Mehaanilise töötlemisega tegelevad inimesed ei taha täpsuse osas lüüasaamist tunnistada. Mõnikord tundub, et mõned inimesed peavad sellest rääkides 1 mikronit töötlemistäpsust lihtsaks. Kuid tegelikult on ülitäpne mehaaniline töötlemine tehniline teema, mida tuleb rangelt käsitleda. Selle artikli eesmärk on anda kõigile põhjalikumad teadmised ülitäpse töötlemise kohta.
01
Põhiline terve mõistus: temperatuurimuutuste mõju materjalidele
Nagu me kõik teame, mõjutavad materjale soojuspaisumine ja kokkutõmbumine. Täppistöötlusel ei tohi temperatuuriprobleeme ignoreerida! Temperatuuride erinevus on täpsuse vaenlane. Kui me ei pööra tähelepanu temperatuuri võtmeküsimusele, siis kuidas saame täpsust põhjalikult arutada? Kuna enamik masinaid on valmistatud terasest ja malmist, muudavad need toatemperatuuri ja masina enda tekitatud soojuse mõjul kuju ja pikkust.
pilt
Materjali soojuspaisumise ja kokkutõmbumise aste sõltub materjali tüübist ja temperatuurimuutuse suurusest. Järgnevalt on toodud terase ja vase paisumistegurite tabel. Võttes näiteks terase, muudab selle joonpaisumine 12 μm meetri kohta, kui temperatuur muutub 1 kraadi võrra. Nende andmete sügav mõistmine on täppistöötluse stabiilsuse tagamiseks ülioluline.
Terase paisumiskoefitsient on näidatud alloleval joonisel:
pilt
Näide:
Töödetaili pikkus: 200 mm
Temperatuuri muutus: 10 kraadi
Laienduse väärtus: 0. 02 mm
Vase paisumistegur on näidatud alloleval joonisel:
pilt
Näide:
Elektroodi pikkus: 200 mm
Temperatuuri muutus: 10 kraadi
Laienemisväärtus: 0,05 mm
02
Temperatuurist põhjustatud tuvastamisviga
Kui toorikud, kontrollinstrumendid ja mõõteriistad on valmistatud erinevatest materjalidest ja ei ole kontrolli ajal standardsetes temperatuuritingimustes, on kõrvalekalded standardtemperatuurist (20 kraadi) alati võtmeteguriks, mis põhjustab kontrollivigu.
pilt
Temperatuurist tingitud tuvastamisviga
Näiteks 100 mm pikkuse terasploki kuumutamine 4 kraadi võrra, näiteks peopesa temperatuuriga, muudab selle pikkust 4,6 μm võrra.
Tasub teada, et ülitäpsete detailide mõõtmisel on vajalikud suurema täpsusega mõõteriistad. Kui mõõteriista või seadme enda täpsusstandard ei ole kõrge, siis kust tulevad ülitäpsed mõõtmistulemused?
pilt
03
Oluline töötlemiskontseptsioon: termilise stabiilsuse säilitamine
Teras: 100 x 30 x 20 mm
Suuruse muutused, kui temperatuur langeb 25 kraadilt 20 kraadile: 25 kraadi juures on suurus 6 μm võrra suurem. Kui temperatuur langeb 20 kraadini, on suurus ainult 0,12 μm võrra suurem. See on termiliselt stabiilne protsess, isegi kui temperatuur langeb kiiresti. Täpsuse säilitamiseks on siiski vaja pikka aega. Suuremad objektid vajavad temperatuuri muutumisel rohkem aega täpsuse ja stabiilsuse taastamiseks.
pilt
Täppistöötluse kogemuseta tehaste puhul süüdistatakse täppistöötlemisel sageli ebastabiilset täpsust seadmete täpsuses. Vastupidi, täppistöötluse kogemusega tehased teavad, et see on kõige elementaarsem arusaam. Nad mõistavad, et termiline tasakaal ümbritseva õhu temperatuuri ja tööpinkide vahel on stabiilse töötlemise täpsuse säilitamiseks ülioluline. Need kogenud tehased mõistavad selgelt, et isegi ülitäpsete tööpinkide puhul on stabiilne töötlemistäpsus võimalik saavutada ainult stabiilse temperatuurikeskkonna ja termilise tasakaalu säilitamisega.
pilt
Termilise stabiilsuse säilitamine on täppistöötluse asendamatu ja oluline kontseptsioon. Mõnel inimesel võib tekkida kahtlus, kas temperatuuri tuleks hoida 20 kraadi või 23 kraadi juures. Kõige kriitilisem on aga tagada sihtväärtuse stabiilsuse säilitamine. Kuigi teoreetilised raamatud soovitavad tavaliselt 20 kraadi, valivad tegelikud töökojad sageli 22-23 kraadi vahel. Keskendutakse temperatuurikõikumiste rangele kontrollile.
