Хората, ангажирани в преработвателната индустрия, често имат силно желание да спечелят по отношение на прецизността, сякаш е лесно да се постигне прецизност на обработка на ниво μm-. Но всъщност обработката с висока-прецизност е строга техническа област. Много хора дори не познават здравия разум за влиянието на температурата върху прецизността, но говорят за прецизност, което е наистина разочароващо! След това тази статия ще ви предостави по-изчерпателна научно-популярна информация.
ЧАСТ 1 Основен здрав разум: Въздействието на температурните промени върху материалите Всеки знае, че материалите обикновено имат характеристиките на термично разширение и свиване. В процеса на прецизна обработка проблемът с температурата не трябва да се пренебрегва! Температурната разлика може да се нарече "враг" на прецизността. Ако този ключов фактор не се вземе на сериозно, как можем да говорим за прецизност? В края на краищата повечето машини са направени от стомана и чугун, които променят формата и дължината си в зависимост от стайната температура и топлината, генерирана от самата машина. Специфичната степен на деформация на материала, дължаща се на топлинно разширение и свиване, зависи от собствените характеристики на материала и диапазона на промяна на температурата. Следва таблица с коефициентите на разширение на стомана и мед. Като вземем стоманата като пример, нейното линейно разширение се проявява като промяна от 12 μm на метър дължина, когато температурата се промени с 1 градус. Коефициентът на разширение на стоманата е показан на фигурата по-долу:
Например: Ако дължината на детайла е 200 mm и температурата се промени с 10 градуса, стойността на разширението е 0,02 mm. Коефициентът на разширение на медта е показан на фигурата по-долу:
Например: Когато дължината на електрода е 200 mm и температурата се промени с 10 градуса, стойността на разширението е 0,05 mm. ЧАСТ 2 Температурата причинява грешки при откриване Ако обработваният детайл и инструментът и измервателният уред, използвани за откриване, са направени от различни материали и не са под стандартна температура (20 градуса) по време на откриването, тогава отклонението от стандартната температура ще стане важен фактор за грешката при откриване. Грешка при откриване, причинена от температура
Например, като вземем засичането като пример, ако 100 mm дълъг стоманен блок се нагрява от температурата на дланта и температурата му се повиши с 4 градуса, той ще се промени по дължина с 4,6 μm. Освен това, когато измервате части с висока-прецизност, трябва да има налични методи за измерване с по-висока{5}}прецизност. Ако индексът на точност на самия измервателен уред или оборудване не е висок, как може да се постигне високо{7}}прецизно измерване? ЧАСТ 3 Важна концепция за обработка: Поддържане на термична стабилност Вземете за пример стоманена част с размер 100x30x20 mm. Когато температурата падне от 25 градуса на 20 градуса, размерът му ще се промени: при 25 градуса размерът е с 6 μm по-голям, а когато температурата падне до 20 градуса, размерът е само с 0,12 μm по-голям. Това е процес на термична стабилизация. Дори ако температурата спадне бързо, отнема известно време, за да се поддържа стабилна точност. Като цяло, колкото по-голям е обектът, толкова повече време е необходимо за възстановяване на стабилна точност при промяна на температурата.
Някои фабрики без опит в прецизната обработка често приписват причината за нестабилната точност на проблеми с точността на оборудването при извършване на прецизна обработка. Опитните фабрики знаят, че е основен здрав разум да се обърне внимание на топлинния баланс между температурата на околната среда и машинните инструменти. Те разбират, че дори ако машината има висока точност, стабилността на точността на обработката може да бъде гарантирана само при стабилна температурна среда и състояние на термичен баланс.
