Ljudi uključeni u prerađivačku industriju često imaju snažnu želju za pobjedom u pogledu preciznosti, kao da je lako postići preciznost obrade na razini μm-. No zapravo je visoko{2}}precizna obrada rigorozno tehničko područje. Mnogi ljudi uopće ne znaju zdravorazumski utjecaj temperature na preciznost, ali govore o preciznosti, što je stvarno frustrirajuće! Zatim, ovaj članak će vam pružiti opsežniju popularnu znanost.
1. DIO Osnovni zdrav razum: Utjecaj temperaturnih promjena na materijale Svi znaju da materijali općenito imaju karakteristike toplinskog širenja i skupljanja. U procesu precizne obrade ne smije se zanemariti problem temperature! Temperaturnu razliku možemo nazvati "neprijateljem" preciznosti. Ako se ovaj ključni faktor ne shvati ozbiljno, kako možemo govoriti o preciznosti? Uostalom, većina strojeva izrađena je od čelika i lijevanog željeza, koji će mijenjati oblik i duljinu sa sobnom temperaturom i toplinom koju stvara sam stroj. Specifična količina deformacije materijala uslijed toplinskog širenja i skupljanja ovisi o vlastitim karakteristikama materijala i rasponu promjene temperature. Slijedi tablica koeficijenata širenja čelika i bakra. Uzimajući čelik kao primjer, njegovo linearno širenje se očituje kao promjena od 12 μm po metru duljine kada se temperatura promijeni za 1 stupanj. Koeficijent širenja čelika prikazan je na donjoj slici:
Na primjer: Ako je duljina obratka 200 mm i temperatura se mijenja za 10 stupnjeva, vrijednost ekspanzije je 0,02 mm. Koeficijent širenja bakra prikazan je na donjoj slici:
Na primjer: kada je duljina elektrode 200 mm i temperatura se mijenja za 10 stupnjeva, vrijednost ekspanzije je 0,05 mm. DIO 2 Temperatura uzrokuje pogreške u detekciji Ako su obradak i instrument i mjerač korišteni za detekciju izrađeni od različitih materijala i nisu ispod standardne temperature (20 stupnjeva) tijekom detekcije, tada će odstupanje od standardne temperature postati važan faktor u grešci detekcije. Greška u detekciji uzrokovana temperaturom
Na primjer, uzimajući detekciju kao primjer, ako se mjerač čeličnog bloka duljine 100 mm zagrije temperaturom dlana i njegova temperatura poraste za 4 stupnja, promijenit će se u duljini za 4,6 μm. Osim toga, pri mjerenju visoko-preciznih dijelova, moraju biti dostupne metode veće-preciznosti mjerenja. Ako indeks točnosti samog mjernog instrumenta ili opreme nije visok, kako se može postići visoka{7}}preciznost mjerenja? DIO 3 Važan koncept obrade: Održavanje toplinske stabilnosti Uzmimo čelični dio veličine 100x30x20 mm kao primjer. Kada temperatura padne s 25 stupnjeva na 20 stupnjeva, njegova veličina će se promijeniti: na 25 stupnjeva veličina je veća za 6 μm, a kada temperatura padne na 20 stupnjeva, veličina je samo 0,12 μm veća. Ovo je proces toplinske stabilizacije. Čak i ako temperatura brzo padne, potrebno je određeno vrijeme da se održi stabilna točnost. Općenito, što je objekt veći, to je dulje potrebno da se uspostavi stabilna točnost kada se temperatura promijeni.
Neke tvornice bez iskustva u preciznoj strojnoj obradi često pripisuju uzrok nestabilne točnosti problemima s preciznošću opreme prilikom izvođenja precizne strojne obrade. Iskusne tvornice znaju da je osnovni zdrav razum obratiti pozornost na toplinsku ravnotežu između temperature okoline i alatnih strojeva. Oni razumiju da čak i ako alatni stroj ima visoku točnost, stabilnost točnosti obrade može biti zajamčena samo u stabilnom temperaturnom okruženju i stanju toplinske ravnoteže.
