Люди, які займаються механічною обробкою, не хочуть визнавати поразку в точності. Іноді здається, що деякі люди розглядають точність обробки в 1 мікрон як шматок пирога, коли говорять про це. Однак насправді високоточна обробка — це технічна тема, до якої потрібно підходити суворо. Ця стаття має на меті надати кожному більш повні знання про високоточну обробку.
01
Базовий здоровий глузд: вплив зміни температури на матеріали
Як ми всі знаємо, на матеріали впливають теплове розширення та звуження. Під час точної обробки не можна ігнорувати температурні проблеми! Різниця температур — ворог точності. Якщо ми не звертаємо уваги на ключове питання температури, як ми можемо детально обговорювати точність? Оскільки більшість машин виготовлені зі сталі та чавуну, вони змінюють форму та довжину під впливом кімнатної температури та тепла, що виділяється самою машиною.
картина
Ступінь теплового розширення та звуження матеріалу залежить від типу матеріалу та величини зміни температури. Нижче наведено таблицю коефіцієнтів розширення сталі та міді. Якщо взяти сталь як приклад, її лінійне розширення призведе до зміни 12 мкм на метр при зміні температури на 1 градус. Глибоке розуміння цих даних має вирішальне значення для забезпечення стабільності точної обробки.
Коефіцієнт розширення сталі показаний на малюнку нижче:
картина
приклад:
Довжина заготовки: 200 мм
Зміна температури: 10 градусів
Значення розширення: 0. 02 мм
Коефіцієнт розширення міді показаний на малюнку нижче:
картина
приклад:
Довжина електрода: 200 мм
Зміна температури: 10 градусів
Величина розширення: 0,05 мм
02
Помилка визначення через температуру
Коли заготовки, контрольні прилади та вимірювальні прилади виготовлені з різних матеріалів і під час перевірки не перебувають у стандартних температурних умовах, відхилення від стандартної температури (20 градусів) завжди будуть ключовим фактором, що призводить до помилок перевірки.
картина
Помилка виявлення через температуру
Наприклад, нагрівання сталевого блоку довжиною 100 мм на 4 градуси, як температура вашої долоні, призведе до зміни його довжини на 4,6 мкм.
Варто відзначити, що при вимірюванні деталей високої точності необхідно мати вимірювальний інструмент вищої точності. Якщо стандарт точності самого вимірювального приладу чи обладнання невисокий, звідки беруться високоточні результати вимірювань?
картина
03
Важлива концепція обробки: збереження термічної стабільності
Сталь: 100 х 30 х 20 мм
Змінюється розмір, коли температура падає з 25 градусів до 20 градусів: при 25 градусах розмір збільшується на 6 мкм. Коли температура падає до 20 градусів, розмір збільшується лише на 0,12 мкм. Це термічно стабільний процес, навіть якщо температура швидко падає, для підтримки точності все одно потрібен тривалий період часу. Більшим об’єктам потрібно більше часу, щоб відновити точність і стабільність при зміні температури.
картина
На заводах, які не мають досвіду точної обробки, нестабільну точність часто звинувачують у точності обладнання під час виконання прецизійної обробки. Навпаки, заводи з досвідом точної обробки знають, що це найосновніше розуміння. Вони розуміють, що тепловий баланс між температурою навколишнього середовища та станками має вирішальне значення для підтримки стабільної точності обробки. Ці досвідчені фабрики чітко розуміють, що навіть за допомогою високоточних верстатів стабільної точності обробки можна досягти лише шляхом підтримки стабільної температури середовища та теплового балансу.
картина
Підтримка термічної стабільності є незамінною та важливою концепцією точної обробки. У деяких людей можуть виникнути сумніви щодо того, чи потрібно підтримувати температуру 20 градусів чи 23 градуси. Однак найважливішим є забезпечення стабільності цільового значення. Хоча теоретичні підручники зазвичай рекомендують 20 ступенів, на практичних семінарах часто вибирають між 22-23 ступенем. Основна увага приділяється суворому контролю за коливаннями температури.
04
Правильне розуміння точності та аналізу обробки
Взагалі кажучи, точність обробки можна розділити на точність і точність. Малюнок нижче є наочною ілюстрацією.
картина
Точність
Це відноситься до відтворюваності та узгодженості між результатами, отриманими повторними вимірюваннями з використанням того самого запасного зразка. Можна мати високу точність, але це не означає, що результати точні. Наприклад, три результати, отримані за допомогою довжини 1 мм, це 1,051 мм, 1,053 і 1,052. Хоча вони мають високу точність, вони неточні.
Точність
Відноситься до близькості між отриманими результатами вимірювань і справжнім значенням. Висока точність вимірювання означає, що системна похибка мала, коли середнє значення виміряних даних менше відхиляється від справжнього значення, але коли дані розкидані, тобто розмір випадкової похибки неясний.
Зв'язок між прецизійністю, точністю та температурою
Загалом, якщо оброблені деталі точніші, але не точні, це може бути тому, що температура в майстерні коливається в невеликому діапазоні, але є велике відхилення від стандартної температури. Таким чином, розмір отриманих деталей відносно постійний, але є велике відхилення від цільового розміру. Навпаки, якщо деталі більш точні, але не точні, це може бути тому, що температура в майстерні значно коливається відносно стандартної температури, через що розмір деталі виглядає дискретним. розподіл; і якщо деталь не є ні точною, ні точною, це може означати, що температура в цеху значно відхиляється від стандартної температури та сильно коливається.
05
Розминка забутого верстата
Заводи використовують прецизійні верстати з ЧПК для високоточної обробки. Чи був у вас такий досвід: коли машину щоранку вмикають для обробки, точність обробки першого шматка часто важко досягти ідеального рівня; коли машину вмикають після тривалої відпустки для обробки першої партії деталей, точність часто низька. Ризик відмови особливо помітний під час стабільної високоточної обробки, особливо коли мова йде про підтримку точності позиціонування.
Тільки в стабільному температурному середовищі і тепловому балансі верстати можуть забезпечити стабільну точність обробки. У ситуаціях, коли потрібна високоточна обробка та виробництво відразу після запуску, попередній нагрів верстата є основним здоровим глуздом для точної обробки.
картина
Тому що температура шпинделя та кожної осі руху верстата з ЧПК буде відносно підтримуватися на певному фіксованому рівні після роботи протягом певного періоду часу. У той же час, у міру того, як проходить час обробки, термічна точність верстатів з ЧПК поступово стає стабільною. Тому дуже необхідно попередньо розігріти шпиндель і рухомі частини перед виконанням високоточної обробки.
Однак багато заводів часто ігнорують або не розуміють ланки підготовки «розминки» верстатів. Рекомендується, щоб коли верстат простоював більше кількох днів, перед високоточною обробкою рекомендується попередньо прогріти його протягом більше 30 хвилин; якщо верстат простоює лише кілька годин, також рекомендується попередньо прогріти протягом 5-10 хвилин перед високоточною обробкою.
Процес попереднього нагрівання передбачає участь верстата в багаторазовому русі осі обробки. Найкраще виконувати багатоосьову навішку. Наприклад, нехай вісь XYZ переміщається від нижнього лівого кута до верхнього правого кута системи координат і кілька разів переміщається по діагоналі. Цей процес може бути досягнутий шляхом написання макропрограми на верстаті.
Після повного попереднього нагріву верстата його можна запустити у високоточну обробку з повною енергією, і ви отримаєте стабільну та постійну точність обробки.
