Ljudje, ki se ukvarjajo s strojno obdelavo, niso pripravljeni priznati poraza, ko gre za natančnost. Včasih se zdi, da nekateri ljudje obravnavajo natančnost obdelave 1 mikrona kot kos pogače, ko govorijo o tem. Vendar je v resnici visokonatančna obdelava tehnična tema, ki jo je treba strogo obravnavati. Namen tega članka je vsem zagotoviti obsežnejše znanje o visokonatančni obdelavi.
01
Osnovna zdrava pamet: vpliv temperaturnih sprememb na materiale
Kot vsi vemo, na materiale vpliva toplotno raztezanje in krčenje. Pri natančni obdelavi ne smemo zanemariti temperaturnih težav! Temperaturna razlika je sovražnik natančnosti. Če ne bomo pozorni na ključno vprašanje temperature, kako lahko poglobljeno razpravljamo o točnosti? Ker je večina strojev izdelanih iz jekla in litega železa, spreminjajo obliko in dolžino pod vplivom sobne temperature in toplote, ki jo proizvaja sam stroj.
slika
Stopnja toplotnega raztezanja in krčenja materiala je odvisna od vrste materiala in velikosti temperaturne spremembe. V nadaljevanju je tabela razteznih koeficientov jekla in bakra. Če za primer vzamemo jeklo, bo njegova linearna ekspanzija povzročila spremembo 12 μm na meter, ko se temperatura spremeni za 1 stopinjo. Poglobljeno razumevanje teh podatkov je ključnega pomena za zagotavljanje stabilnosti natančne obdelave.
Koeficient razteznosti jekla je prikazan na spodnji sliki:
slika
primer:
Dolžina obdelovanca: 200 mm
Sprememba temperature: 10 stopinj
Razširitvena vrednost: 0. 02 mm
Koeficient razteznosti bakra je prikazan na spodnji sliki:
slika
primer:
Dolžina elektrode: 200 mm
Sprememba temperature: 10 stopinj
Vrednost raztezanja: 0,05 mm
02
Napaka zaznavanja zaradi temperature
Kadar so obdelovanci, kontrolni instrumenti in merila izdelani iz različnih materialov in med pregledom niso pod standardnimi temperaturnimi pogoji, bodo odstopanja od standardne temperature (20 stopinj) vedno ključni dejavnik, ki vodi do napak pri pregledu.
slika
Napaka zaznavanja zaradi temperature
Na primer, segrevanje 100 mm dolgega jeklenega bloka za 4 stopinje, kot je temperatura vaše dlani, bo povzročilo spremembo njegove dolžine za 4,6 μm.
Omeniti velja, da je pri merjenju visoko natančnih delov potrebno imeti merilna orodja z večjo natančnostjo. Če standard natančnosti samega merilnega instrumenta ali opreme ni visok, od kod prihajajo visoko natančni merilni rezultati?
slika
03
Pomemben koncept obdelave: ohranjanje toplotne stabilnosti
Jeklo: 100 x 30 x 20 mm
Spremembe velikosti, ko temperatura pade s 25 stopinj na 20 stopinje: Pri 25 stopinjah je velikost večja za 6 μm. Ko temperatura pade na 20 stopinj, je velikost večja samo za 0,12 μm. To je termično stabilen postopek, tudi če temperatura hitro pade, je še vedno potrebno dolgotrajno obdobje za ohranitev natančnosti. Večji predmeti potrebujejo več časa, da ob spremembi temperature ponovno pridobijo natančnost in stabilnost.
slika
V tovarnah brez izkušenj s precizno obdelavo je za nestabilno natančnost pogosto kriva natančnost opreme pri izvajanju natančne obdelave. Nasprotno, tovarne z izkušnjami natančnih strojnih obdelav vedo, da je to najbolj osnovno razumevanje. Zavedajo se, da je toplotno ravnovesje med temperaturo okolja in strojnimi orodji ključnega pomena za ohranjanje stabilne natančnosti obdelave. Te izkušene tovarne jasno razumejo, da je tudi z visoko natančnimi obdelovalnimi stroji mogoče doseči stabilno natančnost obdelave le z vzdrževanjem stabilnega temperaturnega okolja in toplotnega ravnovesja.
slika
Ohranjanje toplotne stabilnosti je nepogrešljiv in pomemben koncept pri natančni obdelavi. Nekateri ljudje morda dvomijo, ali naj se temperatura vzdržuje na 20 ali 23 stopinj. Vendar pa je najbolj kritično zagotoviti, da se lahko ohrani stabilnost ciljne vrednosti. Čeprav teoretične knjige običajno priporočajo 20 stopinj, dejanske delavnice pogosto izbirajo med 22-23 stopnjo. Poudarek je na strogem nadzoru temperaturnih nihanj.
