Kot robot je vsakodnevno ukvarjanje s strojno obdelavo neločljivo povezano z natančnostjo, toda ali res razumete natančnost strojne obdelave? Danes vam bo urednik podrobno razložil natančnost obdelave!
Natančnost obdelave je stopnja, do katere trije geometrijski parametri dejanske velikosti, oblike in položaja površine obdelanega dela ustrezajo idealnim geometrijskim parametrom, ki jih zahteva risba. Idealni geometrijski parametri glede velikosti so povprečna velikost; glede na geometrijo ploskev so to absolutni krogi, valji, ravnine, stožci in premice itd.; glede na medsebojne položaje med površinami so absolutna vzporednost, navpični, soosni, simetrični itd. Odstopanje med dejanskimi geometrijskimi parametri dela in idealnimi geometrijskimi parametri se imenuje napaka obdelave.
Uvod v natančnost obdelave
Natančnost obdelave se v glavnem uporablja za proizvodnjo izdelkov, tako natančnost obdelave kot napaka obdelave pa sta izraza za vrednotenje geometrijskih parametrov obdelane površine. Natančnost obdelave se meri s stopnjo tolerance, manjša kot je vrednost, večja je natančnost; napaka obdelave je izražena z numerično vrednostjo, večja kot je numerična vrednost, večja je napaka. Visoka natančnost obdelave pomeni majhno napako obdelave in obratno.
Obstajata 20 razreda tolerance od IT01, IT0, IT1, IT2, IT3 do IT18. Med njimi IT01 predstavlja najvišjo natančnost obdelave dela, IT18 pa najnižjo natančnost obdelave dela. Na splošno imata IT7 in IT8 srednjo natančnost obdelave. ravni.
Dejanski parametri, pridobljeni s katero koli metodo obdelave, ne bodo popolnoma točni. Z vidika funkcije dela, dokler je napaka pri obdelavi znotraj tolerančnega območja, ki ga zahteva risba dela, se šteje, da je natančnost obdelave zagotovljena.
slika
Razlika med točnostjo in natančnostjo:
1. Natančnost
Nanaša se na stopnjo bližine med dobljenimi rezultati meritev in resnično vrednostjo. Visoka merilna natančnost pomeni, da je sistemska napaka majhna. V tem času povprečna vrednost merilnih podatkov manj odstopa od prave vrednosti, vendar so podatki razpršeni, to pomeni, da velikost naključne napake ni jasna.
2. Natančnost
Nanaša se na ponovljivost in skladnost med rezultati, pridobljenimi s ponovljenimi meritvami z uporabo istega rezervnega vzorca. Možno je imeti visoko natančnost, vendar natančnost ni natančna. Na primer, trije rezultati, dobljeni z uporabo dolžine 1 mm za merjenje, so 1,051 mm, 1,053 in 1,052. Čeprav imajo visoko natančnost, niso natančni.
Natančnost pomeni pravilnost rezultatov meritev, natančnost pomeni ponovljivost in ponovljivost rezultatov meritev, natančnost je predpogoj za natančnost.
povezanih informacij
1. Dimenzijska natančnost
Nanaša se na stopnjo skladnosti med dejansko velikostjo obdelanega dela in središčem tolerančnega območja velikosti dela.
2. Natančnost oblike
Nanaša se na stopnjo skladnosti med dejansko geometrijsko obliko površine obdelanega dela in idealno geometrijsko obliko.
3. Natančnost položaja
Nanaša se na razliko v natančnosti dejanskega položaja med ustreznimi površinami obdelanih delov.
4. Medsebojni odnosi
Običajno je treba pri načrtovanju strojnih delov in določanju natančnosti obdelave delov pozornost nameniti nadzoru napake oblike znotraj tolerance položaja, napaka položaja pa mora biti manjša od tolerance velikosti. To pomeni, da morajo biti za natančne dele ali pomembne površine delov zahteve glede natančnosti oblike višje od zahtev glede natančnosti položaja, zahteve glede natančnosti položaja pa morajo biti višje od zahtev glede natančnosti dimenzij.
