Folk som er engasjert i maskinering er ikke villige til å innrømme nederlag når det kommer til nøyaktighet. Noen ganger ser det ut til at noen mennesker ser på 1 mikron prosesseringsnøyaktighet som et stykke kake når de snakker om det. Imidlertid er høypresisjonsmaskinering et teknisk emne som må behandles strengt. Denne artikkelen tar sikte på å gi alle en mer omfattende kunnskap om høypresisjonsmaskinering.
01
Grunnleggende sunn fornuft: effekten av temperaturendringer på materialer
Som vi alle vet, påvirkes materialer av termisk ekspansjon og sammentrekning. Ved presisjonsbearbeiding må temperaturproblemer ikke ignoreres! Temperaturforskjell er nemesis av nøyaktighet. Hvis vi ikke tar hensyn til nøkkelspørsmålet temperatur, hvordan kan vi diskutere nøyaktighet i dybden? Siden de fleste maskiner er laget av stål og støpejern, endrer de form og lengde under påvirkning av romtemperatur og varmen som genereres av selve maskinen.
bilde
Graden av termisk utvidelse og sammentrekning av et materiale avhenger av type materiale og størrelsen på temperaturendringen. Følgende gir en tabell over ekspansjonskoeffisienter for stål og kobber. Ta stål som et eksempel, vil dens lineære ekspansjon gi en endring på 12μm per meter når temperaturen endres med 1 grad. En dyp forståelse av disse dataene er avgjørende for å sikre stabiliteten til presisjonsmaskinering.
Ekspansjonskoeffisienten til stål er vist i figuren nedenfor:
bilde
Eksempel:
Arbeidsstykkelengde: 200 mm
Temperaturendring: 10 grader
Utvidelsesverdi: 0. 02 mm
Ekspansjonskoeffisienten til kobber er vist i figuren nedenfor:
bilde
Eksempel:
Elektrodelengde: 200 mm
Temperaturendring: 10 grader
Utvidelsesverdi: 0,05 mm
02
Deteksjonsfeil forårsaket av temperatur
Når arbeidsstykker, inspeksjonsinstrumenter og målere er laget av forskjellige materialer og ikke er under standard temperaturforhold under inspeksjon, vil avvik fra standardtemperaturen (20 grader ) alltid være en nøkkelfaktor som fører til inspeksjonsfeil.
bilde
Deteksjonsfeil på grunn av temperatur
For eksempel vil oppvarming av en 100 mm lang stålblokk med 4 grader, slik som temperaturen på håndflaten din, føre til at lengden endres med 4,6 μm.
Det er verdt å merke seg at ved måling av høypresisjonsdeler, er det nødvendig å ha høyere presisjonsmåleverktøy. Hvis nøyaktighetsstandarden til selve måleinstrumentet eller utstyret ikke er høy, hvor kommer høypresisjonsmålingsresultater fra?
bilde
03
Viktig prosesseringskonsept: opprettholde termisk stabilitet
Stål: 100 x 30 x 20 mm
Endringer i størrelse når temperaturen synker fra 25 grader til 20 grader: Ved 25 grader er størrelsen 6μm større. Når temperaturen synker til 20 grader, er størrelsen bare større med 0,12μm. Dette er en termisk stabil prosess, selv om temperaturen synker raskt, er det fortsatt nødvendig med lang tid for å opprettholde nøyaktigheten. Større gjenstander krever mer tid for å gjenvinne nøyaktighet og stabilitet når temperaturen endres.
bilde
For fabrikker uten erfaring med presisjonsmaskinering, er ustabil presisjon ofte skylden på nøyaktigheten til utstyret når du utfører presisjonsmaskinering. Tvert imot vet fabrikker med erfaring fra presisjonsmaskinering at dette er den mest grunnleggende forståelsen. De forstår at den termiske balansen mellom omgivelsestemperatur og maskinverktøy er avgjørende for å opprettholde stabil maskineringsnøyaktighet. Disse erfarne fabrikkene forstår tydelig at selv med høypresisjonsmaskiner kan stabil prosesseringsnøyaktighet bare oppnås ved å opprettholde et stabilt temperaturmiljø og termisk balanse.
bilde
Opprettholdelse av termisk stabilitet er et uunnværlig og viktig konsept i presisjonsbearbeiding. Noen kan være i tvil om temperaturen bør holdes på 20 grader eller 23 grader. Det mest kritiske er imidlertid å sikre at stabiliteten til en målverdi kan opprettholdes. Selv om teoretiske bøker vanligvis anbefaler 20 grader, velger faktiske verksteder ofte mellom 22-23 grader. Fokuset er på streng kontroll av temperatursvingninger.
