A megmunkálással foglalkozó emberek nem hajlandók beismerni vereségüket, ha a pontosságról van szó. Néha úgy tűnik, hogy egyesek az 1 mikronos feldolgozási pontosságot szeletnek tekintik, amikor erről beszélnek. Valójában azonban a nagy pontosságú megmunkálás olyan műszaki téma, amelyet szigorúan kell kezelni. Jelen cikk célja, hogy mindenki számára átfogóbb ismereteket nyújtson a nagy pontosságú megmunkálásról.
01
Alapvető józan ész: a hőmérséklet-változások hatása az anyagokra
Mint mindannyian tudjuk, az anyagokat befolyásolja a hőtágulás és összehúzódás. A precíziós megmunkálásnál a hőmérsékleti problémákat nem szabad figyelmen kívül hagyni! A hőmérséklet-különbség a pontosság ellensége. Ha nem figyelünk a hőmérséklet kulcskérdésére, hogyan beszélhetjük meg mélyen a pontosságot? Mivel a legtöbb gép acélból és öntöttvasból készül, a szobahőmérséklet és a gép által termelt hő hatására megváltoztatják alakjukat és hosszukat.
kép
Az anyag hőtágulásának és összehúzódásának mértéke az anyag típusától és a hőmérsékletváltozás nagyságától függ. A következő táblázat az acél és a réz tágulási együtthatóit tartalmazza. Ha például az acélt vesszük, annak lineáris tágulása méterenként 12 μm változást eredményez, ha a hőmérséklet 1 fokkal változik. Ezen adatok mélyreható ismerete kritikus fontosságú a precíziós megmunkálás stabilitásának biztosításához.
Az acél tágulási együtthatója az alábbi ábrán látható:
kép
Példa:
Munkadarab hossza: 200 mm
Hőmérséklet változás: 10 fok
Bővítési érték: 0. 02 mm
A réz tágulási együtthatója az alábbi ábrán látható:
kép
Példa:
Elektróda hossza: 200 mm
Hőmérséklet változás: 10 fok
Tágulási érték: 0,05 mm
02
Hőmérséklet okozta érzékelési hiba
Ha a munkadarabok, ellenőrző műszerek és mérőeszközök különböző anyagokból készülnek, és az ellenőrzés során nincsenek szabványos hőmérsékleti feltételek mellett, a szabványos hőmérséklettől (20 fok) való eltérés mindig kulcsfontosságú tényező, amely ellenőrzési hibákhoz vezet.
kép
Érzékelési hiba a hőmérséklet miatt
Például, ha egy 100 mm hosszú acéltömböt 4 fokkal, például a tenyér hőmérsékletével melegít, a hossza 4,6 μm-rel megváltozik.
Érdemes megjegyezni, hogy a nagy pontosságú alkatrészek mérésénél nagyobb pontosságú mérőeszközökre van szükség. Ha magának a mérőműszernek vagy berendezésnek a pontossági színvonala nem magas, honnan származnak a nagy pontosságú mérési eredmények?
kép
03
Fontos feldolgozási koncepció: a termikus stabilitás fenntartása
Acél: 100 x 30 x 20 mm
Méretváltozások, amikor a hőmérséklet 25 fokról 20 fokra csökken: 25 fokon a méret 6 μm-rel nagyobb. Amikor a hőmérséklet 20 fokra csökken, a méret csak 0,12 μm-rel nagyobb. Ez egy termikusan stabil folyamat, még akkor is, ha a hőmérséklet gyorsan csökken. A pontosság fenntartásához még hosszú időre van szükség. A nagyobb tárgyaknak több időre van szükségük a pontosság és a stabilitás visszanyeréséhez, amikor a hőmérséklet változik.
kép
A precíziós megmunkálási tapasztalattal nem rendelkező gyárak esetében a precíziós megmunkálás során gyakran az instabil precizitást okolják a berendezés pontosságával. Éppen ellenkezőleg, a precíziós megmunkálási tapasztalattal rendelkező gyárak tudják, hogy ez a legalapvetőbb tudás. Tudják, hogy a környezeti hőmérséklet és a szerszámgépek közötti termikus egyensúly kritikus fontosságú a stabil megmunkálási pontosság fenntartásához. Ezek a tapasztalt gyárak egyértelműen megértik, hogy még nagy pontosságú szerszámgépekkel is csak stabil hőmérsékleti környezet és hőegyensúly fenntartásával érhető el a stabil feldolgozási pontosság.
kép
A termikus stabilitás fenntartása nélkülözhetetlen és fontos fogalom a precíziós megmunkálásban. Vannak, akiknek kétségei lehetnek afelől, hogy a hőmérsékletet 20 vagy 23 fokon kell tartani. A legkritikusabb azonban annak biztosítása, hogy egy célérték stabilitása fenntartható legyen. Bár az elméleti könyvek általában 20 fokot ajánlanak, a tényleges műhelyek gyakran 22-23 fokozatot választanak. A hangsúly a hőmérséklet-ingadozások szigorú ellenőrzésén van.
