Οι άνθρωποι που ασχολούνται με τη μηχανική κατεργασία είναι απρόθυμοι να παραδεχτούν την ήττα τους όσον αφορά την ακρίβεια. Μερικές φορές, μερικοί άνθρωποι φαίνεται να θεωρούν την ακρίβεια επεξεργασίας του 1 micron ως ένα κομμάτι κέικ όταν μιλούν γι 'αυτό. Ωστόσο, στην πραγματικότητα, η μηχανική κατεργασία υψηλής ακρίβειας είναι ένα τεχνικό θέμα που πρέπει να αντιμετωπιστεί αυστηρά. Αυτό το άρθρο στοχεύει να παρέχει σε όλους μια πιο ολοκληρωμένη γνώση της κατεργασίας υψηλής ακρίβειας.
01
Βασική κοινή λογική: η επίδραση των μεταβολών της θερμοκρασίας στα υλικά
Όπως όλοι γνωρίζουμε, τα υλικά επηρεάζονται από τη θερμική διαστολή και συστολή. Στην κατεργασία ακριβείας, τα θέματα θερμοκρασίας δεν πρέπει να αγνοούνται! Η διαφορά θερμοκρασίας είναι η νέμεση της ακρίβειας. Αν δεν δώσουμε σημασία στο βασικό θέμα της θερμοκρασίας, πώς μπορούμε να συζητήσουμε την ακρίβεια σε βάθος; Δεδομένου ότι τα περισσότερα μηχανήματα είναι κατασκευασμένα από χάλυβα και χυτοσίδηρο, αλλάζουν σχήμα και μήκος υπό την επίδραση της θερμοκρασίας δωματίου και της θερμότητας που παράγεται από το ίδιο το μηχάνημα.
εικόνα
Ο βαθμός θερμικής διαστολής και συστολής ενός υλικού εξαρτάται από τον τύπο του υλικού και το μέγεθος της μεταβολής της θερμοκρασίας. Ακολουθεί πίνακας συντελεστών διαστολής χάλυβα και χαλκού. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τον χάλυβα, η γραμμική διαστολή του θα προκαλέσει μεταβολή 12μm ανά μέτρο όταν η θερμοκρασία αλλάξει κατά 1 βαθμό. Η βαθιά κατανόηση αυτών των δεδομένων είναι κρίσιμη για τη διασφάλιση της σταθερότητας της κατεργασίας ακριβείας.
Ο συντελεστής διαστολής του χάλυβα φαίνεται στο παρακάτω σχήμα:
εικόνα
Παράδειγμα:
Μήκος τεμαχίου εργασίας: 200 mm
Αλλαγή θερμοκρασίας: 10 βαθμοί
Τιμή επέκτασης: 0. 02 χλστ
Ο συντελεστής διαστολής του χαλκού φαίνεται στο παρακάτω σχήμα:
εικόνα
Παράδειγμα:
Μήκος ηλεκτροδίου: 200 mm
Αλλαγή θερμοκρασίας: 10 βαθμοί
Τιμή επέκτασης: 0,05 mm
02
Σφάλμα ανίχνευσης που προκαλείται από τη θερμοκρασία
Όταν τα τεμάχια εργασίας, τα όργανα επιθεώρησης και οι μετρητές είναι κατασκευασμένα από διαφορετικά υλικά και δεν βρίσκονται σε τυπικές συνθήκες θερμοκρασίας κατά την επιθεώρηση, οι αποκλίσεις από την τυπική θερμοκρασία (20 βαθμοί ) θα είναι πάντα ένας βασικός παράγοντας που οδηγεί σε σφάλματα επιθεώρησης.
εικόνα
Σφάλμα ανίχνευσης λόγω θερμοκρασίας
Για παράδειγμα, η θέρμανση ενός χαλύβδινου μπλοκ μήκους 100 mm κατά 4 βαθμούς, όπως η θερμοκρασία της παλάμης του χεριού σας, θα προκαλέσει αλλαγή του μήκους του κατά 4,6 μm.
Αξίζει να σημειωθεί ότι κατά τη μέτρηση εξαρτημάτων υψηλής ακρίβειας, είναι απαραίτητο να υπάρχουν εργαλεία μέτρησης μεγαλύτερης ακρίβειας. Εάν το πρότυπο ακρίβειας του ίδιου του οργάνου ή του εξοπλισμού μέτρησης δεν είναι υψηλό, από πού προέρχονται τα αποτελέσματα μετρήσεων υψηλής ακρίβειας;
εικόνα
03
Σημαντική ιδέα επεξεργασίας: διατήρηση της θερμικής σταθερότητας
Χάλυβας: 100 x 30 x 20 mm
Αλλάζει στο μέγεθος όταν η θερμοκρασία πέσει από 25 βαθμούς σε 20 βαθμούς : Στους 25 βαθμούς, το μέγεθος είναι μεγαλύτερο κατά 6μm. Όταν η θερμοκρασία πέσει στους 20 βαθμούς, το μέγεθος είναι μεγαλύτερο μόνο κατά 0,12μm. Αυτή είναι μια θερμικά σταθερή διαδικασία, ακόμα κι αν η θερμοκρασία πέσει γρήγορα, απαιτείται ακόμα μια παρατεταμένη χρονική περίοδος για τη διατήρηση της ακρίβειας. Τα μεγαλύτερα αντικείμενα απαιτούν περισσότερο χρόνο για να ανακτήσουν την ακρίβεια και τη σταθερότητα όταν αλλάζει η θερμοκρασία.