Metode izboljšanja natančnosti obdelave
1. Prilagodite procesni sistem
nastavitev poskusnega reza
Poskusno rezanje - merjenje velikosti - prilagajanje rezalne količine orodja - rezanje - ponovno rezanje in tako naprej, dokler ni dosežena zahtevana velikost. Ta metoda ima nizko proizvodno učinkovitost in se uporablja predvsem za proizvodnjo enega kosa in maloserijsko proizvodnjo.
način prilagajanja
Zahtevano velikost dobimo s predhodno nastavitvijo relativnih položajev obdelovalnega stroja, vpenjala, obdelovanca in orodja. Ta metoda ima visoko produktivnost in se uporablja predvsem za množično proizvodnjo.
2. Zmanjšajte napako stroja
1) Izboljšajte natančnost izdelave delov glavne gredi
Treba je izboljšati natančnost vrtenja ležaja:
① Uporabljajte visoko natančne kotalne ležaje;
②Uporabite visoko natančen večoljni klinasti dinamični tlačni ležaj;
③Uporaba visoko natančnih hidrostatičnih ležajev
Treba je izboljšati natančnost okovja z ležajem:
① Izboljšajte natančnost obdelave luknje za podporo škatle in nosilca vretena;
② Izboljšajte natančnost obdelave površine, ki se ujema z ležajem;
③Izmerite in prilagodite območje radialnega odtekanja ustreznih delov, da kompenzirate ali izravnate napako.
2) Ustrezno prednastavite kotalni ležaj
① Vrzel je mogoče odpraviti;
② Povečajte togost ležaja;
③ Homogenizacija napake kotalnega telesa.
3) Poskrbite, da se natančnost vrtenja vretena ne odraža na obdelovancu.
3. Zmanjšajte napako prenosa prenosne verige
1) Število prenosnih delov je majhno, prenosna veriga je kratka in natančnost prenosa je visoka;
2) Uporaba prenosa z zmanjšano hitrostjo (tj<1) is an important principle to ensure transmission accuracy, and the closer to the end of the transmission pair, the smaller the transmission ratio should be;
3) Natančnost končnega dela mora biti večja kot pri drugih delih prenosa.
4. Zmanjšajte obrabo orodja
Obrabo dimenzij orodja je treba ponovno nabrusiti, preden doseže stopnjo ostre obrabe
5. Zmanjšajte napetost in deformacijo procesnega sistema
Predvsem iz:
(1) izboljšati togost sistema, zlasti togost šibkih povezav v procesnem sistemu;
(2) Zmanjšajte obremenitev in njeno spreminjanje.
Povečajte togost sistema:
(1) Razumna konstrukcijska zasnova
1) Zmanjšajte število povezovalnih površin;
2) Preprečite nastanek lokalnih povezav z nizko togostjo;
3) Strukturo in obliko prečnega prereza temelja in podpore je treba izbrati razumno.
(2) Izboljšajte kontaktno togost priključne površine
1) Izboljšajte kakovost spojne površine med deli v komponentah strojnega orodja;
2) Prednaložite komponente strojnega orodja;
3) Izboljšajte natančnost referenčne ravnine pozicioniranja obdelovanca in zmanjšajte vrednost njegove površinske hrapavosti.
(3) Sprejmite razumne metode vpenjanja in pozicioniranja
Zmanjšana obremenitev in njena sprememba:
(1) razumno izberite geometrijske parametre in količino rezanja orodja, da zmanjšate rezalno silo;
(2) Združite surovce in poskušajte med prilagajanjem narediti enakomerno obdelavo surovcev.
