Kao robot, svakodnevno bavljenje strojnom obradom neodvojivo je od preciznosti, no razumijete li doista preciznost strojne obrade? Danas će vam urednik dati detaljno tumačenje točnosti obrade!
Točnost obrade je stupanj do kojeg tri geometrijska parametra stvarne veličine, oblika i položaja površine obrađenog dijela odgovaraju idealnim geometrijskim parametrima koji se zahtijevaju crtežom. Idealni geometrijski parametri, u smislu veličine, su prosječna veličina; u pogledu geometrije površine, to su apsolutni krugovi, valjci, ravnine, stošci i prave itd.; u pogledu međusobnih položaja između površina, to su apsolutna paralelnost, okomitost, koaksijalnost, simetričnost itd. Odstupanje između stvarnih geometrijskih parametara dijela i idealnih geometrijskih parametara naziva se pogreška obrade.
Uvod u točnost obrade
Točnost obrade uglavnom se koristi za proizvodnju proizvoda, a i točnost obrade i pogreška obrade pojmovi su za procjenu geometrijskih parametara obrađene površine. Točnost strojne obrade mjeri se stupnjem tolerancije, što je manja vrijednost stupnja, veća je preciznost; pogreška obrade izražava se brojčanom vrijednošću, što je brojčana vrijednost veća, pogreška je veća. Visoka točnost obrade znači malu pogrešku obrade, i obrnuto.
Postoje 20 stupnja tolerancije od IT01, IT0, IT1, IT2, IT3 do IT18. Među njima, IT01 predstavlja najveću točnost obrade dijela, a IT18 predstavlja najnižu točnost obrade dijela. Općenito govoreći, IT7 i IT8 imaju srednju točnost obrade. razini.
Stvarni parametri dobiveni bilo kojom metodom obrade neće biti apsolutno točni. Iz perspektive funkcije dijela, sve dok je pogreška obrade unutar raspona tolerancije koju zahtijeva crtež dijela, smatra se da je točnost obrade zajamčena.
slika
Razlika između točnosti i preciznosti:
1. Točnost
Odnosi se na stupanj bliskosti između dobivenih rezultata mjerenja i prave vrijednosti. Visoka točnost mjerenja znači da je sustavna pogreška mala. U ovom trenutku prosječna vrijednost mjernih podataka manje odstupa od prave vrijednosti, ali su podaci raspršeni, odnosno veličina slučajne pogreške nije jasna.
2. Preciznost
Odnosi se na ponovljivost i dosljednost između rezultata dobivenih ponovljenim mjerenjima korištenjem istog rezervnog uzorka. Moguće je imati visoku preciznost, ali preciznost nije egzaktna. Na primjer, tri rezultata dobivena korištenjem duljine od 1 mm za mjerenje su 1,051 mm, 1,053, odnosno 1,052. Iako imaju visoku preciznost, nisu točni.
Točnost znači ispravnost rezultata mjerenja, preciznost znači ponovljivost i obnovljivost rezultata mjerenja, preciznost je preduvjet za točnost.
povezane informacije
1. Dimenzijska točnost
Odnosi se na stupanj usklađenosti između stvarne veličine obrađenog dijela i središta zone tolerancije veličine dijela.
2. Točnost oblika
Odnosi se na stupanj usklađenosti između stvarnog geometrijskog oblika površine obrađenog dijela i idealnog geometrijskog oblika.
3. Točnost položaja
Odnosi se na razliku u točnosti stvarne pozicije između relevantnih površina obrađenih dijelova.
4. Međusobni odnosi
Obično, prilikom projektiranja dijelova stroja i određivanja točnosti obrade dijelova, treba obratiti pozornost na kontrolu pogreške oblika unutar tolerancije položaja, a pogreška položaja treba biti manja od tolerancije veličine. To jest, za precizne dijelove ili važne površine dijelova, zahtjevi za točnost oblika trebaju biti viši od zahtjeva za točnost položaja, a zahtjevi za točnost položaja trebaju biti viši od zahtjeva za točnost dimenzija.