εικόνα
Για εργοστάσια χωρίς εμπειρία κατεργασίας ακριβείας, η ασταθής ακρίβεια συχνά ενοχοποιείται για την ακρίβεια του εξοπλισμού κατά την εκτέλεση κατεργασίας ακριβείας. Αντίθετα, τα εργοστάσια με εμπειρία μηχανουργικής ακριβείας γνωρίζουν ότι αυτή είναι η πιο βασική κατανόηση. Κατανοούν ότι η θερμική ισορροπία μεταξύ της θερμοκρασίας περιβάλλοντος και των εργαλειομηχανών είναι κρίσιμη για τη διατήρηση σταθερής ακρίβειας μηχανικής κατεργασίας. Αυτά τα έμπειρα εργοστάσια κατανοούν ξεκάθαρα ότι ακόμη και με εργαλειομηχανές υψηλής ακρίβειας, σταθερή ακρίβεια επεξεργασίας μπορεί να επιτευχθεί μόνο με τη διατήρηση σταθερού περιβάλλοντος θερμοκρασίας και θερμικής ισορροπίας.
εικόνα
Η διατήρηση της θερμικής σταθερότητας είναι μια απαραίτητη και σημαντική ιδέα στη μηχανική κατεργασία ακριβείας. Μερικοί άνθρωποι μπορεί να έχουν αμφιβολίες για το εάν η θερμοκρασία πρέπει να διατηρείται στους 20 βαθμούς ή στους 23 βαθμούς. Ωστόσο, το πιο κρίσιμο πράγμα είναι να διασφαλιστεί ότι μπορεί να διατηρηθεί η σταθερότητα μιας τιμής στόχου. Αν και τα θεωρητικά βιβλία συνήθως προτείνουν 20 βαθμούς , τα πραγματικά εργαστήρια συχνά επιλέγουν μεταξύ 22-23 πτυχίου . Η εστίαση είναι στον αυστηρό έλεγχο των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας.
04
Σωστή κατανόηση της ακρίβειας και της ανάλυσης της μηχανικής κατεργασίας
Σε γενικές γραμμές, η ακρίβεια κατεργασίας μπορεί να χωριστεί σε ακρίβεια και ακρίβεια. Η παρακάτω εικόνα είναι μια οπτική απεικόνιση.
εικόνα
Ακρίβεια
Αναφέρεται στην αναπαραγωγιμότητα και τη συνέπεια μεταξύ των αποτελεσμάτων που λαμβάνονται από επαναλαμβανόμενες μετρήσεις χρησιμοποιώντας το ίδιο εφεδρικό δείγμα. Είναι δυνατό να έχετε υψηλή ακρίβεια, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι τα αποτελέσματα είναι ακριβή. Για παράδειγμα, τα τρία αποτελέσματα που λαμβάνονται χρησιμοποιώντας ένα μήκος 1 mm είναι 1.051 mm, 1.053 και 1.052. Αν και έχουν υψηλή ακρίβεια, είναι ανακριβείς.
Ακρίβεια
Αναφέρεται στην εγγύτητα μεταξύ των ληφθέντων αποτελεσμάτων μέτρησης και της πραγματικής τιμής. Υψηλή ακρίβεια μέτρησης σημαίνει ότι το σφάλμα συστήματος είναι μικρό, όταν η μέση τιμή των δεδομένων μέτρησης αποκλίνει λιγότερο από την πραγματική τιμή, αλλά όταν τα δεδομένα είναι διάσπαρτα, δηλαδή το μέγεθος του τυχαίου σφάλματος είναι ασαφές.
