Ljudje, ki se ukvarjajo s predelovalno industrijo, imajo pogosto močno željo po zmagi v smislu natančnosti, kot da je enostavno doseči natančnost obdelave na ravni μm-. Toda v resnici je visoko{2}}natančna obdelava strogo tehnično področje. Mnogi sploh ne poznajo zdrave pameti vpliva temperature na natančnost, govorijo pa o natančnosti, kar je res frustrirajoče! Nato vam bo ta članek ponudil bolj izčrpno poljudnoznanstveno.
1. DEL Osnovna zdrava pamet: Vpliv temperaturnih sprememb na materiale Vsi vedo, da imajo materiali na splošno značilnosti toplotnega raztezanja in krčenja. V procesu natančne obdelave ne smemo zanemariti temperaturnega problema! Temperaturno razliko lahko imenujemo "sovražnik" natančnosti. Če tega ključnega dejavnika ne jemljemo resno, kako lahko govorimo o natančnosti? Navsezadnje je večina strojev izdelanih iz jekla in litega železa, ki bodo spreminjali obliko in dolžino s sobno temperaturo in toploto, ki jo proizvaja sam stroj. Specifična količina deformacije materiala zaradi toplotnega raztezanja in krčenja je odvisna od lastnosti materiala in območja temperaturnih sprememb. Sledi tabela razteznih koeficientov jekla in bakra. Če za primer vzamemo jeklo, se njegovo linearno raztezanje kaže kot sprememba 12 μm na dolžinski meter, ko se temperatura spremeni za 1 stopinjo. Koeficient razteznosti jekla je prikazan na spodnji sliki:
Na primer: če je dolžina obdelovanca 200 mm in se temperatura spremeni za 10 stopinj, je vrednost raztezanja 0,02 mm. Koeficient razteznosti bakra je prikazan na spodnji sliki:
Na primer: Ko je dolžina elektrode 200 mm in se temperatura spremeni za 10 stopinj, je vrednost raztezanja 0,05 mm. 2. DEL Temperatura povzroča napake pri zaznavanju Če so obdelovanec ter instrument in merilnik, uporabljeni za zaznavanje, izdelani iz različnih materialov in med zaznavanjem niso pod standardno temperaturo (20 stopinj), bo odstopanje od standardne temperature postalo pomemben dejavnik pri napaki zaznavanja. Napaka zaznavanja zaradi temperature
Na primer, če za primer vzamemo zaznavanje, če se 100 mm dolg merilnik iz jeklenega bloka segreje s temperaturo dlani in se njegova temperatura dvigne za 4 stopinje, se bo spremenil v dolžino za 4,6 μm. Poleg tega morajo biti pri merjenju visoko-natančnih delov na voljo višje{5}}natančne merilne metode. Če indeks točnosti samega merilnega instrumenta ali opreme ni visok, kako je mogoče doseči visoko{7}}natančno merjenje? 3. DEL Pomemben koncept obdelave: Ohranite toplotno stabilnost Za primer vzemite jekleni del velikosti 100x30x20 mm. Ko temperatura pade s 25 stopinj na 20 stopinj, se bo njegova velikost spremenila: pri 25 stopinjah je velikost 6 μm večja, ko pa temperatura pade na 20 stopinj, je velikost le 0,12 μm večja. To je postopek toplotne stabilizacije. Tudi če temperatura hitro pade, traja določen čas, da se ohrani stabilna natančnost. Na splošno velja, da večji kot je predmet, dlje traja, da se ob spremembi temperature obnovi stabilna natančnost.
Nekatere tovarne brez izkušenj z natančno obdelavo pogosto pripisujejo vzrok za nestabilno natančnost težavam z natančnostjo opreme pri izvajanju natančne obdelave. Izkušene tovarne vedo, da je osnovna zdrava pamet paziti na toplotno ravnovesje med temperaturo okolja in strojnimi orodji. Zavedajo se, da tudi če ima obdelovalni stroj visoko natančnost, je lahko stabilnost natančnosti obdelave zagotovljena le v stabilnem temperaturnem okolju in stanju toplotnega ravnovesja.
