Les persones que es dediquen a la mecanització no estan disposades a admetre la derrota quan es tracta de precisió. De vegades, algunes persones semblen considerar la precisió de processament d'1 micra com un tros de pastís quan en parlen. Tanmateix, de fet, el mecanitzat d'alta precisió és un tema tècnic que cal tractar amb rigor. Aquest article pretén oferir a tothom un coneixement més exhaustiu del mecanitzat d'alta precisió.
01
Sentit comú bàsic: l'efecte dels canvis de temperatura sobre els materials
Com tots sabem, els materials es veuen afectats per l'expansió i la contracció tèrmica. En el mecanitzat de precisió, els problemes de temperatura no s'han de ignorar! La diferència de temperatura és la némesi de la precisió. Si no prestem atenció a la qüestió clau de la temperatura, com podem parlar de la precisió en profunditat? Com que la majoria de màquines estan fetes d'acer i ferro colat, canvien de forma i longitud sota la influència de la temperatura ambient i de la calor generada per la pròpia màquina.
imatge
El grau d'expansió i contracció tèrmica d'un material depèn del tipus de material i de la magnitud del canvi de temperatura. A continuació es proporciona una taula de coeficients d'expansió d'acer i coure. Prenent l'acer com a exemple, la seva expansió lineal produirà un canvi de 12 μm per metre quan la temperatura canvia 1 grau. Una comprensió profunda d'aquestes dades és fonamental per garantir l'estabilitat del mecanitzat de precisió.
El coeficient d'expansió de l'acer es mostra a la figura següent:
imatge
Exemple:
Longitud de la peça: 200 mm
Canvi de temperatura: 10 graus
Valor d'expansió: 0. 02 mm
El coeficient d'expansió del coure es mostra a la figura següent:
imatge
Exemple:
Longitud de l'elèctrode: 200 mm
Canvi de temperatura: 10 graus
Valor d'expansió: 0,05 mm
02
Error de detecció causat per la temperatura
Quan les peces de treball, els instruments d'inspecció i els indicadors estan fets de materials diferents i no es troben en condicions de temperatura estàndard durant la inspecció, les desviacions de la temperatura estàndard (20 graus) sempre seran un factor clau que condueixi a errors d'inspecció.
imatge
Error de detecció a causa de la temperatura
Per exemple, escalfar un bloc d'acer de 100 mm de llarg en 4 graus, com ara la temperatura del palmell de la mà, farà que la seva longitud canviï en 4,6 μm.
Val la pena assenyalar que quan es mesuren peces d'alta precisió, cal disposar d'eines de mesura de major precisió. Si l'estàndard de precisió de l'instrument o equip de mesura no és alt, d'on provenen els resultats de mesura d'alta precisió?
imatge
03
Concepte de processament important: mantenir l'estabilitat tèrmica
Acer: 100 x 30 x 20 mm
Canvis de mida quan la temperatura baixa de 25 graus a 20 graus: a 25 graus, la mida és més gran en 6 μm. Quan la temperatura baixa a 20 graus, la mida només és més gran en 0,12 μm. Aquest és un procés tèrmicament estable, fins i tot si la temperatura baixa ràpidament, encara es requereix un període de temps sostingut per mantenir la precisió. Els objectes més grans requereixen més temps per recuperar la precisió i l'estabilitat quan canvia la temperatura.
imatge
Per a les fàbriques sense experiència en mecanitzat de precisió, la precisió inestable sovint es culpa de la precisió de l'equip quan es realitza un mecanitzat de precisió. Al contrari, les fàbriques amb experiència en mecanitzat de precisió saben que aquesta és la comprensió més bàsica. Entenen que l'equilibri tèrmic entre la temperatura ambient i les màquines-eina és fonamental per mantenir una precisió de mecanitzat estable. Aquestes fàbriques experimentades entenen clarament que fins i tot amb màquines-eina d'alta precisió, només es pot aconseguir una precisió de processament estable mantenint un ambient de temperatura estable i un equilibri tèrmic.
imatge
Mantenir l'estabilitat tèrmica és un concepte indispensable i important en el mecanitzat de precisió. Algunes persones poden tenir dubtes sobre si la temperatura s'ha de mantenir a 20 graus o 23 graus. Tanmateix, el més crític és garantir que es pugui mantenir l'estabilitat d'un valor objectiu. Tot i que els llibres teòrics solen recomanar 20 graus , els tallers reals solen triar entre 22-23 grau . L'objectiu és controlar estrictament les fluctuacions de temperatura.