04
Pravilno razumevanje natančnosti in analize obdelave
Na splošno lahko natančnost obdelave razdelimo na natančnost in natančnost. Spodnja slika je vizualna ilustracija.
slika
Natančnost
Nanaša se na ponovljivost in skladnost med rezultati, pridobljenimi s ponovljenimi meritvami z uporabo istega rezervnega vzorca. Možno je doseči visoko natančnost, vendar to ne pomeni, da so rezultati točni. Na primer, trije rezultati, dobljeni z uporabo dolžine 1 mm, so 1,051 mm, 1,053 in 1,052. Čeprav imajo visoko natančnost, so netočni.
Natančnost
Nanaša se na bližino med dobljenimi rezultati meritev in pravo vrednostjo. Visoka merilna natančnost pomeni, da je sistemska napaka majhna, ko povprečna vrednost izmerjenih podatkov manj odstopa od prave vrednosti, ko pa so podatki razpršeni, torej je velikost naključne napake nejasna.
Razmerje med natančnostjo, točnostjo in temperaturo
Na splošno, če so obdelani deli bolj natančni, vendar ne točni, je to morda zato, ker temperatura v delavnici niha v majhnem območju, vendar obstaja veliko odstopanje od standardne temperature. Zato je velikost dobljenih delov relativno konsistentna, vendar je veliko odstopanje od ciljne velikosti. Nasprotno, če so deli natančnejši, vendar ne natančni, je to morda zato, ker temperatura v delavnici močno niha glede na standardno temperaturo, zaradi česar je velikost dela videti diskretna. distribucija; in če del ni niti natančen niti točen, lahko to pomeni, da temperatura v trgovini zelo odstopa od standardne temperature in močno niha.
05
Pozabljeno ogrevanje obdelovalnega stroja
Tovarne uporabljajo precizne CNC obdelovalne stroje za visoko natančno obdelavo. Ali ste že kdaj imeli to izkušnjo: ko je stroj vsako jutro vklopljen za obdelavo, je natančnost obdelave prvega kosa pogosto težko doseči idealno raven; ko se stroj vklopi po dolgih počitnicah za obdelavo prve serije delov, je natančnost pogosto slaba. Tveganje okvare je še posebej izrazito pri stabilni, visoko natančni obdelavi, zlasti ko gre za ohranjanje natančnosti položaja.
Samo v stabilnem temperaturnem okolju in toplotnem ravnotežju lahko strojna orodja zagotovijo stabilno natančnost obdelave. Za situacije, ko sta potrebna visokonatančna obdelava in proizvodnja takoj po zagonu, je predgretje obdelovalnega stroja najbolj osnovna zdrava pamet za natančno obdelavo.
slika
Ker se bo temperatura vretena in vsake osi gibanja obdelovalnega stroja CNC po določenem času relativno vzdrževala na določeni fiksni ravni. Hkrati s časom obdelave toplotna natančnost CNC obdelovalnih strojev postopoma postane stabilna. Zato je zelo potrebno predhodno segreti vreteno in gibljive dele pred izvajanjem visoko natančne obdelave.
Vendar številne tovarne pogosto ignorirajo ali ne razumejo povezave med pripravo "ogrevalne vaje" obdelovalnih strojev. Priporočljivo je, da je strojno orodje v mirovanju več kot nekaj dni pred visoko natančno obdelavo predgreto več kot 30 minut; če obdelovalni stroj miruje le nekaj ur, je pred visoko natančno obdelavo priporočljivo tudi predgretje za 5-10 minut.
Postopek predgretja vključuje strojno orodje, ki sodeluje pri ponavljajočem se premikanju obdelovalne osi. Najbolje je izvesti večosno povezavo. Na primer, naj se os XYZ premakne iz spodnjega levega kota v zgornji desni kot koordinatnega sistema in se večkrat premakne diagonalno. Ta postopek je mogoče doseči s pisanjem makro programa na obdelovalnem stroju.
Ko je obdelovalni stroj popolnoma predgret, ga lahko s polno močjo daste v visoko natančno obdelavo in pridobili boste stabilno in dosledno natančnost obdelave.
