Oamenii care sunt angajați în prelucrare nu sunt dispuși să admită înfrângerea când vine vorba de precizie. Uneori, unii oameni par să considere acuratețea de procesare de 1 micron ca pe o bucată de tort atunci când vorbesc despre asta. Cu toate acestea, de fapt, prelucrarea de înaltă precizie este un subiect tehnic care trebuie tratat cu rigurozitate. Acest articol își propune să ofere tuturor cunoștințe mai cuprinzătoare despre prelucrarea de înaltă precizie.
01
Bunul simț de bază: efectul schimbărilor de temperatură asupra materialelor
După cum știm cu toții, materialele sunt afectate de dilatarea și contracția termică. În prelucrarea de precizie, problemele de temperatură nu trebuie ignorate! Diferența de temperatură este nemesisul preciziei. Dacă nu acordăm atenție problemei cheie a temperaturii, cum putem discuta în profunzime despre precizie? Deoarece majoritatea mașinilor sunt fabricate din oțel și fontă, ele își schimbă forma și lungimea sub influența temperaturii camerei și a căldurii generate de mașina în sine.
imagine
Gradul de dilatare și contracție termică a unui material depinde de tipul de material și de amploarea schimbării de temperatură. Următoarele furnizează un tabel cu coeficienții de dilatare a oțelului și cuprului. Luând oțel ca exemplu, expansiunea sa liniară va produce o schimbare de 12 μm pe metru atunci când temperatura se schimbă cu 1 grad. O înțelegere profundă a acestor date este esențială pentru a asigura stabilitatea prelucrării de precizie.
Coeficientul de dilatare al oțelului este prezentat în figura de mai jos:
imagine
Exemplu:
Lungimea piesei de prelucrat: 200 mm
Schimbarea temperaturii: 10 grade
Valoarea expansiunii: 0. 02 mm
Coeficientul de dilatare al cuprului este prezentat în figura de mai jos:
imagine
Exemplu:
Lungimea electrodului: 200 mm
Schimbarea temperaturii: 10 grade
Valoarea expansiunii: 0,05 mm
02
Eroare de detectare cauzată de temperatură
Atunci când piesele de prelucrat, instrumentele de inspecție și instrumentele de măsurare sunt fabricate din materiale diferite și nu se află în condiții de temperatură standard în timpul inspecției, abaterile de la temperatura standard (20 de grade) vor fi întotdeauna un factor cheie care duce la erori de inspecție.
imagine
Eroare de detectare din cauza temperaturii
De exemplu, încălzirea unui bloc de oțel de 100 mm lungime cu 4 grade, cum ar fi temperatura palmei, va determina modificarea lungimii acestuia cu 4,6 μm.
Este de remarcat faptul că atunci când se măsoară piese de înaltă precizie, este necesar să existe instrumente de măsurare de înaltă precizie. Dacă standardul de precizie al instrumentului de măsurare sau al echipamentului în sine nu este ridicat, de unde provin rezultatele măsurătorilor de înaltă precizie?
imagine
03
Concept important de prelucrare: menținerea stabilității termice
Oțel: 100 x 30 x 20 mm
Se modifică dimensiunea când temperatura scade de la 25 de grade la 20 grade: la 25 de grade, dimensiunea este mai mare cu 6 μm. Când temperatura scade la 20 de grade, dimensiunea este doar mai mare cu 0,12 μm. Acesta este un proces stabil din punct de vedere termic, chiar dacă temperatura scade rapid, este încă necesară o perioadă susținută de timp pentru a menține precizia. Obiectele mai mari necesită mai mult timp pentru a recăpăta precizia și stabilitatea atunci când temperatura se schimbă.
imagine
Pentru fabricile fără experiență în prelucrarea de precizie, precizia instabilă este adesea pusă pe seama acurateței echipamentului atunci când se efectuează prelucrarea de precizie. Dimpotrivă, fabricile cu experiență în prelucrarea de precizie știu că aceasta este cea mai de bază înțelegere. Ei înțeleg că echilibrul termic dintre temperatura ambiantă și mașinile-unelte este esențial pentru menținerea preciziei stabile de prelucrare. Aceste fabrici cu experiență înțeleg în mod clar că, chiar și cu mașini-unelte de înaltă precizie, precizia stabilă a procesării poate fi atinsă numai prin menținerea unui mediu stabil de temperatură și echilibru termic.
imagine
Menținerea stabilității termice este un concept indispensabil și important în prelucrarea de precizie. Unii oameni pot avea îndoieli dacă temperatura ar trebui menținută la 20 de grade sau 23 de grade. Cu toate acestea, cel mai important lucru este să vă asigurați că stabilitatea unei valori țintă poate fi menținută. Deși cărțile teoretice recomandă de obicei 20 de grade , atelierele reale aleg adesea între 22-23 grad . Accentul se pune pe controlul strict al fluctuațiilor de temperatură.
