Основные различия между холоднокатаной и горячекатаной сталью
Низкоуглеродистая сталь (мягкая сталь) — это доступный и легко обрабатываемый материал, который остается одним из основных выборов для сварщиков, строителей…
В этой статье мы стремимся ответить на самые частые вопросы о допусках, которые мы получаем от клиентов.
Содержание статьи:
Самая частая проблема, с которой мы сталкиваемся в процессе предварительной проверки, даже у опытных конструкторов и инженеров, — это расстояние между элементами конструкции и краем детали. Будь то отверстие, паз или декоративный элемент, часто возникает соблазн разместить их как можно ближе к краю, чтобы минимизировать размеры детали. Хотя это позволяет сэкономить пространство и вес, это может существенно снизить жёсткость детали, а также привести к созданию элементов, которые невозможно вырезать даже лазером!
Это особенно важно для элементов, таких как отверстия под винты или пазы, соединяющие конструктивные части, так как при слишком близком расположении к краям или другим вырезам они могут быть вырваны из материала. С учётом этого, мы обычно рекомендуем располагать отверстия на расстоянии не менее 1 диаметра от края, а пазы — не ближе 1,5 ширины от краёв или других вырезанных элементов. Обратите внимание, что тип и толщина материала могут вносить свои коррективы, поэтому всегда проверяйте характеристики материала, чтобы удостовериться в минимальных требованиях к перемычкам.
Соблюдение этих рекомендаций по проектированию позволит избежать неожиданных разрывов или деформаций готовых деталей при приложении к ним усилия.
Вам могут понадобиться отверстия для прохода винтов, нарезки резьбы, зенкования или установки крепёжных элементов. Для каждого из этих вариантов существуют важные конструктивные рекомендации.
Существует несколько подходов к проектированию отверстий, через которые должны проходить винты. Важно правильно соотнести диаметр отверстия в детали и диаметр резьбовой части винта или болта. Если отверстие слишком маленькое, винт придётся ввинчивать с усилием; если слишком большое — соединение не будет достаточно жёстким.
Обычно отверстия для резьбовых крепежей бывают с зазором (clearance fit) или с натягом (interference fit). Не вдаваясь в инженерную терминологию и классы посадок, рассмотрим основные моменты.
Посадка с зазором подразумевает, что крепёж свободно проходит через отверстие, не задевая его стенки. Такой вариант делится на “плотную” и “свободную” посадку: при плотной отверстие ближе к номиналу крепежа, при свободной — больше. Посадка с натягом означает, что крепёж входит с усилием, возможно с использованием инструмента. Это не замена нарезке резьбы, но и не допускает излишней свободы соединения.
Выбор типа посадки зависит от конкретного применения вашей детали.
Нарезка резьбы предполагает создание в детали резьбы после вырезки. Такие отверстия позволяют детали выполнять функцию гайки и особенно актуальны для толстых материалов. Подробнее о нашей услуге по нарезке резьбы читайте здесь. Если вы заказываете нарезку, мы автоматически корректируем размер отверстий, но рекомендуется использовать таблицу нарезки резьбы на нашей странице с руководством, чтобы сразу проектировать отверстия правильного диаметра. Это позволит использовать следующую формулу для определения минимального расстояния отверстия от края или других элементов:
Диаметр отверстия под нарезку/2 + минимальное расстояние от отверстия до края для выбранного материала. Минимальные значения смотрите на нашей странице материалов в разделе “Design Considerations”.
Если вы планируете зенковку отверстий, убедитесь, что между большей частью отверстия (диаметр зенковки) и краем детали, а также другими зенкованными элементами, есть достаточный зазор. Как и при нарезке резьбы, используйте параметр “Countersink Min Hole Center to Material Edge” на страницах материалов, чтобы не разместить отверстие слишком близко к краю. Мы также автоматически скорректируем отверстия, но лучше заранее проектировать их с учётом нужного диаметра, чтобы избежать пересечения зенковки с другими элементами или краем детали. Учтите, что большие диаметры отверстий должны быть удалены из файла перед загрузкой в калькулятор стоимости.
Крепёжные элементы с запрессовкой — отличное дополнение к вашему проекту! Как и при нарезке резьбы и зенковке, мы автоматически изменим размер отверстий под выбранный крепёж. Дополнительно важно учитывать расстояние от центра отверстия до края детали для каждого типа крепежа (смотрите в каталоге крепежа) и “Минимальное расстояние от центра изгиба до центра отверстия под крепёж (по плоскости детали)” на странице материалов для каждого материала. Гидравлическое давление при установке крепежа может отличаться, поэтому требования к расстояниям могут варьироваться.
К нам часто обращаются с вопросами о допусках для T-образных пазов. Основная цель при их проектировании — создать проём, в который гайка войдёт в самом узком положении и при повороте зафиксируется в пазу. Такое зацепление “блокирует” гайку и позволяет закрутить крепёж без удержания гайки инструментом. По нашему опыту, оптимальная ширина Т-паза достигается, если добавить 0,01” к самой узкой части гайки. Это обеспечит свободное движение гайки в пазу в незафиксированном состоянии и достаточную фиксацию при закручивании винта. Рекомендуем добавить те же 0,01” к высоте гайки, чтобы облегчить её установку и снятие.
Карманами называют внутренние вырезанные элементы, а перемычками — расстояние между этими элементами или между элементами и краем детали.
Добавление карманов может существенно снизить вес детали и улучшить её внешний вид, однако рекомендуем не злоупотреблять ими, чтобы не создавать ненужных зон ослабления. Слишком узкие перемычки могут привести к выгоранию мелких элементов лазером.
Рекомендуется, чтобы диаметр отверстий и ширина перемычек были не менее 50% от толщины материала. Например, для детали толщиной 0,125” минимальное расстояние между всеми вырезанными элементами, либо между элементом и краем, должно быть не менее 0,0625”. Однако для максимальной прочности и чистоты реза желательно увеличивать перемычки до 1–1,5 толщины материала. Перемычка в 50% толщины обеспечивает нужный внешний вид, но не гарантирует прочность детали.
При проектировании элементов с минимальными допусками (например, пазов) крайне важно учитывать наихудший сценарий, если готовая деталь окажется на нижней границе нашего допускового диапазона. Для большинства материалов наш допуск составляет +/- 0,005″. Это означает, что любой вырезанный элемент или контур может отличаться на +/- 0,005″ (или на величину допусков для данного материала и толщины) как по оси X, так и по оси Y. Планируя заранее и зная допуски реза для выбранного материала, вы ускорите процесс проектирования и получите детали, готовые к использованию сразу после получения.