Metode poboljšanja točnosti obrade
1. Podesite procesni sustav
podešavanje probnog reza
Probno rezanje - mjerenje veličine - podešavanje rezne količine alata - rezanje - ponovno rezanje i tako redom dok se ne postigne željena veličina. Ova metoda ima nisku učinkovitost proizvodnje i uglavnom se koristi za proizvodnju pojedinačnih komada i proizvodnju malih serija.
način prilagodbe
Potrebna veličina dobiva se prethodnim podešavanjem relativnih položaja alatnog stroja, učvršćenja, obratka i alata. Ova metoda ima visoku produktivnost i uglavnom se koristi za masovnu proizvodnju.
2. Smanjite pogrešku stroja
1) Poboljšajte točnost proizvodnje dijelova glavnog vratila
Točnost rotacije ležaja treba poboljšati:
① Koristite visoko precizne kotrljajuće ležajeve;
②Usvojite visokoprecizni višeuljni klinasti dinamički tlačni ležaj;
③Korištenje hidrostatskih ležajeva visoke preciznosti
Trebalo bi poboljšati preciznost spojeva s ležajem:
① Poboljšajte točnost obrade otvora za potporu kutije i rukavca vretena;
② Poboljšajte točnost obrade površine koja odgovara ležaju;
③Izmjerite i prilagodite raspon radijalnog odstupanja odgovarajućih dijelova kako biste kompenzirali ili poništili pogrešku.
2) Ispravno prednapregnite kotrljajući ležaj
①Razmak se može ukloniti;
②Povećajte krutost ležaja;
③ Homogenizacija pogreške kotrljajućeg tijela.
3) Neka se točnost rotacije vretena ne odražava na izratku.
3. Smanjite pogrešku prijenosa prijenosnog lanca
1) Broj dijelova prijenosa je mali, lanac prijenosa je kratak, a preciznost prijenosa je visoka;
2) Korištenje prijenosa smanjene brzine (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) Preciznost završnog dijela trebala bi biti veća od preciznosti ostalih dijelova prijenosa.
4. Smanjite trošenje alata
Istrošenost dimenzija alata mora se ponovno naoštriti prije nego što dosegne fazu oštre istrošenosti
5. Smanjite naprezanje i deformaciju procesnog sustava
Uglavnom od:
(1) Poboljšati krutost sustava, posebno krutost slabih karika u procesnom sustavu;
(2) Smanjite opterećenje i njegove varijacije.
Povećajte krutost sustava:
(1) Razuman konstrukcijski dizajn
1) Smanjite broj spojnih površina;
2) Spriječiti pojavu lokalnih veza niske krutosti;
3) Struktura i oblik poprečnog presjeka temelja i potpore trebaju biti razumno odabrani.
(2) Poboljšajte kontaktnu krutost spojne površine
1) Poboljšati kvalitetu spojne površine između dijelova u komponentama alatnog stroja;
2) Prednaprezanje komponenti alatnog stroja;
3) Poboljšajte točnost referentne ravnine pozicioniranja obratka i smanjite vrijednost hrapavosti njegove površine.
(3) Usvojiti razumne metode stezanja i pozicioniranja
Smanjeno opterećenje i njegova varijacija:
(1) Razumno odaberite geometrijske parametre i količinu rezanja alata kako biste smanjili silu rezanja;
(2) Grupirajte praznine i pokušajte da dopuštenje za obradu praznina bude ujednačeno tijekom podešavanja.
6. Smanjite toplinsku deformaciju procesnog sustava
(1) Smanjite zagrijavanje izvora topline i izolirajte izvore topline
1) Koristite manju količinu rezanja;
2) Kada se zahtijeva visoka preciznost dijelova, odvojite procese grube i završne obrade;
3) Odvojite izvor topline od alatnog stroja što je više moguće kako biste smanjili toplinsku deformaciju alatnog stroja;
4) Za neodvojive izvore topline kao što su ležajevi vretena, parovi matica za vijke, parovi pokretnih tračnica za velike brzine, itd., poboljšati njihove karakteristike trenja s aspekta strukture i podmazivanja, smanjiti stvaranje topline ili koristiti materijale za toplinsku izolaciju;
5) Koristite prisilno hlađenje zrakom, hlađenje vodom i druge mjere za odvođenje topline.
