Хората, които се занимават с машинна обработка, не желаят да признаят поражение, когато става въпрос за точност. Понякога изглежда, че някои хора гледат на точността на обработка от 1 микрон като на безумие, когато говорят за това. Въпреки това, всъщност, високопрецизната обработка е техническа тема, която трябва да се третира стриктно. Тази статия има за цел да предостави на всеки по-изчерпателно познание за високопрецизна обработка.
01
Основен здрав разум: ефектът от температурните промени върху материалите
Както всички знаем, материалите се влияят от термично разширение и свиване. При прецизната обработка проблемите с температурата не трябва да се пренебрегват! Температурната разлика е врагът на точността. Ако не обърнем внимание на ключовия въпрос за температурата, как можем да обсъждаме точността в дълбочина? Тъй като повечето машини са изработени от стомана и чугун, те променят формата и дължината си под въздействието на стайната температура и топлината, генерирана от самата машина.
снимка
Степента на топлинно разширение и свиване на даден материал зависи от вида на материала и големината на температурната промяна. По-долу е дадена таблица на коефициентите на разширение на стомана и мед. Като вземем стоманата като пример, нейното линейно разширение ще доведе до промяна от 12 μm на метър, когато температурата се промени с 1 градус. Дълбокото разбиране на тези данни е от решаващо значение за осигуряване на стабилност на прецизната обработка.
Коефициентът на разширение на стоманата е показан на фигурата по-долу:
снимка
Пример:
Дължина на детайла: 200 мм
Промяна на температурата: 10 градуса
Стойност на разширение: 0. 02 мм
Коефициентът на разширение на медта е показан на фигурата по-долу:
снимка
Пример:
Дължина на електрода: 200 мм
Промяна на температурата: 10 градуса
Стойност на разширение: 0.05 mm
02
Грешка при откриване, причинена от температура
Когато детайлите, инструментите за проверка и измервателните уреди са направени от различни материали и не са при стандартни температурни условия по време на проверката, отклоненията от стандартната температура (20 градуса) винаги ще бъдат ключов фактор, водещ до грешки при проверката.
снимка
Грешка при откриване поради температура
Например, нагряването на стоманен блок с дължина 100 mm с 4 градуса, като температурата на дланта ви, ще доведе до промяна на дължината му с 4,6 μm.
Струва си да се отбележи, че при измерване на детайли с висока точност е необходимо да имате инструменти за измерване с по-висока точност. Ако стандартът за точност на самия измервателен уред или оборудване не е висок, откъде идват резултатите от измерването с висока точност?
снимка
03
Важна концепция за обработка: поддържане на термична стабилност
Стомана: 100 х 30 х 20 мм
Промени в размера, когато температурата спадне от 25 градуса до 20 градуса: При 25 градуса размерът е по-голям с 6 μm. Когато температурата падне до 20 градуса, размерът е по-голям само с 0,12 μm. Това е термично стабилен процес, дори ако температурата спадне бързо, продължава да е необходим продължителен период от време, за да се поддържа точността. По-големите обекти изискват повече време за възстановяване на точността и стабилността при промяна на температурата.
снимка
За фабрики без опит в прецизната обработка, нестабилната прецизност често се обвинява за точността на оборудването при извършване на прецизна обработка. Напротив, фабриките с опит в прецизната обработка знаят, че това е най-основното разбиране. Те разбират, че топлинният баланс между температурата на околната среда и машинните инструменти е от решаващо значение за поддържане на стабилна точност на обработка. Тези опитни фабрики ясно разбират, че дори с високопрецизни машинни инструменти, стабилна точност на обработката може да бъде постигната само чрез поддържане на стабилна температура на околната среда и топлинен баланс.
