Les persones que es dediquen a la indústria de processament sovint tenen un gran desig de guanyar en termes de precisió, com si fos fàcil aconseguir una precisió de processament de nivell μm-. Però, de fet, el processament d'alta-precisió és un camp tècnic rigorós. Molta gent ni tan sols coneix el sentit comú de l'impacte de la temperatura en la precisió, però parlen de precisió, que és realment frustrant! A continuació, aquest article us proporcionarà una ciència popular més completa.
PART 1 Sentit comú bàsic: L'impacte dels canvis de temperatura en els materials Tothom sap que els materials tenen generalment les característiques d'expansió i contracció tèrmica. En el procés de processament de precisió, no s'ha d'ignorar el problema de la temperatura! La diferència de temperatura es pot anomenar "enemic" de la precisió. Si aquest factor clau no es pren seriosament, com podem parlar de precisió? Al cap i a la fi, la majoria de màquines estan fetes d'acer i ferro colat, que canviaran de forma i longitud amb la temperatura ambient i la calor generada per la pròpia màquina. La quantitat de deformació específica del material a causa de l'expansió i la contracció tèrmica depèn de les característiques pròpies del material i del rang de canvi de temperatura. A continuació es mostra una taula de coeficients d'expansió de l'acer i el coure. Prenent l'acer com a exemple, la seva expansió lineal es manifesta com un canvi de 12 μm per metre de longitud quan la temperatura canvia 1 grau. El coeficient d'expansió de l'acer es mostra a la figura següent:
Per exemple: si la longitud de la peça és de 200 mm i la temperatura canvia en 10 graus, el valor d'expansió és de 0,02 mm. El coeficient d'expansió del coure es mostra a la figura següent:
Per exemple: quan la longitud de l'elèctrode és de 200 mm i la temperatura canvia en 10 graus, el valor d'expansió és de 0,05 mm. PART 2 La temperatura provoca errors de detecció Si la peça de treball i l'instrument i el calibre utilitzats per a la detecció estan fets de materials diferents i no es troben sota la temperatura estàndard (20 graus) durant la detecció, la desviació de la temperatura estàndard es convertirà en un factor important en l'error de detecció. Error de detecció causat per la temperatura
Per exemple, prenent com a exemple la detecció, si un mesurador de blocs d'acer de 100 mm de llarg s'escalfa per la temperatura de la palma i la seva temperatura augmenta 4 graus, canviarà de longitud en 4,6 μm. A més, quan es mesuren peces d'alta-precisió, han d'estar disponibles mètodes de mesura-de major precisió. Si l'índex de precisió de l'instrument de mesura o de l'equip en si no és alt, com es pot aconseguir un mesurament d'alta-precisió? PART 3 Concepte de processament important: Mantenir l'estabilitat tèrmica Preneu com a exemple una peça d'acer amb una mida de 100x30x20mm. Quan la temperatura baixa de 25 graus a 20 graus, la seva mida canviarà: a 25 graus, la mida és 6 μm més gran, i quan la temperatura baixa a 20 graus, la mida és només 0,12 μm més gran. Aquest és un procés d'estabilització tèrmica. Fins i tot si la temperatura baixa ràpidament, es necessita una certa quantitat de temps per mantenir una precisió estable. En general, com més gran és l'objecte, més temps es triga a restaurar la precisió estable quan canvia la temperatura.
Algunes fàbriques sense experiència en mecanitzat de precisió sovint atribueixen la causa de la precisió inestable als problemes de precisió dels equips quan es realitzen mecanitzats de precisió. Les fàbriques experimentades saben que el sentit comú bàsic és prestar atenció a l'equilibri tèrmic entre la temperatura ambient i la màquina-eina. Entenen que, fins i tot si la màquina-eina té una alta precisió, l'estabilitat de la precisió del mecanitzat només es pot garantir en un entorn de temperatura estable i un estat d'equilibri tèrmic.