6. Zmanjšajte toplotno deformacijo procesnega sistema
(1) Zmanjšajte ogrevanje virov toplote in izolirajte vire toplote
1) Uporabite manjšo količino rezanja;
2) Ko je zahtevana visoka natančnost delov, ločite postopke grobe in končne obdelave;
3) Čim bolj ločite vir toplote od obdelovalnega stroja, da zmanjšate toplotno deformacijo obdelovalnega stroja;
4) Za neločljive vire toplote, kot so ležaji vreten, pari vijačnih matic, pari vodilnih tirnic za visoke hitrosti itd., izboljšajte njihove torne lastnosti z vidika strukture in mazanja, zmanjšajte nastajanje toplote ali uporabite materiale za toplotno izolacijo;
5) Uporabite prisilno hlajenje z zrakom, vodno hlajenje in druge ukrepe za odvajanje toplote.
(2) Ravnotežno temperaturno polje
(3) Sprejmite razumno strukturo sestavnih delov strojnega orodja in merilo uspešnosti sestavljanja
1) Sprejetje toplotno simetrične strukture - v menjalniku so gredi, ležaji, menjalniki itd. Razporejeni simetrično, kar lahko povzroči enakomerno povišanje temperature stene škatle in zmanjša deformacijo škatle;
2) Razumno izberite montažno točko delov strojnega orodja.
(4) Pospešite, da dosežete ravnovesje prenosa toplote;
(5) Nadzorujte temperaturo okolja.
7. Zmanjšajte preostalo napetost
(1) Povečajte postopek toplotne obdelave, da odpravite notranji stres;
(2) Uredite postopek razumno.
Dejavniki, ki vplivajo na natančnost obdelave
1. Napaka principa obdelave
Napaka principa obdelave se nanaša na napako, ki jo povzroči uporaba približnega profila rezila ali približnega prenosnega razmerja za obdelavo. Napake principa obdelave se večinoma pojavljajo pri obdelavi navojev, zobnikov in kompleksnih ukrivljenih površin.
Na primer, kuhalna plošča zobnikov, ki se uporablja za obdelavo evolventnih zobnikov, za lažjo izdelavo kuhalnih plošč uporablja Arhimedov osnovni polž ali osnovni polž z normalnim ravnim profilom namesto evolventnega osnovnega polža, tako da lahko pride do napake v obliki evolventnega zoba zobnika. Drug primer je pri struženju modularnega polža, saj je korak polža enak koraku polžastega kolesa (tj. mπ), kjer je m modul, π pa iracionalno število, vendar je število zob nadomestka prestava stružnice je omejena, izberite nadomestno prestavo. Ko je π mogoče izračunati le kot približno delno vrednost (π=3.1415), bo to povzročilo netočnost orodja za gibanje oblikovanja obdelovanca (spiralno gibanje) , kar povzroči napako višine.
Pri obdelavi se približna obdelava običajno uporablja za izboljšanje produktivnosti in ekonomičnosti pod predpostavko, da lahko teoretična napaka izpolni zahteve glede natančnosti obdelave (<=10%-15% dimensional tolerance).
2. Napaka pri nastavitvi
Napaka nastavitve obdelovalnega stroja se nanaša na napako, ki jo povzroči netočna nastavitev.
3. Napaka strojnega orodja
Napaka strojnega orodja se nanaša na napako pri izdelavi, napako pri namestitvi in obrabo strojnega orodja. V glavnem vključuje napako vodenja vodilne tirnice strojnega orodja, napako vrtenja vretena strojnega orodja in napako prenosa prenosne verige strojnega orodja.
(1) Napaka vodenja vodila obdelovalnega stroja
1) Natančnost vodenja tirnega vodila - stopnja skladnosti med dejansko smerjo gibanja gibljivih delov para vodilnih tirnic in idealno smerjo gibanja. vključujejo predvsem:
① Ravnost Δy tirnega vodila v vodoravni ravnini in ravnost Δz v navpični ravnini (upogib);
② Vzporednost (popačenje) sprednjih in zadnjih vodilnih tirnic;
③ Napaka vzporednosti ali napaka pravokotnosti vodilne tirnice na os vrtenja glavne gredi v vodoravni ravnini in v navpični ravnini.