Σχέση ακρίβειας, ακρίβειας και θερμοκρασίας
Γενικά, εάν τα κατεργασμένα εξαρτήματα είναι πιο ακριβή αλλά όχι ακριβή, μπορεί να οφείλεται στο ότι η θερμοκρασία του συνεργείου κυμαίνεται σε ένα μικρό εύρος, αλλά υπάρχει μεγάλη απόκλιση από την τυπική θερμοκρασία. Επομένως, το μέγεθος των λαμβανόμενων εξαρτημάτων είναι σχετικά συνεπές, αλλά υπάρχει μεγάλη απόκλιση από το μέγεθος στόχου. Αντίθετα, εάν τα εξαρτήματα είναι πιο ακριβή αλλά όχι ακριβή, μπορεί να οφείλεται στο ότι η θερμοκρασία του συνεργείου παρουσιάζει σημαντικές διακυμάνσεις σε σχέση με την τυπική θερμοκρασία, με αποτέλεσμα το μέγεθος του εξαρτήματος να φαίνεται διακριτό. διανομή; και εάν το εξάρτημα δεν είναι ούτε ακριβές ούτε ακριβές, αυτό μπορεί να υποδηλώνει ότι η θερμοκρασία του καταστήματος αποκλίνει πολύ από την τυπική θερμοκρασία και παρουσιάζει μεγάλες διακυμάνσεις.
05
Ξεχασμένη προθέρμανση εργαλειομηχανών
Τα εργοστάσια χρησιμοποιούν εργαλειομηχανές CNC ακριβείας για κατεργασία υψηλής ακρίβειας. Είχατε ποτέ αυτή την εμπειρία: όταν το μηχάνημα είναι ενεργοποιημένο κάθε πρωί για επεξεργασία, η ακρίβεια κατεργασίας του πρώτου τεμαχίου είναι συχνά δύσκολο να φτάσει στο ιδανικό επίπεδο. όταν το μηχάνημα είναι ενεργοποιημένο μετά από πολλές διακοπές για την επεξεργασία της πρώτης παρτίδας εξαρτημάτων, η ακρίβεια είναι συχνά χαμηλή. Ο κίνδυνος αστοχίας είναι ιδιαίτερα εμφανής κατά τη διάρκεια σταθερής μηχανικής κατεργασίας υψηλής ακρίβειας, ειδικά όταν πρόκειται για τη διατήρηση της ακρίβειας θέσης.
Μόνο σε περιβάλλον σταθερής θερμοκρασίας και θερμικής ισορροπίας μπορούν οι εργαλειομηχανές να εξασφαλίσουν σταθερή ακρίβεια επεξεργασίας. Για περιπτώσεις όπου απαιτείται κατεργασία και παραγωγή υψηλής ακρίβειας αμέσως μετά την εκκίνηση, η προθέρμανση της εργαλειομηχανής είναι η πιο βασική κατεργασία ακριβείας, κοινή λογική.
εικόνα
Επειδή η θερμοκρασία του άξονα και κάθε άξονας κίνησης της εργαλειομηχανής CNC θα διατηρηθεί σχετικά σε ένα συγκεκριμένο σταθερό επίπεδο μετά τη λειτουργία για ένα χρονικό διάστημα. Ταυτόχρονα, όσο περνά ο χρόνος επεξεργασίας, η θερμική ακρίβεια των εργαλειομηχανών CNC σταδιακά γίνεται σταθερή. Επομένως, είναι πολύ απαραίτητο να προθερμάνετε τον άξονα και τα κινούμενα μέρη πριν εκτελέσετε κατεργασία υψηλής ακρίβειας.
Ωστόσο, πολλά εργοστάσια συχνά αγνοούν ή δεν κατανοούν τον σύνδεσμο προετοιμασίας της «άσκησης προθέρμανσης» των εργαλειομηχανών. Συνιστάται όταν η εργαλειομηχανή είναι σε αδράνεια για περισσότερες από αρκετές ημέρες, συνιστάται η προθέρμανση για περισσότερα από 30 λεπτά πριν από την κατεργασία υψηλής ακρίβειας. εάν η εργαλειομηχανή είναι σε αδράνεια μόνο για λίγες ώρες, συνιστάται επίσης η προθέρμανση για 5-10 λεπτά πριν από την κατεργασία υψηλής ακρίβειας.
Η διαδικασία προθέρμανσης περιλαμβάνει την εργαλειομηχανή που συμμετέχει στην επαναλαμβανόμενη κίνηση του άξονα επεξεργασίας. Είναι καλύτερο να πραγματοποιήσετε σύνδεση πολλαπλών αξόνων. Για παράδειγμα, αφήστε τον άξονα XYZ να μετακινηθεί από την κάτω αριστερή γωνία στην επάνω δεξιά γωνία του συστήματος συντεταγμένων και να μετακινηθεί επανειλημμένα διαγώνια. Αυτή η διαδικασία μπορεί να επιτευχθεί γράφοντας ένα πρόγραμμα μακροεντολής στην εργαλειομηχανή.
Αφού προθερμανθεί πλήρως η εργαλειομηχανή, η εργαλειομηχανή μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία υψηλής ακρίβειας με πλήρη σθένος και θα αποκτήσετε σταθερή και σταθερή ακρίβεια επεξεργασίας.
