Допуски штамповки металла и листового металла: таблицы и стандарты

Q: Можно ли проверить допуски по моему собственному чертежу?

Да. Загрузите его в предварительную проверку DFM : она перечислит прочитанные требования по допускам, отметит те, что жёстче обычных возможностей процесса, и назовёт элементы, которые их определяют.

Опубликовано: 14 февраля 2024 г.

Metal stamping and sheet metal tolerances reference chart

Эта статья выделяет ключевые положения GB/T13914-2002 (Размерные допуски штампованных деталей) и применяет их к реальным условиям цеха. Соответствие требованиям по допускам не обсуждается, но приходится также взвешивать технологичность и стоимость — поэтому мы отмечаем, где допуски можно ослабить без ущерба для функции.

Допуск на прецизионные штампованные детали зависит и от физического размера детали, и от выбранного класса допуска. Если деталь выполняет свои функциональные требования, более экономичный класс проще в изготовлении и снижает стоимость оснастки.

Размерные допуски для плоских штампованных деталей

Плоские штампованные детали делятся на 11 классов, обозначаемых от ST1 до ST11. ST означает размерный допуск плоских штампованных деталей, а число указывает класс. Точность последовательно снижается от ST1 (самый точный) до ST11 (самый свободный).

Размерные допуски для формованных штампованных деталей

Формованные штампованные детали делятся на 10 классов точности, обозначаемых от FT1 до FT10. FT означает размерный допуск формованных штампованных деталей, а точность последовательно снижается от FT1 (самый точный) до FT10 (самый свободный).

Предельные отклонения

Для размеров отверстий нижнее отклонение обычно равно нулю, а верхнее задаётся равным полному допуску. Для размеров валов наоборот: верхнее отклонение равно нулю, а нижнее — отрицательному допуску. Для расстояний между центрами отверстий, расстояний до края, линий гиба, длин вытяжки и высот мы обычно используем симметричные отклонения — плюс-минус половину допуска.

Ключевые точки производства, требующие контроля

Углы гиба и углы пуансонов.
Радиусы скруглений при пробивке.
Размеры формовки после операций гибки или вытяжки.
Размеры пробивки и вырубки.
Толщина материала, зазор штампа и метод измерения.

Контроль этих параметров позволяет выдерживать требуемую точность, соответствовать вашим проектным требованиям и обеспечивать стабильное качество штампованных деталей от запуска к запуску.

Блог

Выдавливание с острыми углами при глубокой вытяжке

Обжим стенки (ironing) при глубокой вытяжке

Сотрудники Balford участвуют в марафоне в Чжуцзи

Товарный знак Balford и сертификация ISO 9001:2015

Опыт Balford в металлических компонентах

Глубокая вытяжка листового металла: точные компоненты

Что такое штамповка металла?

Руководство по проектированию: круглые шайбы с двусторонней фаской

Руководство по проектированию: штампованные шайбы

Изготовление автомобильного корпуса двигателя методом глубокой вытяжки

Справочные допуски для штампованных и глубоковытянутых деталей

Приведённые ниже значения — это общие отраслевые ориентиры для штамповки листового металла и глубокой вытяжки. Это то, что обычно выдерживает данное семейство процессов, а не обещание для конкретной детали. Допуск, который Balford котирует для вашей детали, подтверждается по вашему чертежу во время анализа DFM, потому что материал, толщина, тип элемента и оснастка меняют это число.

Вырубка и пробивка

Элемент	Диапазон размеров	Типичный допуск
Заготовка / наружный контур	до 25 мм	±0,05 – 0,10 мм
Заготовка / наружный контур	25 – 100 мм	±0,10 – 0,20 мм
Заготовка / наружный контур	свыше 100 мм	±0,20 – 0,40 мм
Диаметр пробитого отверстия	до 10 мм	±0,05 мм
Положение отверстия (отверстие к отверстию)	до 100 мм	±0,10 мм

Формовка и гибка

Элемент	Типичный допуск
Угол гиба	±0.5° – 1°
Размер гиба (длина полки)	±0,10 – 0,25 мм
Высота формовки	±0,10 – 0,30 мм
Плоскостность / перпендикулярность	по чертежу, обычно 0,1 мм на 100 мм

Глубокая вытяжка (цилиндрические детали)

