Ljudi koji se bave strojnom obradom ne žele priznati poraz kada je u pitanju točnost. Ponekad se čini da neki ljudi točnost obrade od 1 mikrona smatraju lakšom kada govore o tome. Međutim, zapravo je visokoprecizna strojna obrada tehnička tema koju treba rigorozno tretirati. Cilj ovog članka je pružiti svima opsežnije znanje o visokopreciznoj strojnoj obradi.
01
Osnovni zdrav razum: utjecaj promjena temperature na materijale
Kao što svi znamo, toplinsko širenje i skupljanje utječe na materijale. Kod precizne strojne obrade problemi s temperaturom ne smiju se zanemariti! Temperaturna razlika neprijatelj je točnosti. Ako ne obratimo pažnju na ključno pitanje temperature, kako možemo detaljno raspravljati o točnosti? Budući da je većina strojeva izrađena od čelika i lijevanog željeza, oni mijenjaju oblik i duljinu pod utjecajem sobne temperature i topline koju stvara sam stroj.
slika
Stupanj toplinskog širenja i skupljanja materijala ovisi o vrsti materijala i veličini promjene temperature. Slijedi tablica koeficijenata širenja čelika i bakra. Uzimajući čelik kao primjer, njegovo linearno širenje proizvest će promjenu od 12 μm po metru kada se temperatura promijeni za 1 stupanj. Duboko razumijevanje ovih podataka ključno je za osiguravanje stabilnosti precizne strojne obrade.
Koeficijent širenja čelika prikazan je na donjoj slici:
slika
Primjer:
Duljina obratka: 200 mm
Promjena temperature: 10 stupnjeva
Vrijednost proširenja: 0. 02 mm
Koeficijent širenja bakra prikazan je na donjoj slici:
slika
Primjer:
Duljina elektrode: 200 mm
Promjena temperature: 10 stupnjeva
Vrijednost ekspanzije: 0,05 mm
02
Greška u detekciji uzrokovana temperaturom
Kada su obradaci, instrumenti za inspekciju i mjerači izrađeni od različitih materijala i nisu pod standardnim temperaturnim uvjetima tijekom inspekcije, odstupanja od standardne temperature (20 stupnjeva) uvijek će biti ključni čimbenik koji dovodi do grešaka u inspekciji.
slika
Greška u detekciji zbog temperature
Na primjer, zagrijavanje čeličnog bloka duljine 100 mm za 4 stupnja, kao što je temperatura dlana, uzrokovat će promjenu njegove duljine za 4,6 μm.
Važno je napomenuti da je kod mjerenja visoko preciznih dijelova potrebno imati mjerne alate veće preciznosti. Ako standard točnosti samog mjernog instrumenta ili opreme nije visok, odakle dolaze rezultati mjerenja visoke preciznosti?
slika
03
Važan koncept obrade: održavanje toplinske stabilnosti
Čelik: 100 x 30 x 20 mm
Promjene u veličini kada temperatura padne s 25 stupnjeva na 20 stupnja: Na 25 stupnjeva veličina je veća za 6 μm. Kada temperatura padne na 20 stupnjeva, veličina je veća samo za 0,12 μm. Ovo je termički stabilan proces, čak i ako temperatura brzo padne, i dalje je potrebno određeno vremensko razdoblje za održavanje točnosti. Veći objekti zahtijevaju više vremena za ponovno postizanje točnosti i stabilnosti kada se temperatura promijeni.
slika
Za tvornice bez iskustva s preciznom strojnom obradom, za nestabilnu preciznost često se okrivljuje točnost opreme prilikom izvođenja precizne strojne obrade. Naprotiv, tvornice s iskustvom precizne strojne obrade znaju da je to najosnovnije razumijevanje. Oni razumiju da je toplinska ravnoteža između temperature okoline i alatnih strojeva ključna za održavanje stabilne točnosti strojne obrade. Ove iskusne tvornice jasno razumiju da se čak i uz visoko precizne alatne strojeve, stabilna točnost obrade može postići samo održavanjem stabilne temperature okoline i toplinske ravnoteže.
slika
Održavanje toplinske stabilnosti neizostavan je i važan koncept u preciznoj strojnoj obradi. Neki ljudi možda sumnjaju treba li temperaturu održavati na 20 ili 23 stupnja. Međutim, najkritičnije je osigurati da se može održati stabilnost ciljane vrijednosti. Iako teoretske knjige obično preporučuju 20 stupnjeva, stvarne radionice često biraju između 22-23 stupnja. Fokus je na strogoj kontroli temperaturnih fluktuacija.