(2) Ravnotežno temperaturno polje
(3) Usvojiti razumnu strukturu komponenti alatnog stroja i referentnu vrijednost za sklapanje
1) Usvajanje toplinski simetrične strukture - u mjenjaču su osovine, ležajevi, zupčanici prijenosa, itd. raspoređeni simetrično, što može učiniti porast temperature stijenke kutije ujednačenim i smanjiti deformaciju kutije;
2) Razumno odaberite referentnu točku montaže dijelova alatnog stroja.
(4) Ubrzati kako bi se postigla ravnoteža prijenosa topline;
(5) Kontrolirajte temperaturu okoline.
7. Smanjite zaostalo naprezanje
(1) Povećati proces toplinske obrade kako bi se uklonio unutarnji stres;
(2) Organizirajte proces razumno.
Čimbenici koji utječu na točnost obrade
1. Pogreška principa obrade
Pogreška načela strojne obrade odnosi se na pogrešku uzrokovanu korištenjem približnog profila oštrice ili približnog prijenosnog odnosa za obradu. Pogreške principa obrade najčešće se javljaju pri obradi navoja, zupčanika i složenih zakrivljenih površina.
Na primjer, ploča zupčanika koja se koristi za obradu evolventnih zupčanika, kako bi se olakšala proizvodnja ploča za kuhanje, koristi Arhimedov osnovni puž ili osnovni puž normalnog ravnog profila umjesto osnovnog evolventnog puža, tako da se može proizvesti greška u obliku evolventnog zuba zupčanika. Drugi primjer je kod okretanja modularnog puža, budući da je korak puža jednak koraku pužnog kotača (tj. mπ), gdje je m modul, a π iracionalan broj, ali broj zubaca zamjene zupčanik tokarilice je ograničen, odaberite zamjenski zupčanik Kada se π može izračunati samo kao približna frakcijska vrijednost (π=3.1415), to će uzrokovati nepreciznost alata za kretanje obradaka (spiralno gibanje) , što dovodi do pogreške u visini tona.
U obradi, aproksimativna obrada općenito se koristi za poboljšanje produktivnosti i ekonomičnosti pod pretpostavkom da teorijska pogreška može ispuniti zahtjeve točnosti obrade (<=10%-15% dimensional tolerance).
2. Pogreška podešavanja
Pogreška podešavanja alatnog stroja odnosi se na pogrešku uzrokovanu netočnim podešavanjem.
3. Greška alatnog stroja
Pogreška alatnog stroja odnosi se na pogrešku u proizvodnji, pogrešku ugradnje i istrošenost alatnog stroja. Uglavnom uključuje pogrešku vođenja vodilice alatnog stroja, pogrešku rotacije vretena alatnog stroja i pogrešku prijenosa lanca prijenosa alatnog stroja.
(1) Greška vođenja tračnice vodilice alatnog stroja
1) Točnost vođenja tračne vodilice - stupanj usklađenosti između stvarnog smjera kretanja pokretnih dijelova para tračne vodilice i idealnog smjera kretanja. uglavnom uključuju:
① Ravnost Δy tračnice vodilice u vodoravnoj ravnini i ravnost Δz u okomitoj ravnini (savijanje);
② Paralelnost (iskrivljenje) prednje i stražnje vodilice;
③ Pogreška paralelizma ili pogreška okomitosti vodilice na os rotacije glavnog vratila u vodoravnoj ravnini i u okomitoj ravnini.