04
Õige arusaam töötluse täpsusest ja analüüsist
Üldiselt võib töötlemise täpsuse jagada täpsuseks ja täpsuseks. Allolev pilt on visuaalne illustratsioon.
pilt
Täpsus
See viitab sama varuproovi kasutades korduvate mõõtmiste käigus saadud tulemuste reprodutseeritavusele ja järjepidevusele. Suur täpsus on võimalik, kuid see ei tähenda, et tulemused oleksid täpsed. Näiteks 1 mm pikkuse kasutamisega saadud kolm tulemust on 1,051 mm, 1,053 ja 1,052. Kuigi need on suure täpsusega, on need ebatäpsed.
Täpsus
Viitab saadud mõõtmistulemuste ja tegeliku väärtuse vahelisele lähedusele. Kõrge mõõtmistäpsus tähendab, et süsteemiviga on väike, kui mõõdetud andmete keskmine väärtus erineb tegelikust vähem, kuid kui andmed on hajutatud, st juhusliku vea suurus on ebaselge.
Täpsuse, täpsuse ja temperatuuri seos
Üldiselt võib öelda, et kui töödeldud osad on täpsemad, kuid mitte täpsed, võib põhjus olla selles, et töökoja temperatuur kõigub väikeses vahemikus, kuid standardtemperatuurist on suur kõrvalekalle. Seetõttu on saadud osade suurus suhteliselt ühtlane, kuid sihtsuurusest on suur kõrvalekalle. Vastupidi, kui osad on täpsemad, kuid mitte täpsed, võib põhjus olla selles, et töökoja temperatuur kõigub oluliselt võrreldes standardtemperatuuriga, mistõttu osa suurus näib olevat diskreetne. levitamine; ja kui detail ei ole täpne ega täpne, võib see viidata sellele, et töökoja temperatuur erineb suuresti standardtemperatuurist ja kõigub suurel määral.
05
Unustatud tööpinkide soojendus
Tehased kasutavad ülitäpseks töötlemiseks täppis-CNC-tööpinke. Kas olete kunagi kogenud sellist kogemust: kui masin igal hommikul töötlemiseks sisse lülitatakse, on esimese tüki töötlustäpsust sageli raske ideaaltasemeni jõuda; kui masin pärast pikka puhkust esimese osade partii töötlemiseks sisse lülitatakse, on täpsus sageli halb. Ebaõnnestumise oht on eriti suur stabiilse ja ülitäpse töötlemise ajal, eriti kui on vaja säilitada positsiooni täpsus.
Ainult stabiilse temperatuuriga keskkonnas ja termilises tasakaalus suudavad tööpingid tagada stabiilse töötlemise täpsuse. Olukordades, kus kohe pärast käivitamist on vaja ülitäpset töötlemist ja tootmist, on tööpingi eelsoojendus kõige elementaarsem täppistöötluse terve mõistus.
pilt
Kuna CNC-tööpingi spindli ja iga liikumistelje temperatuur hoitakse pärast mõnda aega töötamist suhteliselt kindlal fikseeritud tasemel. Samal ajal muutub CNC-tööpinkide termiline täpsus töötlemisaja möödudes järk-järgult stabiilseks. Seetõttu on väga vajalik spindli ja liikuvate osade eelsoojendamine enne ülitäpse töötlemise teostamist.
Paljud tehased aga sageli ignoreerivad või ei mõista tööpinkide "soojendusharjutuse" ettevalmistuslüli. Soovitatav on, et kui tööpink seisab kauem kui mitu päeva, on soovitatav enne ülitäpse töötlemist eelkuumutada rohkem kui 30 minutit; kui tööpink on tühikäigul vaid mõne tunni, on soovitatav ka enne ülitäpse töötlemist 5-10 minutit eelsoojendada.
Eelsoojendusprotsess hõlmab tööpinki osalemist töötlemistelje korduvas liikumises. Parim on teha mitmeteljeline ühendamine. Näiteks laske XYZ-teljel liikuda koordinaatsüsteemi vasakust alumisest nurgast paremasse ülanurka ja liikuda korduvalt diagonaalis. Seda protsessi saab saavutada, kirjutades tööpingile makroprogrammi.
Pärast seda, kui tööpink on täielikult eelsoojendatud, saab tööpinki täie hooga ülitäpselt töödelda ning saavutate stabiilse ja ühtlase töötlemistäpsuse.