Элемент	Диапазон размеров	Типичный допуск
Наружный диаметр	до 25 мм	±0,05 – 0,10 мм
Наружный диаметр	25 – 100 мм	±0,10 – 0,20 мм
Наружный диаметр	свыше 100 мм	±0,25 – 0,50 мм
Толщина стенки (после обжима)	—	примерно ±10 % от номинала
Общая высота	—	±0,15 – 0,40 мм
Сосность	—	0,05 – 0,15 мм TIR

Что на самом деле определяет это число

Материал и состояние поставки — более твёрдые и прочные марки сильнее пружинят и хуже сохраняют форму.
Толщина — чем тоньше полоса, тем меньший абсолютный допуск может выдержать процесс.
Тип элемента — пробитое отверстие, гиб и вытянутая стенка — это три разных процесса с тремя разными возможностями.
Связь с базой — допуски, измеряемые от одной позиции оснастки, жёстче допусков, измеряемых через несколько позиций.
Вырезан элемент или отформован — вырезанные элементы снимаются прямо с оснастки; формованные несут пружинение и разброс течения материала.

Если на вашем чертеже указан допуск, который процесс не может выдержать в объёме, анализ DFM скажет об этом до изготовления оснастки — а это гораздо дешевле, чем узнать это на первом изделии.

Частые вопросы

Какой допуск Balford может выдержать на штампованной детали?

Он подтверждается для каждой детали по вашему чертежу, а не одним общим числом. Пришлите чертёж с материалом, толщиной и годовым количеством — и анализ DFM вернёт достижимый допуск по каждому элементу, а также укажет, какие элементы требуют вторичной операции или ослабления допуска.

Можно ли достичь более жёстких допусков вторичной операцией?

Часто да. Пробитый или вытянутый элемент можно после этого ввести в допуск калибровкой в штампе или токарной, фрезерной обработкой либо шлифованием на ЧПУ там, где это позволяет геометрия. Компромисс — цена за деталь, и анализ покажет оба варианта.

Применимы ли эти справочные значения к нержавеющей стали и алюминию?

Диапазоны смещаются вместе с материалом. Нержавеющие стали наклёпываются и пружинят сильнее мягкой стали; алюминий формуется легко, но легко получает следы и царапины и требует более бережного обращения. Таблица выше — отправная точка, реальное число определяет ваш чертёж.

Допуски листового металла: справочная таблица

Инженеры, которые ищут допуски листового металла обычно хотят сначала одно: стартовое число на каждый элемент, ещё до выбора поставщика. Таблица ниже — это полоса, которую хорошо обслуживаемый прессовый штамп выдерживает в серийном производстве на мягкой стали толщиной 0,5–3,0 мм. Нержавеющая сталь, алюминий и чистое железо смещают эти числа — в последней колонке указано, в какую сторону.

Элемент	Типичный выдерживаемый допуск	Что на него влияет
Вырубленный контур, габаритный размер	±0,10 – ±0,25 мм	Зазор штампа, положение полосы и припуск на заусенец. Ниже ±0,10 мм ожидайте шлифованную или зачищенную кромку, а не срезанную.
Диаметр пробитого отверстия, Ø менее 10 мм	±0,05 – ±0,12 мм	Зазор пуансона и его износ. Отверстие меньше толщины материала требует ступенчатого пуансона.
Положение отверстие к отверстию, одна позиция	±0,05 – ±0,15 мм	Все пуансоны одной позиции двигаются вместе с одной оснасткой, поэтому положение повторяется гораздо лучше, чем абсолютный размер.
Положение отверстие к отверстию, через несколько позиций	±0,15 – ±0,30 мм	Ошибка шага подачи полосы накапливается; направляющие штифты возвращают большую её часть.
Угол гиба	±0.5° – ±1.5°	Пружинение. Нержавейке нужна перегибка либо позиция калибровки/осадки.
Расстояние от гиба до отверстия	±0,15 – ±0,30 мм	Материал, текущий в гиб. Держите отверстия не ближе 2×t плюс радиус гиба от линии гиба.
Наружный диаметр вытяжки, Ø 20–80 мм	±0,05 – ±0,15 мм	Износ матричного кольца и обжим. Обжатая стенка держит диаметр; стенка, которая только вытянута, — нет.
Толщина стенки вытяжки	±5–10 % от номинала или ±0,01 мм при обжиме	Утонение — это выбор процесса: вытяжка утоняет неравномерно, обжим управляет стенкой целенаправленно.
Высота или глубина вытяжки	±0,15 – ±0,30 мм	Разброс размера заготовки и число переходов вытяжки.
Сосность вытянутого корпуса	0,05 – 0,15 мм	Совмещение пуансона и матрицы, переносимое через переходы — задаётся на оснастке, а не на детали.
Плоскостность формованной детали	0,10 – 0,30 мм	Остаточные напряжения от формовки плюс любая последующая термообработка.