04
A megmunkálási pontosság és elemzés helyes megértése
Általánosságban elmondható, hogy a megmunkálási pontosság pontosságra és precizitásra osztható. Az alábbi kép vizuális illusztráció.
kép
Pontosság
Az ugyanazon tartalék mintával végzett ismételt mérések eredményeinek reprodukálhatóságára és konzisztenciájára vonatkozik. Lehetséges nagy pontosság, de ez nem jelenti azt, hogy az eredmények pontosak. Például az 1 mm-es hossz használatával kapott három eredmény: 1,051 mm, 1,053 és 1,052. Bár nagy pontosságúak, pontatlanok.
Pontosság
A kapott mérési eredmények és a valódi érték közötti közelségre utal. A nagy mérési pontosság azt jelenti, hogy kicsi a rendszerhiba, amikor a mért adatok átlagértéke kevésbé tér el a valós értéktől, de szórt adatok esetén, vagyis a véletlen hiba nagysága nem egyértelmű.
A pontosság, a pontosság és a hőmérséklet kapcsolata
Általánosságban elmondható, hogy ha a megmunkált részek pontosabbak, de nem pontosak, annak az lehet az oka, hogy a műhelyhőmérséklet kis tartományon belül ingadozik, de nagy az eltérés a szabványos hőmérséklettől. Ezért a kapott részek mérete viszonylag konzisztens, de nagy az eltérés a célmérettől. Ellenkezőleg, ha az alkatrészek pontosabbak, de nem pontosak, annak az lehet az oka, hogy a műhely hőmérséklete jelentősen ingadozik a szabványos hőmérséklethez képest, amitől az alkatrészméret diszkrétnek tűnik. terjesztés; és ha az alkatrész se nem precíz, se nem pontos, ez arra utalhat, hogy a műhelyhőmérséklet nagymértékben eltér a standard hőmérséklettől és erősen ingadozik.
05
Elfelejtett szerszámgép bemelegítés
A gyárak precíziós CNC szerszámgépeket használnak a nagy pontosságú megmunkáláshoz. Volt már ilyen tapasztalata: amikor a gépet minden reggel bekapcsolják feldolgozás céljából, az első darab megmunkálási pontossága gyakran nehezen éri el az ideális szintet; ha a gépet egy hosszú szabadság után bekapcsolják az első adag alkatrész feldolgozására, a pontosság gyakran gyenge. A meghibásodás veszélye különösen szembetűnő a stabil, nagy pontosságú megmunkálás során, különösen, ha a pozicionálási pontosság megőrzéséről van szó.
A szerszámgépek csak stabil hőmérsékleti környezetben és termikus egyensúly mellett biztosíthatják a stabil feldolgozási pontosságot. Azokban a helyzetekben, amikor az üzembe helyezés után azonnal nagy pontosságú megmunkálásra és gyártásra van szükség, a szerszámgép előmelegítése a legalapvetőbb precíziós megmunkálási ész.
kép
Mivel a CNC szerszámgép orsójának és minden mozgástengelyének hőmérséklete egy bizonyos ideig tartó futás után viszonylag állandó szinten marad. Ugyanakkor a feldolgozási idő múlásával a CNC szerszámgépek termikus pontossága fokozatosan stabilizálódik. Ezért nagyon szükséges az orsó és a mozgó alkatrészek előmelegítése a nagy pontosságú megmunkálás előtt.
Sok gyár azonban gyakran figyelmen kívül hagyja vagy nem érti a szerszámgépek „bemelegítő gyakorlatának” előkészítő láncszemét. Javasoljuk, hogy amikor a szerszámgép több napnál hosszabb ideig üresjáratban van, ajánlatos 30 percnél hosszabb előmelegítést végezni a nagy pontosságú megmunkálás előtt; ha a szerszámgép csak néhány órát áll tétlenül, akkor a nagy pontosságú megmunkálás előtt 5-10 perces előmelegítés is javasolt.
Az előmelegítési folyamat során a szerszámgép részt vesz a megmunkáló tengely ismételt mozgásában. A legjobb a többtengelyes összekapcsolás. Például hagyja, hogy az XYZ tengely a koordinátarendszer bal alsó sarkából a jobb felső sarkába mozogjon, és ismételten mozgassa átlósan. Ezt a folyamatot úgy érhetjük el, hogy egy makróprogramot írunk a szerszámgépre.
Miután a szerszámgépet teljesen előmelegítették, a szerszámgépet teljes erővel nagy pontosságú megmunkálásba lehet helyezni, így stabil és egyenletes feldolgozási pontosságot érhet el.
