Folk, der er engageret i bearbejdning, er uvillige til at indrømme nederlag, når det kommer til nøjagtighed. Nogle gange ser nogle mennesker ud til at betragte 1 mikron behandlingsnøjagtighed som et stykke kage, når de taler om det. Men faktisk er højpræcisionsbearbejdning et teknisk emne, der skal behandles strengt. Denne artikel har til formål at give alle en mere omfattende viden om højpræcisionsbearbejdning.
01
Grundlæggende sund fornuft: virkningen af temperaturændringer på materialer
Som vi alle ved, påvirkes materialer af termisk udvidelse og sammentrækning. Ved præcisionsbearbejdning må temperaturproblemer ikke ignoreres! Temperaturforskel er nemesis af nøjagtighed. Hvis vi ikke er opmærksomme på det centrale spørgsmål om temperatur, hvordan kan vi så diskutere nøjagtighed i dybden? Da de fleste maskiner er lavet af stål og støbejern, ændrer de form og længde under indflydelse af stuetemperatur og den varme, som maskinen selv genererer.
billede
Graden af termisk udvidelse og sammentrækning af et materiale afhænger af typen af materiale og størrelsen af temperaturændringen. Det følgende giver en tabel over udvidelseskoefficienter for stål og kobber. Tager man stål som et eksempel, vil dets lineære ekspansion producere en ændring på 12μm pr. meter, når temperaturen ændres med 1 grad. En dyb forståelse af disse data er afgørende for at sikre stabiliteten af præcisionsbearbejdning.
Udvidelseskoefficienten for stål er vist i figuren nedenfor:
billede
Eksempel:
Arbejdsstykkelængde: 200 mm
Temperaturændring: 10 grader
Udvidelsesværdi: 0. 02 mm
Ekspansionskoefficienten for kobber er vist i figuren nedenfor:
billede
Eksempel:
Elektrodelængde: 200 mm
Temperaturændring: 10 grader
Udvidelsesværdi: 0,05 mm
02
Registreringsfejl forårsaget af temperatur
Når emner, inspektionsinstrumenter og målere er lavet af forskellige materialer og ikke er under standard temperaturforhold under inspektion, vil afvigelser fra standardtemperaturen (20 grader) altid være en nøglefaktor, der fører til inspektionsfejl.
billede
Registreringsfejl på grund af temperatur
For eksempel vil opvarmning af en 100 mm lang stålblok med 4 grader, såsom temperaturen i din håndflade, få dens længde til at ændre sig med 4,6 μm.
Det er værd at bemærke, at ved måling af højpræcisionsdele er det nødvendigt at have højere præcisionsmåleværktøjer. Hvis nøjagtighedsstandarden for selve måleinstrumentet eller udstyret ikke er høj, hvor kommer højpræcisionsmåleresultater så fra?
billede
03
Vigtigt forarbejdningskoncept: opretholdelse af termisk stabilitet
Stål: 100 x 30 x 20 mm
Ændringer i størrelse, når temperaturen falder fra 25 grader til 20 grader: Ved 25 grader er størrelsen 6μm større. Når temperaturen falder til 20 grader, er størrelsen kun større med 0,12μm. Dette er en termisk stabil proces, selvom temperaturen falder hurtigt. Der kræves stadig et længere tidsrum for at opretholde nøjagtigheden. Større genstande kræver mere tid for at genvinde nøjagtighed og stabilitet, når temperaturen ændres.
billede
For fabrikker uden erfaring med præcisionsbearbejdning er ustabil præcision ofte skyld i udstyrets nøjagtighed, når der udføres præcisionsbearbejdning. Tværtimod ved fabrikker med erfaring med præcisionsbearbejdning, at dette er den mest grundlæggende forståelse. De forstår, at den termiske balance mellem omgivelsestemperatur og værktøjsmaskiner er afgørende for at opretholde en stabil bearbejdningsnøjagtighed. Disse erfarne fabrikker forstår tydeligt, at selv med højpræcisionsværktøjsmaskiner kan stabil behandlingsnøjagtighed kun opnås ved at opretholde et stabilt temperaturmiljø og termisk balance.
billede
Opretholdelse af termisk stabilitet er et uundværligt og vigtigt koncept inden for præcisionsbearbejdning. Nogle mennesker kan være i tvivl om, hvorvidt temperaturen skal holdes på 20 grader eller 23 grader. Det mest kritiske er dog at sikre, at stabiliteten af en målværdi kan opretholdes. Selvom teoretiske bøger normalt anbefaler 20 grader, vælger egentlige workshops ofte mellem 22-23 grader. Fokus er på streng kontrol af temperaturudsving.