2) Vpliv natančnosti vodenja vodila na postopek rezanja upošteva predvsem relativni premik med orodjem in obdelovancem v smeri, občutljivi na napake, ki ga povzroči napaka vodila. Med struženjem je smer, občutljiva na napake, vodoravna smer, napako obdelave, ki jo povzroči napaka pri vodenju, ki jo povzroči navpična smer, pa je mogoče zanemariti; med vrtanjem se smer, občutljiva na napake, spreminja z vrtenjem orodja; med skobljanjem je smer, občutljiva na napake, navpična, vodilna tirnica postelje pa naravnost v navpični ravnini povzroča napake pri ravnosti in ravnosti obdelane površine.
(2) Napaka vrtenja vretena obdelovalnega stroja
Rotacijska napaka vretena obdelovalnega stroja se nanaša na odmik dejanske rotacijske osi od idealne rotacijske osi. Vključuje predvsem krožno odtekanje čelne ploskve vretena, radialno krožno odtekanje vretena in nihanje kota naklona geometrijske osi vretena.
1) Vpliv iztekanja končne ploskve vretena na natančnost obdelave:
①Brez učinka pri obdelavi cilindrične površine;
② Pri struženju in vrtanju čelne ploskve bo prišlo do napake v pravokotnosti med čelno ploskvijo in osjo cilindrične površine ali do napake pri ravnosti čelne ploskve;
③Med obdelavo niti bo prišlo do napake cikla naklona.
2) Vpliv radialnega uhajanja vretena na natančnost obdelave:
①Če se napaka radialne rotacije kaže v preprostem harmoničnem linearnem gibanju dejanske osi v koordinatni smeri osi y, je luknja, ki jo izvrta vrtalni stroj, eliptična luknja, napaka okroglosti pa je amplituda radialnega krožnega odtekanja; medtem ko luknja, ki jo ustvari stružnica, nima učinka;
②Če se geometrijska os vretena premakne ekscentrično, je mogoče dobiti krog, katerega polmer je razdalja od konice orodja do povprečne osi, ne glede na struženje ali vrtanje.
3) Vpliv nihanja kota naklona geometrijske osi vretena na natančnost obdelave:
① Stožčasta trajektorija geometrijske osi, ki tvori določen kot stožca v prostoru glede na povprečno os, je enakovredna ekscentričnemu gibanju geometrijske osi okoli povprečne osi z vidika vsakega odseka, vrednosti ekscentričnosti pa se razlikujejo od aksialna perspektiva;
② Geometrijska os niha v določeni ravnini, kar je enako preprostemu harmoničnemu linearnemu gibanju dejanske osi v ravnini z vidika vsakega odseka, amplitude skokov pa so različne na različnih mestih, gledano iz aksialne smeri;
③ Pravzaprav je nagibni nihaj geometrijske osi vretena superpozicija zgornjih dveh.
(3) Napaka prenosa prenosne verige obdelovalnega stroja
Napaka prenosa prenosne verige strojnega orodja se nanaša na relativno napako gibanja med prenosnimi elementi na prvem in zadnjem koncu prenosne verige.
1) Napaka pri izdelavi in obraba napeljave
Napaka napeljave se v glavnem nanaša na:
①Napake pri izdelavi komponent za pozicioniranje, komponent vodil orodja, mehanizmov za indeksiranje, teles sponk itd.;
② Ko je vpenjalo sestavljeno, relativna napaka velikosti med delovnimi površinami zgoraj navedenih različnih komponent;
③Abrazija delovne površine napeljave med uporabo.
2) Napake pri izdelavi in obraba orodja
Vpliv napak orodja na natančnost obdelave se razlikuje glede na vrsto orodja.
① Merska natančnost orodij s fiksno velikostjo (kot so svedri, povrtala, rezkarji za utore in okrogle brože itd.) neposredno vpliva na dimenzijsko natančnost obdelovanca.
②Natančnost oblike orodij za preoblikovanje (kot so orodja za preoblikovanje za struženje, preoblikovanje rezkal, preoblikovanje brusov itd.) bo neposredno vplivala na točnost oblike obdelovancev.