Ohranjanje toplotne stabilnosti je pomemben koncept, ki ga je treba pri natančni obdelavi poglobljeno razumeti. Nekateri ljudje se morda zapletajo pri tem, ali naj se temperatura vzdržuje na 20 ali 23 stopinj. Pravzaprav je ključno ohraniti ciljno temperaturno vrednost stabilno. Teoretično mora biti temperatura na splošno 20 stopinj, vendar je v dejanskih delavnicah temperatura običajno nadzorovana na 22 ~ 23 stopinj, če je temperaturno nihanje strogo nadzorovano. 4. DEL Pravilno razumevanje natančnosti in analize obdelave Na splošno lahko natančnost obdelave razdelimo na natančnost in točnost. Skozi spodnjo sliko lahko imamo bolj intuitivno razumevanje. Natančnost (natančnost) Natančnost se nanaša na ponovljivost in doslednost med rezultati, dobljenimi, ko se isti rezervni vzorec uporabi za ponovljene meritve. Včasih visoka natančnost ne pomeni visoke natančnosti. Na primer, trije rezultati, dobljeni z merjenjem z dolžino 1 mm kot standardom, so 1,051 mm, 1,053 mm in 1,052 mm. Čeprav je natančnost tega niza podatkov visoka, ni natančen. Natančnost (Accuracy) Natančnost se nanaša na stopnjo bližine med rezultatom meritve in resnično vrednostjo. Ko je merilna natančnost visoka, to pomeni, da je sistemska napaka majhna in da je odstopanje povprečne vrednosti izmerjenih podatkov od prave vrednosti majhno, vendar diskretnost podatkov, to je velikost naključne napake, ni jasna. Razmerje med natančnostjo, točnostjo in temperaturo je običajno tesno povezano z natančnostjo in točnostjo. Če je natančnost obdelanih delov visoka, vendar je natančnost nezadostna, se lahko zgodi, da temperatura v delavnici rahlo niha, vendar močno odstopa od standardne temperature; če so deli visoko natančni, a nenatančni, je verjetno, da temperatura v delavnici močno niha, kar ima za posledico veliko diskretnost natančnosti; če deli niso niti natančni niti točni, to pomeni, da temperatura v delavnici močno odstopa od standardne temperature in nadzornih zahtev. 5. DEL Pozabljeno predgretje obdelovalnega stroja Pri uporabi natančnih CNC obdelovalnih strojev za visoko-natančno obdelavo v tovarni ste morda imeli takšno izkušnjo: vsako jutro, ko je stroj vklopljen za obdelavo, je natančnost obdelave prvega izdelka pogosto nezadovoljiva; prva serija delov, ki so vklopljeni za obdelavo po dolgih počitnicah, ima pogosto nestabilno natančnost in verjetnost okvare je zelo visoka pri izvajanju visoko{26}}natančne obdelave, zlasti v smislu natančnosti položaja. Obdelovalni stroj lahko zagotovi stabilnost natančnosti obdelave le v stabilnem temperaturnem okolju in stanju toplotnega ravnovesja. Ko se visoko{29}}natančna obdelava izvede takoj po vklopu stroja, je predgretje obdelovalnega stroja osnovna zdrava pamet za natančno obdelavo. Natančnost obdelave se močno spreminja, ko strojno orodje za dalj časa ne deluje in ko je v toplotnem ravnovesju. To je zato, ker bo temperatura vretena in vsake gibljive osi CNC obdelovalnega stroja relativno stabilna na določeni ravni po delovanju v določenem časovnem obdobju, in ko se čas obdelave poveča, se bo toplotna natančnost CNC obdelovalnega stroja postopoma stabilizirala, kar v celoti dokazuje nujnost predgretja vretena in gibljivih delov pred obdelavo. Vendar številne tovarne ignorirajo povezavo med pripravo "ogrevalne-vaje" obdelovalnih strojev ali pa o tem ne vedo nič. Če strojno orodje ni bilo v uporabi več kot nekaj dni, je priporočljivo, da ga pred visoko{36}}natančno obdelavo predgrejete več kot 30 minut; če je čas mirovanja le nekaj ur, predgrevajte 5 do 10 minut. Med predgretjem lahko strojnemu orodju dovolite, da sodeluje pri ponavljajočem se gibanju obdelovalne osi, pri čemer je najbolje izvesti več-osno povezavo, kot je premikanje osi XYZ iz spodnjega levega kota koordinatnega sistema v zgornji desni kot in večkratna hoja diagonalno. Med dejanskim delovanjem se lahko na obdelovalni stroj zapiše makro program, ki omogoča, da obdelovalni stroj samodejno in večkrat izvaja dejanja predgretja. Ko je obdelovalni stroj popolnoma predgret, ga je mogoče dati v visoko-natančno obdelavo, pri čemer je mogoče doseči stabilno in dosledno natančnost obdelave.
