Bearbetningsgränser och noggrannhetsstandarder för plåtdelar

Plåtdelar används i vår vardag och i industrin i en mängd olika tillämpningar. För att dessa tillverkade plåtdelar ska kunna användas interoperabelt måste de uppfylla vissa noggrannhetsstandarder och bearbetningsgränser. Dessa avser specifika parametrar och toleranser med avseende på bredd, längd, tjocklek och geometriska toleranser. Specifikationerna måste beaktas vid tillverkning av plåtdelar. I det följande behandlas olika standarder och gränser i detalj.

Vad kännetecknar plåtdelar?

Inom maskinteknik bidrar plåtdelar avsevärt till stabilitet, funktionalitet och estetik hos maskiner och utrustning som strukturella komponenter, men också som kåpor och höljen. Plåtar är vanligtvis rullade produkter och definieras som en platt metallbit vars bredd och längd är betydligt större än dess materialtjocklek.

Plåtdelar har följande specialfunktioner:

• Bearbetningsmetod: Vissa bearbetningsmetoder, såsom valsning eller pressning, kan förändra mikrostrukturen hos plåt, vilket påverkar styrka och seghet.
• Materialets tjocklek: Plåtdelar med en tjocklek på mindre än 3 mm kallas precisionsplåt. Om ark är 3 mm eller tjockare kallas de plattor.
• Formbarhet: På grund av sin låga tjocklek kan precisionsplåtdelar i synnerhet enkelt omformas med olika metoder som stämpling, prägling och böjning. Komplexa geometrier kan därför skapas.

Vad är plåttoleranser vid plåtbearbetning och vad används de för?

Plåt kan bearbetas på olika sätt, såsom stansning, laserskärning och böjning. Vid tillverkning av plåtdelar måste de tillåtna toleranserna alltid beaktas, vilket är fallet vid utformning av andra komponenter. Det är nästan omöjligt att tillverka arbetsstycken till 100% skala. Den standardkompatibla dimensioneringen av plåtdelar spelar därför en viktig roll. Utan ytterligare noggrannhetsinformation tillverkas de vanligtvis enligt allmänna toleranser. Om detaljer eller en komplett komponent krävs med högre noggrannhet måste den tillåtna avvikelsen för dessa definieras genom att toleransen specificeras i förväg.

Se den här bloggen för en översikt över ISO 1101-symboler som används i konstruktionsritningar.

Ju högre grad av noggrannhet, desto dyrare blir produktionen. Toleranser används för att säkerställa att sådana avvikelser beaktas i definierad utsträckning och att de färdiga produkterna kan installeras med en korrekt passform. Toleranser måste alltid fastställas samtidigt som man håller ett öga på noggrannhet och genomförbarhet, tillsammans med produktionskostnader. En övre och nedre gräns definieras. Toleransfältet ligger mellan dessa. Ju snävare tolerans, desto mer exakt är arbetsstycket. Plåtbearbetning bygger på allmänna toleranser för följande plåtegenskaper:

• Vinkelmått: Toleranser för vinklar, t.ex. för böjningar.
• Form: Forma toleranser som planhet eller rundhet för att säkerställa att den avsedda formen bibehålls.
• Position: Se till att den exakta positionen, t.ex. symmetrin, är korrekt när du stansar ett hål i plåten. Detta säkerställer att plåten kan monteras korrekt med andra komponenter.
• Borrhål: Toleranser finns till exempel för borrhålets dimensioner, avståndet från borrhål till borrhål eller borrhålets kantavstånd i stål. De är viktiga för att undvika sprickbildning och deformation. Dessutom bidrar ett korrekt bibehållet kantavstånd till plåtens styrka och stabilitet.
• Tjocklek: Toleranser för materialtjocklek

Toleransanalys

Hur hittar du rätt toleransfält för de enskilda parametrarna? Det finns flera sätt att analysera toleranser:

• Analys av värsta tänkbara scenario: Denna metod testar extrema toleranskombinationer och härleder sedan de maximala och minimala gränserna från dessa. Alla komponenter med extrema gränser är installerade och måste fortfarande fungera i kombination.
• Statistisk analys: Statistiska tekniker används för att bestämma sannolikheten för att alla komponenter ligger inom toleransgränserna (förutsatt en Gaussisk normalfördelning). Även om en tillräckligt stor mängd data initialt krävs för bedömningen är det då ganska meningsfullt. Onödigt snäva toleranser undviks också.
• Analys av toleransstaplar (RSS): Toleransstapelanalys beräknar den totala avvikelsen för ett system baserat på antagandet att toleranser fördelas oberoende och slumpmässigt. Även om det är lätt att använda, kan det ibland vara mindre exakt.

Fastställande av plåttoleranser

Vilken tolerans som väljs beror främst på den avsedda användningen av plåtdelen. Den avsedda tillämpningen bestämmer faktorer som materialval, storlek, position och form samt nödvändig dimensionsnoggrannhet. I många fall kan toleranser för allmänna ändamål åberopas som tillräckliga för den nödvändiga dimensionella noggrannheten. Allmänna toleranser gäller när tekniska ritningar inte anger specifika toleranser.

En kompletterande blogg om testutrustning och positioneringselement för plåtdelar finns här.

Allmänna toleranser för position och form

Det finns olika DIN-toleranser för metaller. Allmänna toleranser för position och form, t.ex. DIN ISO 2768-2:

Inom ramen för standarden innebär symmetri att en komponentfunktion eller flera funktioner måste fördelas jämnt runt en referensaxel. Symmetritoleransen indikerar den maximala avvikelsen från denna axel. Symmetritoleranser är särskilt viktiga för plåtdelar som måste förbli rörliga eller där lastfördelning spelar en roll.

Toleransklasserna definieras enligt följande: Klass H är "fin", K "medium" och L "grov". Komponenter som uppfyller klass H-kraven används därför för applikationer som kräver hög precision. Klass K lämpar sig för medelhög precision och L för tillämpningar där större avvikelser är oproblematiska.

För mer information om toleranser och toleransklasser, besök denna blogg.

Platthetstolerans för plåt

En annan viktig tolerans för plåt är planhetstoleransen. Planhetstoleransen säkerställer att plåtytan förblir jämnt plan inom vissa gränser. Efterlevnad av planhetstoleransen säkerställer att en plåtdel har rätt passform och att olika monteringar kan installeras, t.ex. tätt ihop. Underlåtenhet att upprätthålla toleransen kan leda till felaktig lastfördelning och påfrestningar. DIN ISO 2768-2 kan också användas för att bestämma planhetstoleransen:

Toleranser för böjning av plåt

Ytterligare toleranser för plåt kan till exempel vara vinkeltolerans och vinkelräthetstolerans. Eftersom plåt lätt omformas på grund av sin ofta låga materialtjocklek och specifika materialegenskaper är detta en av de mest typiska formerna av bearbetning. Men denna enkla bearbetning gör också tillämpningen av toleranser särskilt viktig. MISUMI erbjuder ett brett utbud av monteringsalternativ för monteringsfästen med olika toleranser.

Vad är bearbetningsgränser för plåtbearbetning?

För plåtprodukter sätts bearbetningsgränser för varje plåttjocklek, material, form och håltyp.

Om värdet ligger utanför bearbetningsgränserna kan plåtdelen inte bearbetas.

Följande tabeller ger en översikt över möjliga bearbetningsgränser för plåtdelar vid MISUMI:

Mer information om behandlingsgränser finns i MISUMIs meddelande.