③Napaka oblike rezila ustvarjenih orodij (kot so kuhalne plošče zobnikov, kuhalne plošče z utori, orodja za oblikovanje zobnikov itd.) bo vplivala na natančnost oblike obdelane površine.
④ Pri splošnih orodjih (kot so orodja za struženje, vrtalna orodja, rezkarji) natančnost izdelave nima neposrednega vpliva na natančnost obdelave, vendar je orodje enostavno nositi.
3) Prisilna deformacija procesnega sistema
Procesni sistem se bo deformiral pod delovanjem rezalne sile, sile vpenjanja, gravitacije in vztrajnostne sile itd., kar bo porušilo medsebojno položajno razmerje med komponentami prilagojenega procesnega sistema, kar bo povzročilo napake pri obdelavi in vplivalo na stabilnost procesa. seks. Upoštevajte predvsem deformacijo strojnega orodja, deformacijo obdelovanca in celotno deformacijo procesnega sistema.
4. Vpliv rezalne sile na natančnost obdelave
Samo ob upoštevanju deformacije obdelovalnega stroja, za obdelavo delov gredi, deformacija obdelovalnega stroja pod silo povzroči, da ima obdelani obdelovanec sedlasto obliko z debelimi konci in tanko sredino, to je napake cilindričnosti. Upošteva se samo deformacija obdelovanca. Za obdelavo delov gredi se obdelovanec deformira s silo, tako da ima obdelani obdelovanec obliko bobna s tankimi konci in debelo sredino. Za obdelavo delov lukenj se deformacija obdelovalnega stroja ali obdelovanca upošteva ločeno, oblika obdelovanca po obdelavi pa je nasprotna obliki obdelanih delov gredi.
5. Vpliv vpenjalne sile na natančnost obdelave
Ko je obdelovanec vpet, bo zaradi majhne togosti obdelovanca ali nepravilne vpenjalne sile obdelovanec ustrezno deformiran, kar bo povzročilo napake pri obdelavi.
6. Toplotna deformacija procesnega sistema
Med procesom obdelave se zaradi toplote, ki jo ustvarjajo notranji viri toplote (rezalna toplota, toplota trenja) ali zunanji viri toplote (temperatura okolja, toplotno sevanje), procesni sistem segreje in deformira, kar vpliva na natančnost obdelave. Pri obdelavi velikih obdelovancev in natančni obdelavi predstavljajo napake obdelave, ki jih povzroči toplotna deformacija procesnega sistema, 40 odstotkov -70 odstotkov vseh napak obdelave.
Vpliv toplotne deformacije obdelovanca na obdelavo zlata vključuje dve vrsti: enakomerno segrevanje obdelovanca in neenakomerno segrevanje obdelovanca.
7. Preostala napetost znotraj obdelovanca
Ustvarjanje preostale napetosti:
1) Preostale napetosti, nastale med grobo proizvodnjo surovcev in toplotno obdelavo;
2) Preostala napetost zaradi hladnega ravnanja;
3) Preostala napetost zaradi rezanja.
8. Vpliv mesta predelave na okolje
Na mestu obdelave je pogosto veliko majhnih kovinskih odrezkov. Če so ti kovinski ostružki na površini za pozicioniranje dela ali položaju luknje za pozicioniranje, bo to vplivalo na natančnost obdelave dela. Pri visokonatančni obdelavi nekateri kovinski odrezki, ki so tako majhni, da jih ni mogoče videti, vplivajo na natančnost. Ta vplivni dejavnik bo identificiran, vendar ni zelo učinkovite metode za njegovo odpravo in je pogosto močno odvisen od upravljavčevih metod delovanja.