04
Comprensió correcta de la precisió i l'anàlisi del mecanitzat
En termes generals, la precisió de mecanitzat es pot dividir en precisió i precisió. La imatge següent és una il·lustració visual.
imatge
Precisió
Es refereix a la reproductibilitat i la coherència entre els resultats obtinguts mitjançant mesures repetides utilitzant la mateixa mostra de recanvi. És possible tenir una alta precisió, però això no vol dir que els resultats siguin precisos. Per exemple, els tres resultats obtinguts utilitzant una longitud d'1 mm són 1,051 mm, 1,053 i 1,052. Tot i que tenen una alta precisió, són inexactes.
Precisió
Es refereix a la proximitat entre els resultats de mesura obtinguts i el valor real. Una alta precisió de mesura significa que l'error del sistema és petit, quan el valor mitjà de les dades mesurades es desvia menys del valor real, però quan les dades estan disperses, és a dir, la mida de l'error accidental no està clara.
Relació entre precisió, exactitud i temperatura
En termes generals, si les peces mecanitzades són més precises però no precises, pot ser que la temperatura del taller fluctuï dins d'un rang petit, però hi ha una gran desviació de la temperatura estàndard. Per tant, la mida de les peces obtingudes és relativament consistent, però hi ha una gran desviació de la mida objectiu. Per contra, si les peces són més precises però no precises, pot ser que la temperatura del taller fluctua significativament en relació a la temperatura estàndard, fent que la mida de la peça sembli discreta. distribució; i si la peça no és precisa ni precisa, això pot indicar que la temperatura de la botiga es desvia molt de la temperatura estàndard i fluctua àmpliament.
05
Escalfament de màquina-eina oblidat
Les fàbriques utilitzen màquines-eina CNC de precisió per a un mecanitzat d'alta precisió. Alguna vegada has tingut aquesta experiència: quan la màquina s'encén cada matí per al seu processament, la precisió de mecanitzat de la primera peça sovint és difícil d'assolir el nivell ideal; Quan la màquina s'encén després d'unes llargues vacances per processar el primer lot de peces, la precisió sovint és deficient. El risc de fallada és especialment important durant el mecanitzat estable i d'alta precisió, especialment quan es tracta de mantenir la precisió de posició.
Només en un ambient de temperatura estable i un equilibri tèrmic, les màquines-eina poden garantir una precisió de processament estable. Per a situacions en què es requereix un mecanitzat i una producció d'alta precisió immediatament després de la posada en marxa, el preescalfament de la màquina-eina és el sentit comú de mecanitzat de precisió més bàsic.
imatge
Com que la temperatura de l'eix i de cada eix de moviment de la màquina-eina CNC es mantindran relativament a un determinat nivell fix després de funcionar durant un període de temps. Al mateix temps, a mesura que passa el temps de processament, la precisió tèrmica de les màquines eina CNC es torna estable gradualment. Per tant, és molt necessari preescalfar el cargol i les peces mòbils abans de realitzar un mecanitzat d'alta precisió.
No obstant això, moltes fàbriques sovint ignoren o no entenen l'enllaç de preparació de "exercici d'escalfament" de màquines-eina. Es recomana que quan la màquina-eina estigui inactiva durant més de diversos dies, es recomana preescalfar durant més de 30 minuts abans del mecanitzat d'alta precisió; si la màquina-eina està inactiva només unes poques hores, també es recomana preescalfar durant 5-10 minuts abans del mecanitzat d'alta precisió.
El procés de preescalfament implica la participació de la màquina-eina en el moviment repetit de l'eix de processament. El millor és dur a terme un enllaç multi-eix. Per exemple, deixeu que l'eix XYZ es mogui de la cantonada inferior esquerra a la cantonada superior dreta del sistema de coordenades i es mogui repetidament en diagonal. Aquest procés es pot aconseguir escrivint un programa macro a la màquina-eina.
Després que la màquina-eina s'hagi preescalfat completament, la màquina-eina es pot posar en un processament d'alta precisió amb tot vigor i obtindreu una precisió de processament estable i constant.