2) Utjecaj točnosti vođenja tračnice vodilice na proces rezanja uglavnom razmatra relativni pomak između alata i obratka u smjeru osjetljivom na pogreške uzrokovan greškom tračnice vodilice. Tijekom tokarenja, smjer osjetljiv na pogreške je vodoravni smjer, a pogreška obrade uzrokovana pogreškom vođenja uzrokovana okomitim smjerom može se zanemariti; tijekom bušenja, smjer osjetljiv na pogreške mijenja se s rotacijom alata; tijekom blanjanja, smjer osjetljiv na pogreške je okomit, a vodilica kreveta Ravnost u okomitoj ravnini uzrokuje pogreške u ravnosti i ravnosti obrađene površine.
(2) Greška rotacije vretena alatnog stroja
Pogreška rotacije vretena alatnog stroja odnosi se na odstupanje stvarne rotacijske osi od idealne rotacijske osi. Uglavnom uključuje kružno odstupanje čeone strane vretena, radijalno kružno odstupanje vretena i zaokret kuta nagiba geometrijske osi vretena.
1) Utjecaj odstupanja čeone površine vretena na točnost obrade:
①Nema učinka pri obradi cilindrične površine;
② Prilikom tokarenja i bušenja čeone strane, doći će do pogreške u okomitosti između čeone strane i osi cilindrične površine ili do pogreške u ravnosti čeone strane;
③Tijekom obrade navoja, doći će do pogreške ciklusa uspona.
2) Utjecaj radijalnog odstupanja vretena na točnost obrade:
①Ako se pogreška radijalne rotacije očituje jednostavnim harmoničnim linearnim gibanjem stvarne osi u koordinatnom smjeru osi y, rupa koju je izbušio stroj za bušenje je eliptična rupa, a pogreška okruglosti je amplituda radijalnog kružnog odstupanja; dok rupa proizvedena tokarilom nema učinka;
②Ako se geometrijska os vretena pomiče ekscentrično, može se dobiti krug čiji je radijus udaljenost od vrha alata do prosječne osi bez obzira na tokarenje ili bušenje.
3) Utjecaj zaokreta kuta nagiba geometrijske osi vretena na točnost obrade:
① Konusna putanja geometrijske osi koja tvori određeni kut konusa u prostoru u odnosu na prosječnu os ekvivalentna je ekscentričnom kretanju geometrijske osi oko prosječne osi iz perspektive svakog odjeljka, a vrijednosti ekscentričnosti razlikuju se od aksijalna perspektiva;
② Geometrijska os se njiše u određenoj ravnini, što je ekvivalentno jednostavnom harmoničnom linearnom gibanju stvarne osi u ravnini iz perspektive svakog odjeljka, a amplitude skokova su različite na različitim mjestima kada se gleda iz aksijalnog smjera;
③U stvari, zamah nagiba geometrijske osi vretena je superpozicija gornje dvije.
(3) Greška prijenosa prijenosnog lanca alatnog stroja
Pogreška prijenosa prijenosnog lanca alatnog stroja odnosi se na relativnu pogrešku gibanja između prijenosnih elemenata na prvom i zadnjem kraju prijenosnog lanca.
1) Greška u proizvodnji i istrošenost učvršćenja
Greška učvršćenja uglavnom se odnosi na:
①Greške u proizvodnji komponenti pozicioniranja, komponenti vodilice alata, mehanizama za indeksiranje, tijela stezaljki itd.;
② Nakon što je učvršćenje sastavljeno, relativna pogreška veličine između radnih površina gore navedenih različitih komponenti;
③Abrazija radne površine učvršćenja tijekom uporabe.
2) Greške u proizvodnji i istrošenost alata
Utjecaj pogrešaka alata na točnost obrade varira ovisno o vrsti alata.
① Točnost dimenzija alata fiksne veličine (kao što su svrdla, razvrtala, glodala za utore i okrugle pločice, itd.) izravno utječe na točnost dimenzija izratka.
②Točnost oblika alata za oblikovanje (kao što su alati za tokarenje, glodala za oblikovanje, brušenje itd.) izravno će utjecati na točnost oblika obratka.