Metode merjenja
Natančnost obdelave Glede na različno vsebino natančnosti obdelave in zahteve glede natančnosti se uporabljajo različne merilne metode. Na splošno obstajajo naslednje vrste metod:
1. Glede na to, ali naj neposredno merijo izmerjene parametre, jih lahko razdelimo na neposredne in posredne meritve.
Neposredno merjenje: neposredno izmerite izmerjene parametre, da dobite izmerjeno velikost. Na primer, merite s čeljustmi in primerjalniki.
Posredna meritev: izmerite geometrijske parametre, povezane z izmerjeno velikostjo, in pridobite izmerjeno velikost z izračunom.
Očitno je neposredno merjenje bolj intuitivno, medtem ko je posredno merjenje bolj okorno. Na splošno, kadar izmerjena velikost ne more izpolniti zahtev po natančnosti z neposredno meritvijo, je treba uporabiti posredno meritev.
2. Glede na to, ali vrednost odčitka merilnega instrumenta neposredno predstavlja vrednost izmerjene velikosti, jo lahko razdelimo na absolutno meritev in relativno meritev.
Absolutna meritev: odčitana vrednost neposredno označuje velikost izmerjene velikosti, kot je merjenje s pomično merilom.
Relativna meritev: odčitana vrednost označuje samo odstopanje izmerjene dimenzije glede na standardno količino. Če za merjenje premera gredi uporabljate primerjalnik, morate najprej nastaviti ničelni položaj instrumenta z merilnim blokom in nato meriti. Izmerjena vrednost je razlika med premerom stranske gredi in velikostjo merilnega bloka, kar je relativna meritev. Na splošno je natančnost relativne meritve večja, vendar je meritev bolj težavna.
3. Glede na to, ali je merjena površina v stiku z merilno glavo merilnega orodja, jo lahko razdelimo na kontaktno in brezkontaktno merjenje.
Kontaktna meritev: merilna glava je v stiku s površino, ki jo je treba dotakniti, in nanjo deluje mehansko merilna sila. Kot na primer merjenje delov z mikrometrom.
Brezkontaktno merjenje: merilna glava ni v stiku s površino merjenega dela, brezkontaktno merjenje pa se lahko izogne vplivu merilne sile na rezultate meritev. Kot je uporaba metode projekcije, merjenje interferometrije svetlobnih valov in tako naprej.
4. Glede na število merilnih parametrov ga lahko razdelimo na eno meritev in celovito meritev.
Posamezna meritev: izmerite vsak parameter preskušanega dela posebej.
Celovito
Kombinirana meritev: izmerite celovit indeks, ki odraža ustrezne parametre dela. Na primer, pri merjenju navojev z orodnim mikroskopom je mogoče izmeriti dejanski premer koraka navoja, napako polovičnega kota oblike zoba in kumulativno napako koraka.
Celovito merjenje je na splošno učinkovitejše in zanesljivejše za zagotavljanje zamenljivosti delov. Pogosto se uporablja pri pregledu končnih delov. Merjenje posamezne postavke lahko določi napako vsakega parametra posebej in se na splošno uporablja za analizo procesa, inšpekcijo procesa in merjenje določenih parametrov.
5. Glede na vlogo meritev v procesu obdelave je razdeljena na aktivne meritve in pasivne meritve.
Aktivno merjenje: Obdelovanec se meri med obdelavo, rezultati pa se neposredno uporabljajo za nadzor obdelave delov, da se pravočasno prepreči nastajanje odpadkov.
Pasivna meritev: meritev, opravljena po obdelavi obdelovanca. Tovrstna meritev lahko le presodi, ali so obdelani deli kvalificirani, in je omejena na odkrivanje in zavračanje odpadnih proizvodov.
6. Glede na stanje izmerjenega dela med postopkom merjenja ga lahko razdelimo na statično merjenje in dinamično merjenje.
Statična meritev: Meritev je relativno statična. Kot mikrometer za merjenje premera.
Dinamično merjenje: Med merjenjem se merjena površina in merilna glava relativno premikata v simuliranem delovnem stanju.
Dinamična merilna metoda lahko odraža stanje delov blizu stanja uporabe, kar je smer razvoja merilne tehnologije.