снимка
Поддържането на термична стабилност е незаменима и важна концепция при прецизната обработка. Някои хора може да имат съмнения относно това дали температурата трябва да се поддържа на 20 градуса или 23 градуса. Най-важното обаче е да се гарантира, че стабилността на целевата стойност може да бъде поддържана. Въпреки че теоретичните книги обикновено препоръчват 20 градуса, реалните семинари често избират между 22-23 степен. Фокусът е върху стриктното контролиране на температурните колебания.
04
Правилно разбиране на точността и анализа на машинната обработка
Най-общо казано, точността на обработка може да бъде разделена на прецизност и прецизност. Картината по-долу е визуална илюстрация.
снимка
Прецизност
Отнася се до възпроизводимостта и последователността между резултатите, получени чрез многократни измервания, като се използва една и съща резервна проба. Възможно е да имате висока точност, но това не означава, че резултатите са точни. Например трите резултата, получени при използване на дължина от 1 мм, са 1,051 мм, 1,053 и 1,052. Въпреки че имат висока точност, те са неточни.
точност
Отнася се до близостта между получените резултати от измерването и истинската стойност. Високата точност на измерване означава, че системната грешка е малка, когато средната стойност на измерените данни се отклонява по-малко от истинската стойност, но когато данните са разпръснати, тоест размерът на случайната грешка е неясен.
Връзка между прецизност, точност и температура
Най-общо казано, ако обработените части са по-прецизни, но не са точни, това може да е, защото температурата в работилницата варира в малък диапазон, но има голямо отклонение от стандартната температура. Следователно размерът на получените части е относително постоянен, но има голямо отклонение от целевия размер. Напротив, ако частите са по-точни, но не и прецизни, това може да се дължи на това, че температурата в работилницата варира значително спрямо стандартната температура, което води до това, че размерът на частта изглежда дискретен. разпространение; и ако частта не е нито прецизна, нито точна, това може да означава, че температурата в магазина се отклонява значително от стандартната температура и варира в широки граници.
05
Забравено загряване на машинен инструмент
Фабриките използват прецизни CNC машини за високопрецизна обработка. Имали ли сте някога следния опит: когато машината се включва всяка сутрин за обработка, точността на обработка на първото парче често е трудно да се достигне идеалното ниво; когато машината е включена след дълъг празник за обработка на първата партида части, точността често е лоша. Рискът от повреда е особено важен по време на стабилна, високо прецизна обработка, особено когато става въпрос за поддържане на позиционна точност.
Само при стабилна температурна среда и топлинен баланс машинните инструменти могат да осигурят стабилна точност на обработка. За ситуации, в които се изисква високопрецизна обработка и производство веднага след стартиране, предварителното загряване на машинния инструмент е най-основният здрав разум за прецизна обработка.
снимка
Тъй като температурата на шпиндела и всяка ос на движение на CNC машинния инструмент ще се поддържа относително на определено фиксирано ниво след работа за определен период от време. В същото време, с течение на времето за обработка, термичната точност на CNC машинните инструменти постепенно става стабилна. Поради това е много необходимо предварително загряване на шпиндела и движещите се части преди извършване на високопрецизна обработка.
Много фабрики обаче често пренебрегват или не разбират подготвителната връзка на „упражнението за загряване“ на машинните инструменти. Препоръчва се, когато машината не работи повече от няколко дни, да се загрее предварително за повече от 30 минути преди високопрецизна обработка; ако машината не работи само няколко часа, се препоръчва също така да се загрее предварително за 5-10 минути преди високопрецизна обработка.
Процесът на предварително загряване включва машинния инструмент, който участва в многократното движение на оста на обработка. Най-добре е да се извърши многоосно свързване. Например, оставете оста XYZ да се премести от долния ляв ъгъл към горния десен ъгъл на координатната система и многократно да се премести диагонално. Този процес може да бъде постигнат чрез написване на макро програма на машината.
След като машинният инструмент е напълно предварително загрят, той може да бъде поставен във високопрецизна обработка с пълна сила и вие ще получите стабилна и постоянна точност на обработката.