Поддържането на термична стабилност е важна концепция, която трябва да се разбира задълбочено при прецизната обработка. Някои хора може да се забъркат дали температурата трябва да се поддържа на 20 градуса или 23 градуса. Всъщност ключът е да поддържате стойността на целевата температура стабилна. Теоретично, обикновено се изисква температурата да бъде 20 градуса, но в действителните работилници температурата обикновено се контролира на 22 градуса ~23 градуса, стига температурните колебания да са стриктно контролирани. ЧАСТ 4 Правилно разбиране на точността и анализа на обработката Най-общо казано, точността на обработката може да бъде разделена на прецизност и точност. Чрез фигурата по-долу можем да имаме по-интуитивно разбиране. Прецизност (Прецизност) Прецизността се отнася до възпроизводимостта и последователността между резултатите, получени, когато една и съща резервна проба се използва за повторни измервания. Понякога високата точност не означава висока точност. Например, трите резултата, получени чрез измерване с дължина от 1 mm като стандарт, са съответно 1,051 mm, 1,053 mm и 1,052 mm. Въпреки че прецизността на този набор от данни е висока, тя не е точна. Точност (Точност) Точността се отнася до степента на близост между резултата от измерването и истинската стойност. Когато точността на измерване е висока, това означава, че системната грешка е малка и отклонението на средната стойност на измерените данни от истинската стойност е малко, но дискретността на данните, тоест размерът на случайната грешка не е ясен. Връзката между прецизност, точност и температура обикновено е тясно свързана с прецизността и точността. Ако прецизността на обработените части е висока, но точността е недостатъчна, възможно е температурата в работилницата да варира леко, но да се отклонява значително от стандартната температура; ако частите са с висока прецизност, но с ниска точност, е вероятно температурата в работилницата да варира значително, което води до голяма дискретност на точността; ако частите не са нито прецизни, нито точни, това означава, че температурата в цеха се отклонява значително от стандартните изисквания за температура и контрол. ЧАСТ 5 Забравено предварително загряване на машинен инструмент Когато използвате прецизни CNC машинни инструменти за високо-прецизна обработка във фабриката, може да сте имали такова преживяване: всяка сутрин, когато машината е включена за обработка, точността на обработка на първия продукт често е незадоволителна; първата партида части, които са включени за обработка след дълга ваканция, често имат нестабилна точност и вероятността от повреда е много висока при извършване на високо-прецизна обработка, особено по отношение на точността на позицията. Машинният инструмент може да осигури стабилността на точността на обработка само при стабилна температурна среда и състояние на топлинно равновесие. Когато високо{29}}прецизната обработка се извършва веднага след включването на машината, предварителното загряване на машинния инструмент е основен здрав разум за прецизна обработка. Точността на обработка варира значително, когато машината спре да работи за дълго време и когато е в термично равновесие. Това е така, защото температурата на шпиндела и всяка движеща се ос на CNC машинния инструмент ще бъде относително стабилна на определено ниво след работа за определен период от време и с увеличаването на времето за обработка термичната точност на CNC машинния инструмент постепенно ще се стабилизира, което напълно демонстрира необходимостта от предварително загряване на шпиндела и движещите се части преди обработка. Много фабрики обаче пренебрегват връзката за подготовка на „упражнение-за загряване“ на машинните инструменти или дори не знаят нищо за това. Ако машината е била неактивна повече от няколко дни, се препоръчва предварително загряване за повече от 30 минути преди високо-прецизна обработка; ако времето на престой е само няколко часа, загрейте предварително за 5 до 10 минути. По време на предварителното загряване на машинния инструмент може да се позволи да участва в многократното движение на оста на обработка и е най-добре да се извърши свързване на много-оси, като например преместване на оста XYZ от долния ляв ъгъл на координатната система към горния десен ъгъл и многократно ходене по диагонал. При реална работа макро програма може да бъде написана на машинния инструмент, за да позволи на машинния инструмент автоматично и многократно да извършва действия за предварително нагряване. Когато машинният инструмент е напълно предварително загрят, той може да бъде пуснат в производство с висока-прецизност и по това време може да се получи стабилна и постоянна точност на обработката.