Mantenir l'estabilitat tèrmica és un concepte important que s'ha d'entendre profundament en el mecanitzat de precisió. Algunes persones poden estar enredades en si la temperatura s'ha de mantenir a 20 graus o 23 graus. De fet, la clau és mantenir estable el valor de temperatura objectiu. Teòricament, generalment es requereix que la temperatura sigui de 20 graus, però als tallers reals, la temperatura sol controlar-se a 22 graus ~ 23 graus, sempre que la fluctuació de la temperatura es controli estrictament. PART 4 Comprendre correctament la precisió i l'anàlisi del processament En termes generals, la precisió del processament es pot dividir en precisió i precisió. A través de la figura següent, podem tenir una comprensió més intuïtiva. Precisió (precisió) La precisió fa referència a la reproductibilitat i la coherència entre els resultats obtinguts quan s'utilitza la mateixa mostra de recanvi per a mesures repetides. De vegades, alta precisió no significa alta precisió. Per exemple, els tres resultats obtinguts mesurant amb una longitud d'1 mm com a estàndard són 1,051 mm, 1,053 mm i 1,052 mm respectivament. Tot i que la precisió d'aquest conjunt de dades és alta, no és exacta. Exactitud (Precisió) La precisió es refereix al grau de proximitat entre el resultat de la mesura i el valor real. Quan la precisió de mesura és alta, significa que l'error del sistema és petit i la desviació del valor mitjà de les dades mesurades respecte al valor real és petita, però la discreció de les dades, és a dir, la mida de l'error accidental no és clara. La relació entre precisió, precisió i temperatura sol estar estretament relacionada amb la precisió i l'exactitud. Si la precisió de les peces mecanitzades és alta però la precisió és insuficient, pot ser que la temperatura del taller fluctuï lleugerament però es desviï molt de la temperatura estàndard; si les peces són d'alta precisió però de poca precisió, és probable que la temperatura del taller fluctuï molt, donant lloc a una gran discreció de precisió; si les peces no són precises ni precises, vol dir que la temperatura del taller es desvia molt dels requisits estàndard de temperatura i control. PART 5 Preescalfament oblidat de la màquina-eina Quan utilitzeu màquines-eina CNC de precisió per a un mecanitzat d'alta-precisió a la fàbrica, és possible que hàgiu tingut una experiència així: cada matí, quan la màquina s'encén per a la mecanització, la precisió de mecanitzat del primer producte sovint no és satisfactòria; el primer lot de peces que s'encenen per mecanitzar després d'unes llargues vacances sovint tenen una precisió inestable i la probabilitat de fallada és molt alta quan es realitza un mecanitzat d'alta-precisió, especialment pel que fa a la precisió de la posició. La màquina-eina només pot garantir l'estabilitat de la precisió del mecanitzat en un entorn de temperatura estable i un estat d'equilibri tèrmic. Quan es realitza un mecanitzat d'alta-precisió just després d'encendre la màquina, el preescalfament de la màquina-eina és el sentit comú bàsic per al mecanitzat de precisió. La precisió de mecanitzat varia molt quan la màquina-eina deixa de funcionar durant molt de temps i quan està en equilibri tèrmic. Això es deu al fet que la temperatura de l'eix i cada eix mòbil de la màquina-eina CNC seran relativament estables a un cert nivell després de funcionar durant un període de temps i, a mesura que augmenta el temps de processament, la precisió tèrmica de la màquina-eina CNC s'estabilitzarà gradualment, cosa que demostra plenament la necessitat de preescalfar l'eix i les peces mòbils abans del processament. Tanmateix, moltes fàbriques ignoren l'enllaç de preparació de l'"exercici-escalfament" de les màquines-eina, o fins i tot no en saben res. Si la màquina-eina ha estat inactiva durant més d'uns quants dies, es recomana preescalfar durant més de 30 minuts abans del processament d'alta-precisió; si el temps d'inactivitat només és d'unes poques hores, preescalfeu durant 5 a 10 minuts. Durant el preescalfament, es pot permetre que la màquina-eina participi en el moviment repetit de l'eix de mecanitzat, i és millor realitzar un enllaç multi-eix, com ara moure l'eix XYZ des de la cantonada inferior esquerra del sistema de coordenades a la cantonada superior dreta i caminar repetidament en diagonal. En funcionament real, es pot escriure un programa macro a la màquina-eina per permetre que la màquina-eina realitzi automàticament i repetidament accions de preescalfament. Quan la màquina-eina està completament preescalfada, es pot posar en una producció de processament d'alta-precisió i en aquest moment es pot obtenir una precisió de processament estable i consistent.