Održavanje toplinske stabilnosti važan je koncept koji se mora duboko razumjeti u preciznoj strojnoj obradi. Neki ljudi mogu biti zapleteni oko toga treba li temperaturu održavati na 20 ili 23 stupnja. Zapravo, ključ je održati ciljnu vrijednost temperature stabilnom. Teoretski, općenito se zahtijeva da temperatura bude 20 stupnjeva, ali u stvarnim radionicama temperatura se obično kontrolira na 22 ~ 23 stupnja, sve dok se temperaturna fluktuacija strogo kontrolira. DIO 4 Ispravno razumjeti točnost obrade i analizu Općenito govoreći, točnost obrade može se podijeliti na preciznost i točnost. Pomoću donje slike možemo imati intuitivnije razumijevanje. Preciznost (preciznost) Preciznost se odnosi na ponovljivost i dosljednost između rezultata dobivenih kada se isti rezervni uzorak koristi za ponovljena mjerenja. Ponekad visoka preciznost ne znači i visoku točnost. Na primjer, tri rezultata dobivena mjerenjem s duljinom od 1 mm kao standardom su 1,051 mm, 1,053 mm i 1,052 mm. Iako je preciznost ovog skupa podataka visoka, on nije točan. Točnost (Accuracy) Točnost se odnosi na stupanj bliskosti između rezultata mjerenja i prave vrijednosti. Kada je točnost mjerenja velika, to znači da je pogreška sustava mala, a odstupanje prosječne vrijednosti mjerenih podataka od prave vrijednosti malo, ali nije jasna diskretnost podataka, odnosno veličina slučajne pogreške. Odnos između preciznosti, točnosti i temperature obično je usko povezan s preciznošću i točnošću. Ako je preciznost obrađenih dijelova visoka, ali je točnost nedovoljna, može biti da temperatura u radionici lagano varira, ali uvelike odstupa od standardne temperature; ako su dijelovi visoke preciznosti, ali niske točnosti, vjerojatno je da temperatura u radionici jako varira, što rezultira velikom diskretnošću točnosti; ako dijelovi nisu niti precizni niti točni, to znači da temperatura u radionici uvelike odstupa od standardne temperature i zahtjeva kontrole. DIO 5 Zaboravljeno predgrijavanje alatnog stroja Kada koristite precizne CNC alatne strojeve za visoko-preciznu obradu u tvornici, možda ste imali takvo iskustvo: svako jutro kada se stroj uključi za obradu, točnost obrade prvog proizvoda često je nezadovoljavajuća; prva serija dijelova koji se uključuju za strojnu obradu nakon dugog odmora često imaju nestabilnu točnost, a vjerojatnost kvara je vrlo visoka pri izvođenju visoko-precizne strojne obrade, posebno u smislu točnosti položaja. Alatni stroj može osigurati stabilnost točnosti obrade samo u stabilnom temperaturnom okruženju i stanju toplinske ravnoteže. Kada se visoko{29}}precizna strojna obrada izvodi odmah nakon što se stroj uključi, predgrijavanje alatnog stroja osnovni je razum za preciznu strojnu obradu. Točnost obrade jako varira kada alatni stroj prestane raditi na dulje vrijeme i kada je u toplinskoj ravnoteži. To je zato što će temperatura vretena i svake pokretne osi CNC alatnog stroja biti relativno stabilna na određenoj razini nakon rada određeno vrijeme, a kako se vrijeme obrade povećava, toplinska točnost CNC alatnog stroja postupno će se stabilizirati, što u potpunosti pokazuje nužnost predgrijavanja vretena i pokretnih dijelova prije obrade. Međutim, mnoge tvornice ignoriraju vezu pripreme "vježbe-zagrijavanja" alatnih strojeva, ili čak ne znaju ništa o tome. Ako je alatni stroj bio u stanju mirovanja više od nekoliko dana, preporučuje se prethodno zagrijavanje dulje od 30 minuta prije visoko-precizne obrade; ako je vrijeme mirovanja samo nekoliko sati, prethodno zagrijavajte 5 do 10 minuta. Tijekom predgrijavanja, alatnom stroju se može dopustiti da sudjeluje u ponovljenom kretanju osi obrade, a najbolje je izvršiti više-povezivanje osi, kao što je pomicanje osi XYZ iz donjeg lijevog kuta koordinatnog sustava u gornji desni kut i opetovano hodanje dijagonalno. U stvarnom radu, makro program se može napisati na alatnom stroju kako bi se alatnom stroju omogućilo da automatski i opetovano izvodi radnje predgrijavanja. Kada je alatni stroj potpuno prethodno zagrijan, može se staviti u proizvodnju visoke-preciznosti obrade, a tada se može postići stabilna i dosljedna točnost obrade.