③Pogreška oblika oštrice generiranih alata (kao što su ploče za kuhanje zupčanika, ploče za kuhanje s klinovima, alati za oblikovanje zupčanika itd.) utjecat će na točnost oblika obrađene površine.
④ Za opće alate (kao što su alati za tokarenje, alati za bušenje, glodala), točnost proizvodnje nema izravan utjecaj na točnost obrade, ali alati se lako troše.
3) Prisilna deformacija procesnog sustava
Procesni sustav će se deformirati pod djelovanjem sile rezanja, sile stezanja, sile teže i inercije itd., čime se uništava međusobni položajni odnos između komponenti prilagođenog procesnog sustava, što rezultira pogreškama obrade i utječe na stabilnost procesa. seks. Uglavnom razmotrite deformaciju alatnog stroja, deformaciju obratka i ukupnu deformaciju procesnog sustava.
4. Utjecaj sile rezanja na točnost obrade
Samo s obzirom na deformaciju alatnog stroja, za obradu dijelova osovine, deformacija alatnog stroja pod silom čini da obrađeni obradak ima sedlasti oblik s debelim krajevima i tankom sredinom, odnosno greškama cilindričnosti. Uzima se u obzir samo deformacija izratka. Za obradu dijelova osovine obradak se silom deformira tako da obrađeni obradak ima oblik bubnja s tankim krajevima i debelom sredinom. Za obradu dijelova rupa, deformacija alatnog stroja ili izratka se razmatra zasebno, a oblik izratka nakon obrade je suprotan obliku obrađenih dijelova osovine.
5. Utjecaj sile stezanja na točnost obrade
Kada je obradak stegnut, zbog niske krutosti obratka ili nepravilne sile stezanja, obradak će se odgovarajuće deformirati, što će rezultirati pogreškama obrade.
6. Toplinska deformacija procesnog sustava
Tijekom procesa obrade, zbog topline koju stvaraju unutarnji izvori topline (toplina rezanja, toplina trenja) ili vanjski izvori topline (temperatura okoline, toplinsko zračenje), procesni sustav se zagrijava i deformira, što utječe na točnost obrade. Kod obrade velikih izradaka i precizne strojne obrade, pogreške obrade uzrokovane toplinskom deformacijom procesnog sustava čine 40 posto -70 posto ukupnih pogrešaka obrade.
Utjecaj toplinske deformacije izratka na obradu zlata uključuje dvije vrste: jednoliko zagrijavanje izratka i neravnomjerno zagrijavanje izratka.
7. Zaostalo naprezanje unutar obratka
Stvaranje zaostalog naprezanja:
1) Preostalo naprezanje koje nastaje tijekom grube proizvodnje i toplinske obrade;
2) Zaostalo naprezanje uzrokovano hladnim ravnanjem;
3) Zaostalo naprezanje uzrokovano rezanjem.
8. Utjecaj mjesta obrade na okoliš
Na mjestu obrade često ima mnogo malih metalnih strugotina. Ako ti metalni komadići postoje na površini za pozicioniranje dijela ili na položaju otvora za pozicioniranje, to će utjecati na točnost obrade dijela. Za visokopreciznu strojnu obradu, neki metalni komadići koji su toliko mali da se ne mogu vidjeti utjecat će na točnost. Ovaj čimbenik utjecaja bit će identificiran, ali ne postoji učinkovita metoda za njegovo uklanjanje, a često se uvelike oslanja na operativne metode operatera.
Metode mjerenja
Točnost obrade U skladu s različitim sadržajem točnosti obrade i zahtjevima točnosti, koriste se različite metode mjerenja. Općenito govoreći, postoje sljedeće vrste metoda:
1. Prema tome treba li izravno mjeriti izmjerene parametre, može se podijeliti na izravno mjerenje i neizravno mjerenje.
Izravno mjerenje: izravno izmjerite izmjerene parametre kako biste dobili izmjerenu veličinu. Na primjer, mjerite čeljustima i komparatorima.