04
Înțelegerea corectă a preciziei de prelucrare și analiză
În general, precizia de prelucrare poate fi împărțită în precizie și precizie. Imaginea de mai jos este o ilustrare vizuală.
imagine
Precizie
Se referă la reproductibilitatea și consistența dintre rezultatele obținute prin măsurători repetate folosind aceeași probă de rezervă. Este posibil să aveți o precizie ridicată, dar asta nu înseamnă că rezultatele sunt exacte. De exemplu, cele trei rezultate obținute prin utilizarea unei lungimi de 1 mm sunt 1,051 mm, 1,053 și 1,052. Deși au o precizie ridicată, sunt inexacte.
Precizie
Se referă la apropierea dintre rezultatele măsurătorii obținute și valoarea reală. Precizia mare a măsurării înseamnă că eroarea sistemului este mică, atunci când valoarea medie a datelor măsurate se abate mai puțin de la valoarea reală, dar când datele sunt împrăștiate, adică dimensiunea erorii accidentale este neclară.
Relația dintre precizie, acuratețe și temperatură
În general, dacă piesele prelucrate sunt mai precise, dar nu sunt precise, se poate datora faptului că temperatura atelierului fluctuează într-un interval mic, dar există o abatere mare de la temperatura standard. Prin urmare, dimensiunea pieselor obținute este relativ consistentă, dar există o abatere mare de la dimensiunea țintă. Dimpotrivă, dacă piesele sunt mai precise, dar nu sunt precise, se poate datora faptului că temperatura atelierului fluctuează semnificativ în raport cu temperatura standard, ceea ce face ca dimensiunea piesei să pară discretă. distributie; iar dacă piesa nu este nici precisă, nici precisă, acest lucru poate indica faptul că temperatura magazinului se abate mult de temperatura standard și fluctuează foarte mult.
05
Încălzirea mașinii-unelte uitată
Fabricile folosesc mașini-unelte CNC de precizie pentru prelucrarea de înaltă precizie. Ați avut vreodată această experiență: când mașina este pornită în fiecare dimineață pentru prelucrare, precizia de prelucrare a primei piese este adesea dificil de atins la nivelul ideal; când mașina este pornită după o vacanță lungă pentru a procesa primul lot de piese, precizia este adesea slabă. Riscul de eșec este deosebit de important în timpul prelucrării stabile, de înaltă precizie, mai ales când vine vorba de menținerea preciziei de poziție.
Doar într-un mediu cu temperatură stabilă și echilibru termic, mașinile-unelte pot asigura o precizie stabilă a prelucrării. Pentru situațiile în care prelucrarea și producția de înaltă precizie sunt necesare imediat după pornire, preîncălzirea mașinii-unelte este cel mai elementar bun simț pentru prelucrarea de precizie.
imagine
Deoarece temperatura axului și a fiecărei axe de mișcare a mașinii-unelte CNC vor fi relativ menținute la un anumit nivel fix după funcționare pentru o perioadă de timp. În același timp, pe măsură ce timpul de procesare trece, precizia termică a mașinilor-unelte CNC devine treptat stabilă. Prin urmare, este foarte necesar să preîncălziți axul și piesele mobile înainte de a efectua prelucrarea de înaltă precizie.
Cu toate acestea, multe fabrici ignoră sau nu înțeleg legătura de pregătire a „exercițiului de încălzire” a mașinilor-unelte. Se recomandă ca atunci când mașina unealtă este inactivă mai mult de câteva zile, se recomandă preîncălzirea mai mult de 30 de minute înainte de prelucrarea de înaltă precizie; dacă mașina unealtă este inactivă doar câteva ore, se recomandă, de asemenea, să preîncălziți timp de 5-10 minute înainte de prelucrarea de înaltă precizie.
Procesul de preîncălzire implică participarea mașinii-unelte la mișcarea repetată a axei de prelucrare. Cel mai bine este să efectuați o legătură cu mai multe axe. De exemplu, lăsați axa XYZ să se miște din colțul din stânga jos în colțul din dreapta sus al sistemului de coordonate și să se deplaseze în mod repetat în diagonală. Acest proces poate fi realizat prin scrierea unui program macro pe mașina unealtă.
După ce mașina-unealtă a fost complet preîncălzită, mașina-uneltă poate fi pusă într-o prelucrare de înaltă precizie cu toată vigoarea și veți obține o precizie stabilă și consecventă a procesării.