04
Korrekt forståelse af bearbejdningsnøjagtighed og analyse
Generelt kan bearbejdningsnøjagtighed opdeles i præcision og præcision. Billedet nedenfor er en visuel illustration.
billede
Præcision
Det refererer til reproducerbarheden og konsistensen mellem resultaterne opnået ved gentagne målinger med den samme reserveprøve. Det er muligt at have høj præcision, men det betyder ikke, at resultaterne er nøjagtige. For eksempel er de tre resultater opnået ved at bruge en længde på 1 mm 1,051 mm, 1,053 og 1,052. Selvom de har høj præcision, er de unøjagtige.
Nøjagtighed
Henviser til tætheden mellem de opnåede måleresultater og den sande værdi. Høj målenøjagtighed betyder, at systemfejlen er lille, når gennemsnitsværdien af de målte data afviger mindre fra den sande værdi, men når dataene er spredt, dvs. størrelsen af den utilsigtede fejl er uklar.
Sammenhæng mellem præcision, nøjagtighed og temperatur
Generelt, hvis de bearbejdede dele er mere præcise, men ikke nøjagtige, kan det skyldes, at værkstedstemperaturen svinger inden for et lille område, men der er en stor afvigelse fra standardtemperaturen. Derfor er størrelsen af de opnåede dele relativt konsistent, men der er en stor afvigelse fra målstørrelsen. Tværtimod, hvis delene er mere nøjagtige, men ikke præcise, kan det skyldes, at værkstedstemperaturen svinger betydeligt i forhold til standardtemperaturen, hvilket får delstørrelsen til at fremstå diskret. fordeling; og hvis delen hverken er præcis eller nøjagtig, kan det tyde på, at butikstemperaturen afviger meget fra standardtemperaturen og svinger meget.
05
Glemt værktøjsopvarmning
Fabrikker bruger præcisions-CNC-værktøjsmaskiner til højpræcisionsbearbejdning. Har du nogensinde haft denne oplevelse: Når maskinen tændes hver morgen til bearbejdning, er bearbejdningsnøjagtigheden af det første stykke ofte svært at nå det ideelle niveau; når maskinen tændes efter en lang ferie for at behandle det første parti dele, er nøjagtigheden ofte ringe. Risikoen for fejl er særligt fremtrædende under stabil højpræcisionsbearbejdning, især når det kommer til at opretholde positionsnøjagtighed.
Kun i et stabilt temperaturmiljø og termisk balance kan værktøjsmaskiner sikre stabil behandlingsnøjagtighed. I situationer, hvor højpræcisionsbearbejdning og produktion er påkrævet umiddelbart efter opstart, er forvarmning af værktøjsmaskinen den mest grundlæggende præcisionsbearbejdning, sund fornuft.
billede
Fordi temperaturen på spindlen og hver bevægelsesakse af CNC-værktøjsmaskinen vil blive relativt opretholdt på et bestemt fast niveau efter at have kørt i en periode. Samtidig, som behandlingstiden går, bliver den termiske nøjagtighed af CNC-værktøjsmaskiner gradvist stabil. Derfor er det meget nødvendigt at forvarme spindlen og bevægelige dele, før der udføres højpræcisionsbearbejdning.
Mange fabrikker ignorerer dog ofte eller forstår ikke forberedelsesforbindelsen til "opvarmningsøvelser" af værktøjsmaskiner. Det anbefales, at når værktøjsmaskinen er inaktiv i mere end flere dage, anbefales det at forvarme i mere end 30 minutter før højpræcisionsbearbejdning; hvis værktøjsmaskinen kun er inaktiv i et par timer, anbefales det også at forvarme i 5-10 minutter før højpræcisionsbearbejdning.
Forvarmningsprocessen involverer, at værktøjsmaskinen deltager i den gentagne bevægelse af bearbejdningsaksen. Det er bedst at udføre multi-akse kobling. Lad f.eks. XYZ-aksen bevæge sig fra det nederste venstre hjørne til det øverste højre hjørne af koordinatsystemet, og bevæg dig gentagne gange diagonalt. Denne proces kan opnås ved at skrive et makroprogram på værktøjsmaskinen.
Efter at værktøjsmaskinen er blevet helt forvarmet, kan værktøjsmaskinen sættes i højpræcisionsbehandling med fuld kraft, og du vil opnå stabil og ensartet bearbejdningsnøjagtighed.