04
Ispravno razumijevanje točnosti i analize strojne obrade
Općenito govoreći, točnost obrade može se podijeliti na preciznost i preciznost. Slika ispod je vizualna ilustracija.
slika
Preciznost
Odnosi se na ponovljivost i dosljednost između rezultata dobivenih ponovljenim mjerenjima korištenjem istog rezervnog uzorka. Moguće je imati visoku preciznost, ali to ne znači da su rezultati točni. Na primjer, tri rezultata dobivena korištenjem duljine od 1 mm su 1,051 mm, 1,053 i 1,052. Iako imaju visoku preciznost, neprecizni su.
Točnost
Odnosi se na bliskost između dobivenih rezultata mjerenja i prave vrijednosti. Visoka točnost mjerenja znači da je pogreška sustava mala, kada prosječna vrijednost izmjerenih podataka manje odstupa od stvarne vrijednosti, ali kada su podaci rasuti, odnosno veličina slučajne pogreške je nejasna.
Odnos između preciznosti, točnosti i temperature
Općenito govoreći, ako su obrađeni dijelovi precizniji, ali nisu točni, to može biti zato što temperatura u radionici varira unutar malog raspona, ali postoji veliko odstupanje od standardne temperature. Dakle, veličina dobivenih dijelova je relativno konzistentna, ali postoji veliko odstupanje od ciljne veličine. Naprotiv, ako su dijelovi točniji, ali ne i precizni, to može biti zato što temperatura u radionici značajno varira u odnosu na standardnu temperaturu, uzrokujući da se veličina dijela čini diskretnom. distribucija; a ako dio nije niti precizan niti točan, to može značiti da temperatura u radnji uvelike odstupa od standardne temperature i da uvelike fluktuira.
05
Zaboravljeno zagrijavanje alatnog stroja
Tvornice koriste precizne CNC alatne strojeve za visokopreciznu obradu. Jeste li ikada imali ovo iskustvo: kada se stroj uključuje svako jutro za obradu, točnost strojne obrade prvog komada često je teško postići idealnu razinu; kada se stroj uključi nakon dugog odmora za obradu prve serije dijelova, točnost je često loša. Rizik od kvara posebno je izražen tijekom stabilne, visoko precizne obrade, posebno kada je u pitanju održavanje točnosti položaja.
Samo u stabilnom temperaturnom okruženju i toplinskoj ravnoteži alatni strojevi mogu osigurati stabilnu točnost obrade. Za situacije u kojima je potrebna visokoprecizna obrada i proizvodnja odmah nakon pokretanja, predgrijavanje alatnog stroja najosnovniji je zdrav razum za preciznu obradu.
slika
Budući da će se temperatura vretena i svake osi gibanja CNC alatnog stroja relativno održavati na određenoj fiksnoj razini nakon rada određeno vrijeme. U isto vrijeme, kako vrijeme obrade prolazi, toplinska točnost CNC alatnih strojeva postupno postaje stabilna. Stoga je vrlo potrebno prethodno zagrijati vreteno i pokretne dijelove prije izvođenja visokoprecizne strojne obrade.
Međutim, mnoge tvornice često ignoriraju ili ne razumiju poveznicu pripreme "vježbe zagrijavanja" alatnih strojeva. Preporuča se da se, kada je alatni stroj u stanju mirovanja više od nekoliko dana, preporuča prethodno zagrijavanje više od 30 minuta prije visokoprecizne strojne obrade; ako je alatni stroj u stanju mirovanja samo nekoliko sati, također se preporučuje predgrijavanje 5-10 minuta prije visokoprecizne obrade.
Proces predgrijavanja uključuje sudjelovanje alatnog stroja u ponovljenom pomicanju osi obrade. Najbolje je izvršiti višeosno povezivanje. Na primjer, neka se os XYZ pomiče iz donjeg lijevog kuta u gornji desni kut koordinatnog sustava i više puta se pomiče dijagonalno. Ovaj proces se može postići pisanjem makro programa na alatnom stroju.
Nakon što je alatni stroj potpuno prethodno zagrijan, alatni stroj se može staviti u visoko preciznu obradu s punom snagom, a vi ćete dobiti stabilnu i dosljednu točnost obrade.