Neizravno mjerenje: izmjerite geometrijske parametre koji se odnose na izmjerenu veličinu i izračunajte izmjerenu veličinu.
Očito je izravno mjerenje intuitivnije, dok je neizravno mjerenje glomaznije. Općenito, kada izmjerena veličina ne može zadovoljiti zahtjeve točnosti izravnim mjerenjem, mora se koristiti neizravno mjerenje.
2. Prema tome da li vrijednost očitanja mjernog instrumenta izravno predstavlja vrijednost izmjerene veličine, može se podijeliti na apsolutno mjerenje i relativno mjerenje.
Apsolutno mjerenje: vrijednost očitanja izravno označava veličinu izmjerene veličine, kao što je mjerenje s pomičnom mjerom.
Relativno mjerenje: Očitana vrijednost samo pokazuje odstupanje izmjerene dimenzije u odnosu na standardnu količinu. Ako koristite komparator za mjerenje promjera osovine, trebate prvo namjestiti nultu poziciju instrumenta s mjernim blokom, a zatim mjeriti. Izmjerena vrijednost je razlika između promjera bočne osovine i veličine mjernog bloka, što je relativno mjerenje. Općenito govoreći, točnost relativnog mjerenja je veća, ali je mjerenje problematičnije.
3. Prema tome je li mjerena površina u kontaktu s mjernom glavom mjernog alata, može se podijeliti na kontaktno mjerenje i beskontaktno mjerenje.
Kontaktno mjerenje: Mjerna glava je u kontaktu s površinom koja se dodiruje i postoji mehanički mjerna sila. Kao što je mjerenje dijelova mikrometrom.
Beskontaktno mjerenje: Mjerna glava nije u kontaktu s površinom mjerenog dijela, a beskontaktno mjerenje može izbjeći utjecaj mjerne sile na rezultate mjerenja. Kao što je korištenje metode projekcije, mjerenje interferometrije svjetlosnih valova i tako dalje.
4. Prema broju mjernih parametara, može se podijeliti na pojedinačno mjerenje i sveobuhvatno mjerenje.
Pojedinačno mjerenje: izmjerite svaki parametar dijela koji se ispituje zasebno.
Sveobuhvatno
Kombinirano mjerenje: izmjerite sveobuhvatni indeks koji odražava relevantne parametre dijela. Na primjer, kod mjerenja navoja alatnim mikroskopom mogu se izmjeriti stvarni promjer koraka navoja, pogreška polukuta oblika zuba i kumulativna pogreška koraka.
Sveobuhvatno mjerenje općenito je učinkovitije i pouzdanije za osiguravanje zamjenjivosti dijelova. Često se koristi u inspekciji gotovih dijelova. Mjerenje pojedinačnih stavki može odrediti pogrešku svakog parametra zasebno, a općenito se koristi za analizu procesa, inspekciju procesa i mjerenje određenih parametara.
5. Prema ulozi mjerenja u procesu obrade dijeli se na aktivno mjerenje i pasivno mjerenje.
Aktivno mjerenje: Izradak se mjeri tijekom obrade, a rezultati se izravno koriste za kontrolu obrade dijelova, kako bi se na vrijeme spriječilo stvaranje otpadnih proizvoda.
Pasivno mjerenje: Mjerenje koje se provodi nakon što je obradak strojno obrađen. Ova vrsta mjerenja može samo prosuditi jesu li obrađeni dijelovi kvalificirani, a ograničeno je na otkrivanje i odbacivanje otpadnih proizvoda.
6. Prema stanju mjerenog dijela tijekom procesa mjerenja, može se podijeliti na statičko mjerenje i dinamičko mjerenje.
Statičko mjerenje: Mjerenje je relativno statično. Kao mikrometar za mjerenje promjera.
Dinamičko mjerenje: Tijekom mjerenja, mjerena površina i mjerna glava čine relativno kretanje u simuliranom radnom stanju.
Metoda dinamičkog mjerenja može odražavati stanje dijelova blizu stanja uporabe, što je smjer razvoja mjerne tehnologije.