Это технологические ориентиры, а не контрактное обещание. Число, которое Balford котирует для конкретной детали, подтверждается по чертежу во время анализа DFM, потому что материал, толщина, тип элемента и оснастка меняют его.

Как это соотносится со стандартом, напечатанным на вашем чертеже

Стандарты общих допусков, такие как ISO 2768-1 (классы f, m, c, v), DIN 6930-2 для холоднокатаных штампованных деталей и GB/T 1804 существуют, чтобы на чертеже не приходилось проставлять размер на каждый элемент. Это минимум, а не заявление о возможностях:

ISO 2768-m — это примерно ±0,2 мм в диапазоне 6–30 мм, что с запасом укладывается в возможности обычного прессового штампа, поэтому так много чертежей его используют.
ISO 2768-f (±0,1 мм в том же диапазоне) — это точка, где для штампованной детали нужно осознанное решение: зачищенные кромки, контроль внутри штампа или письменно принятый более низкий Cpk.
DIN 6930-2 был написан специально для штампованных деталей и разделяет вырезанные и формованные элементы — полезно, когда заказчик спрашивает, почему отверстие выдержано, а гиб нет.
Деталь, которая ловит покупателей: ISO 2768 применяется если на чертеже не указано иное, поэтому элемент без проставленного размера — это не «как получится», а класс m, и оснастка обязана его выдержать.

Какие допуски действительно определяют цену

Допуск стоит денег в трёх местах, и очевидно только первое:

Оснастка. Переход от ISO 2768-m к ±0,05 мм на пробитом отверстии обычно добавляет позицию (направляющий штифт плюс зачистка), а не просто более точный пуансон.
Стойкость оснастки. Пуансон, работающий с половинным от нормального зазором, изнашивается быстрее, а стоимость расходников попадает в цену детали при объёме.
Контроль. Элемент, который нельзя проверить калибром-пробкой или простым приспособлением, требует времени на КИМ по каждой партии — это затраты на партию, а не на деталь.

Поэтому самый дешёвый ответ на «сделайте точнее» часто заключается в изменении конструкции: перенести базу, ослабить нефункциональный допуск или позволить обработать одну поверхность после формовки. Обжим — хороший пример: он настолько ужесточает допуски стенки и диаметра, что позволяет убрать токарную операцию.

Частые вопросы о допусках листового металла

Каков стандартный допуск для деталей из листового металла?

Единого числа нет, потому что всё зависит от элемента. Для обычного прессового штампа практическая рабочая величина — ±0,1–0,2 мм на вырезанных элементах и ±0,5–1° на углах гиба, а там, где на чертеже значение не указано, применяются стандарты общих допусков, такие как ISO 2768-m или DIN 6930-2.

Можно ли проверить допуски по моему собственному чертежу?

Да. Загрузите его в предварительную проверку DFM: она перечислит прочитанные требования по допускам, отметит те, что жёстче обычных возможностей процесса, и назовёт элементы, которые их определяют.

Отличаются ли допуски глубокой вытяжки от допусков штамповки?

Да. Операции резки воспроизводят оснастку, поэтому напрямую выдерживают размеры. Вытяжка зависит от течения материала, поэтому толщина стенки, округлость и высота меняются вместе с коэффициентом вытяжки, числом переходов и тем, обжимается ли стенка. Вытянутый диаметр держится хорошо; за вытянутой стенкой нужно следить. См. допуски на глубоковытянутых корпусах.

Всегда ли более жёсткий допуск дороже?

Не всегда, но обычно да. Если элемент уже формируется на существующей позиции, ужесточение может ничего не стоить. Если нужна дополнительная позиция, зачистка, калибровочная подушка или 100 % контроль, то стоит — и затраты ложатся либо в оснастку, либо в цену детали.

Как узнать, что реально может выдержать моя деталь?

Пришлите чертёж с материалом, толщиной и годовым количеством. Анализ DFM вернёт достижимый допуск по каждому элементу и стоимость ужесточения тех, что важны, ещё до запуска оснастки. Мгновенная оценка даст первое представление о цене в том же сеансе.

Связанные материалы: руководство по процессу глубокой вытяжки · допуски на глубоковытянутых корпусах · допуски и чистота поверхности при обжиме стенки · прецизионная штамповка металла · штамповка последовательным штампом