04
Riktig forståelse av maskineringsnøyaktighet og analyse
Generelt sett kan maskineringsnøyaktighet deles inn i presisjon og presisjon. Bildet nedenfor er en visuell illustrasjon.
bilde
Presisjon
Det refererer til reproduserbarheten og konsistensen mellom resultatene oppnådd ved gjentatte målinger med samme reserveprøve. Det er mulig å ha høy presisjon, men det betyr ikke at resultatene er nøyaktige. For eksempel er de tre resultatene oppnådd ved å bruke en lengde på 1 mm 1,051 mm, 1,053 og 1,052. Selv om de har høy presisjon, er de unøyaktige.
Nøyaktighet
Refererer til nærheten mellom de oppnådde måleresultatene og den sanne verdien. Høy målenøyaktighet betyr at systemfeilen er liten, når gjennomsnittsverdien av de målte dataene avviker mindre fra den sanne verdien, men når dataene er spredt, det vil si at størrelsen på den tilfeldige feilen er uklar.
Sammenheng mellom presisjon, nøyaktighet og temperatur
Generelt sett, hvis de maskinerte delene er mer presise, men ikke nøyaktige, kan det skyldes at verkstedtemperaturen svinger innenfor et lite område, men det er et stort avvik fra standardtemperaturen. Derfor er størrelsen på de oppnådde delene relativt konsistent, men det er et stort avvik fra målstørrelsen. Tvert imot, hvis delene er mer nøyaktige, men ikke presise, kan det skyldes at verkstedtemperaturen svinger betydelig i forhold til standardtemperaturen, noe som får delstørrelsen til å virke diskret. fordeling; og hvis delen verken er presis eller nøyaktig, kan dette tyde på at butikktemperaturen avviker mye fra standardtemperaturen og svinger mye.
05
Glemt maskinoppvarming
Fabrikker bruker presisjons CNC-maskinverktøy for høypresisjonsmaskinering. Har du noen gang hatt denne opplevelsen: når maskinen slås på hver morgen for bearbeiding, er det ofte vanskelig å nå det ideelle nivået for maskineringsnøyaktigheten til det første stykket; når maskinen slås på etter en lang ferie for å behandle den første delen med deler, er nøyaktigheten ofte dårlig. Risikoen for feil er spesielt fremtredende under stabil, høypresisjonsmaskinering, spesielt når det gjelder å opprettholde posisjonsnøyaktighet.
Bare i et stabilt temperaturmiljø og termisk balanse kan maskinverktøy sikre stabil behandlingsnøyaktighet. For situasjoner der høypresisjonsmaskinering og produksjon er nødvendig umiddelbart etter oppstart, er forvarming av verktøymaskinen den mest grunnleggende sunne fornuften ved presisjonsmaskinering.
bilde
Fordi temperaturen på spindelen og hver bevegelsesakse til CNC-maskinverktøyet vil bli relativt opprettholdt på et visst fast nivå etter å ha kjørt i en periode. Samtidig, ettersom behandlingstiden går, blir den termiske nøyaktigheten til CNC-maskinverktøy gradvis stabil. Derfor er det svært nødvendig å forvarme spindelen og bevegelige deler før du utfører høypresisjonsmaskinering.
Imidlertid ignorerer eller forstår mange fabrikker ofte ikke forberedelseskoblingen til "oppvarmingsøvelser" av maskinverktøy. Det anbefales at når maskinen er inaktiv i mer enn flere dager, anbefales det å forvarme i mer enn 30 minutter før høypresisjonsmaskinering; hvis maskinen er inaktiv i bare noen få timer, anbefales det også å forvarme i 5-10 minutter før høypresisjonsmaskinering.
Forvarmingsprosessen innebærer at maskinverktøyet deltar i den gjentatte bevegelsen av prosesseringsaksen. Det er best å utføre fleraksekobling. La for eksempel XYZ-aksen bevege seg fra nedre venstre hjørne til øvre høyre hjørne av koordinatsystemet, og flytt diagonalt gjentatte ganger. Denne prosessen kan oppnås ved å skrive et makroprogram på maskinverktøyet.
Etter at verktøymaskinen er ferdig forvarmet, kan verktøymaskinen settes inn i høypresisjonsbehandling med full kraft, og du vil oppnå stabil og konsistent prosesseringsnøyaktighet.
