‌های CNC بسیار دقیق بوده و برخی از آن­ها می‌توانند قطعات را با دقت 0.0025 ± میلی‌متر تولید نمایند که به اندازه­ ی یک چهارم ضخامت موی انسان است. با این حال، تلرانس دستگاه‌های CNC مختلف متفاوت بوده و معمولا توسط سازنده مشخص می‌شود؛ به عنوان مثال، 0.02 میلی‌متر یک تلرانس متوسط معمولی است. ارائه ­دهندگان خدمات ماشینکاری CNC نیز میزان تلرانس دستگاه-های خود را بر اساس مشتریان مشخص می­ کنند.

در طراحی و ساخت، تلرانس، محدوده­ ی قابل قبولی از تغییرات ابعاد یک قطعه است که همچنان امکان عملکرد کامل آن قطعه را فراهم می­ سازد. تلرانس ­ها توسط طراح تعیین شده و بر اساس عملکرد، تناسب و فرم قطعه می­ باشند. آن­ها به ویژه برای قطعاتی که دارای اتصال بوده و یا با اجزای دیگر تداخل دارند، بسیار مهم هستند. برای مثال، قطعات یک موتور الکتریکی باید تلرانس بیشتری نسبت به دستگیره­ ی در داشته باشند. این امر به این دلیل است که اولی دارای اجزای زیادی است که با سایر اجزاء هماهنگ می­ شود. یک تلرانس با یک توضیح عددی در کنار ابعادی که برای آن اعمال می­ شود، نشان داده می­ شود.

انواع مختلفی از تلرانس وجود دارد که شامل تلرانس ­های حدی، تلرانس ­های یک طرفه، تلرانس دوطرفه و سیستمی از تلرانس­ ها به نام اندازه ­گیری و تلرانس ­دهی هندسی (GD&T) می­ باشد.

تلورانس حدی

تلرانس ­های حدی مقادیر دو بعدی هستند که محدوده­ ی قابل قبول یک بعد را مشخص می­ کنند. حد بالا، حداکثر بعد قابل قبول و حد پایین، حداقل آن را مشخص می­ سازد. هر مقداری بین این دو قابل قبول است. 0.65 - 0.55 میلی­متر نمونه ­ای از تلرانس حدی است؛ 0.65 میلی­متر به عنوان حد بالایی و 0.55 به عنوان حد پایینی در نظر گرفته می­شود.

تلرانس ­های حدی برای یک شفت و یک سوراخ

تلرانس ­های یک طرفه

تلرانس یک طرفه، تلرانسی است که در آن فقط یک جهت تغییر از بعد مشخص شده مجاز است. این جهت ممکن است مثبت یا منفی (جمع یا تفریق مقدار مشخص شده) باشد. نمونه ­ای از تلرانس یک طرفه 1.5 میلی­متر 005-./000. + است. این بدان معنی است که ابعاد ممکن است تا 1.505 میلی­متر منحرف شده اما نمی ­تواند کمتر از مقدار مشخص شده ­ی اصلی 1.5 میلی­متر باشد.

  تلرانس ­های یک طرفه

تلرانس دو طرفه

تلرانس­ های دو طرفه برای ماشینکاری CNC در دو طرف اندازه­ ی پایه متقارن است. این بدان معنی است که حد بالا و پایین با یک مقدار از اندازه ­ی پایه منحرف می ­شود. برخلاف تلرانس­ های یک طرفه، انحراف در تلرانس­ های دو طرفه در دو جهت مثبت و منفی رخ می­ دهد.

اندازه­ گیری و تلرانس ­دهی هندسی (GD&T)

GD&T یک سیستم برتر و دشوارتر از اندازه‌گیری و تلرانس ­دهی استاندارد (SD&T) است که نه تنها ابعاد و تلرانس یک قطعه را ارائه می‌دهد، بلکه ویژگی هندسی دقیق قطعه‌ای را که تلرانس روی آن اعمال می‌شود نیز مشخص می‌سازد. در حالی که SD&T شکل را پوشش می ­دهد، GD&T فراتر رفته و ویژگی­ های هندسی مانند صافی، موقعیت حقیقی و صحیح و هم مرکز بودن را نیز پوشش می­ دهد.

  سیستم GD&T

نکاتی در خصوص تلرانس ­های ماشینکاری CNC

تلرانس ­دهی، فرآیند اضافه کردن تلرانس به ابعاد شما هنگام طراحی یک قطعه است. موارد زیر، نکات مهمی است که هنگام تلرانس­ دهی ماشینکاری CNC باید مد نظر قرار داد:

·       تلرانس ­ها برای طراحی شما بسیار مهم هستند. با این حال، لازم نیست تمام اجزای یک قطعه تلرانس ­دهی شود. به منظور صرفه ­جویی در زمان و هزینه­ ی ماشینکاری، فقط برای اجزای مهم مانند قطعاتی که با قطعات دیگر متصل شده یا تداخل دارند، تلرانس را اعمال نمایید.

·       از تلرانس ­های دقیق غیر ضروری خودداری کنید. تلرانس­ های بالا اغلب باعث افزایش تولید ضایعات، نیاز به ابزارهای اندازه ­گیری ویژه، اتصالات اضافی و چرخه­ های طولانی ­تر می ­شود. همه ی این موارد منجر به افزایش هزینه­ ی ماشینکاری می شود.

·       معمولا هنگام تلرانس ­دهی باید قابلیت تلرانس دستگاه‌های CNC را که قطعه­ ی شما را ماشینکاری می‌کنند نیز در نظر داشته باشید. اما هنگامی که قطعات خود را از 3dhub سفارش می­ دهید، لازم نیست به این موضوع توجه نمایید؛ زیرا ما تعداد بالایی دستگاه CNC در شبکه­ ی خود داریم که این امکان را فراهم می­ سازد تا دستگاه مناسبی برای پروژه­ ی خود بیابید که تلرانس مورد نیاز شما را تامین کند.

·       ویژگی­ های خاص مواد را در نظر داشته باشید. دشواری ماشینکاری یک قطعه با تلرانس خاص تا حد زیادی به ماده ­ای بستگی دارد که قطعه از آن ساخته شده است. به دلیل خم شدن مواد در حین ماشینکاری، استفاده از مواد نرم، تامین یک تلرانس خاص را سخت­ تر می­ سازد.