Jako robot je každodenní obrábění neoddělitelné od přesnosti, ale opravdu rozumíte přesnosti obrábění? Dnes vám editor podrobně vyloží přesnost obrábění!
Přesnost obrábění je míra, do jaké tři geometrické parametry skutečné velikosti, tvaru a polohy povrchu obráběné součásti odpovídají ideálním geometrickým parametrům požadovaným výkresem. Ideální geometrické parametry, pokud jde o velikost, jsou průměrná velikost; z hlediska geometrie plochy jsou to absolutní kružnice, válce, roviny, kužely a přímky atd.; z hlediska vzájemných poloh mezi plochami jsou to absolutní rovnoběžnost, vertikální, koaxiální, symetrická atd. Odchylka mezi skutečnými geometrickými parametry součásti a ideálními geometrickými parametry se nazývá chyba obrábění.
Úvod do přesnosti obrábění
Přesnost obrábění se používá především k výrobě výrobků a jak přesnost obrábění, tak chyba obrábění jsou pojmy pro hodnocení geometrických parametrů obrobené plochy. Přesnost obrábění je měřena toleranční třídou, čím menší je hodnota třídy, tím vyšší je přesnost; chyba obrábění je vyjádřena číselnou hodnotou, čím větší číselná hodnota, tím větší chyba. Vysoká přesnost obrábění znamená malou chybu obrábění a naopak.
Existují 2 0 stupně tolerance od IT01, IT0, IT1, IT2, IT3 až IT18. Mezi nimi IT01 představuje nejvyšší přesnost zpracování součásti a IT18 představuje nejnižší přesnost zpracování součásti. Obecně lze říci, že IT7 a IT8 mají střední přesnost zpracování. úroveň.
Skutečné parametry získané jakoukoli metodou zpracování nebudou absolutně přesné. Z hlediska funkce součásti, pokud je chyba zpracování v tolerančním rozsahu požadovaném výkresem součásti, je přesnost zpracování považována za zaručenou.
obrázek
Rozdíl mezi přesností a přesností:
1. Přesnost
Týká se stupně podobnosti mezi získanými výsledky měření a skutečnou hodnotou. Vysoká přesnost měření znamená, že systematická chyba je malá. V tomto okamžiku se průměrná hodnota naměřených dat odchyluje od skutečné hodnoty méně, ale data jsou rozptýlená, to znamená, že velikost náhodné chyby není jasná.
2. Přesnost
Odkazuje na reprodukovatelnost a konzistenci mezi výsledky získanými opakovanými měřeními se stejným náhradním vzorkem. Je možné dosáhnout vysoké přesnosti, ale přesnost není přesná. Například tři výsledky získané při použití délky 1 mm pro měření jsou 1,051 mm, 1,053 a 1,052, v tomto pořadí. Přestože mají vysokou přesnost, nejsou přesné.
Přesnost znamená správnost výsledků měření, přesnost znamená opakovatelnost a reprodukovatelnost výsledků měření, přesnost je předpokladem přesnosti.
související informace
1. Rozměrová přesnost
Vztahuje se na stupeň shody mezi skutečnou velikostí zpracovávaného dílu a středem toleranční zóny velikosti dílu.
2. Tvarová přesnost
Vztahuje se na míru shody mezi skutečným geometrickým tvarem povrchu zpracovávané součásti a ideálním geometrickým tvarem.
3. Přesnost polohy
Odkazuje na rozdíl v přesnosti skutečné polohy mezi příslušnými povrchy obráběných součástí.
4. Vzájemné vztahy
Obvykle při navrhování strojních součástí a specifikaci přesnosti obrábění dílů je třeba věnovat pozornost kontrole tvarové chyby v rámci tolerance polohy a chyba polohy by měla být menší než tolerance velikosti. To znamená, že pro přesné díly nebo důležité povrchy dílů by požadavky na přesnost tvaru měly být vyšší než požadavky na přesnost polohy a požadavky na přesnost polohy by měly být vyšší než požadavky na přesnost rozměrů.
Metody zlepšování přesnosti obrábění
1. Upravte procesní systém
úprava zkušebního řezu
Zkušební řezání - měření velikosti - úprava řezného množství nástroje - řezání - řezání znovu a tak dále, dokud není dosaženo požadované velikosti. Tato metoda má nízkou efektivitu výroby a používá se především pro kusovou a malosériovou výrobu.
způsob úpravy
Požadovaná velikost se získá přednastavením vzájemných poloh obráběcího stroje, upínače, obrobku a nástroje. Tato metoda má vysokou produktivitu a používá se hlavně pro hromadnou výrobu.
2. Snižte chyby stroje
1) Zlepšete výrobní přesnost dílů hlavního hřídele
Přesnost otáčení ložiska by se měla zlepšit:
① Používejte vysoce přesná valivá ložiska;
②Přijměte vysoce přesné multi-olejové klínové dynamické tlakové ložisko;
③Použití vysoce přesných hydrostatických ložisek
Přesnost kování s ložiskem by se měla zlepšit:
① Zlepšete přesnost obrábění nosného otvoru skříně a čepu vřetena;
② Zlepšete přesnost obrábění povrchu, který odpovídá ložisku;
③Změřte a upravte rozsah radiálního házení odpovídajících dílů pro kompenzaci nebo kompenzaci chyby.
2) Řádně předepnout valivé ložisko
①Mezeru lze odstranit;
②Zvýšení tuhosti ložiska;
③ Chyba homogenizace valivých těles.
3) Zajistěte, aby se přesnost otáčení vřetena neodrážela na obrobku.
3. Snižte chybu převodu převodového řetězce
1) Počet převodových dílů je malý, převodový řetězec je krátký a přesnost převodu je vysoká;
2) Použití převodovky se sníženou rychlostí (tj<1) is an important principle to ensure transmission accuracy, and the closer to the end of the transmission pair, the smaller the transmission ratio should be;
3) Přesnost koncovky by měla být vyšší než u jiných dílů převodovky.
4. Snižte opotřebení nástroje
Rozměrové opotřebení nástroje musí být přeostřeno dříve, než dosáhne fáze ostrého opotřebení
5. Snižte napětí a deformaci procesního systému
Hlavně od:
(1) Zlepšit tuhost systému, zejména tuhost slabých článků v procesním systému;
(2) Snižte zatížení a jeho kolísání.
Zvyšte tuhost systému:
(1) Rozumný konstrukční návrh
1) Minimalizujte počet spojovacích ploch;
2) Zabránit výskytu lokálních spojů s nízkou tuhostí;
3) Struktura a tvar průřezu základu a podpěry by měly být zvoleny rozumně.
(2) Zlepšete kontaktní tuhost spojovací plochy
1) Zlepšit kvalitu povrchu spoje mezi díly v součástech obráběcích strojů;
2) Předepněte součásti obráběcího stroje;
3) Zlepšit přesnost referenční roviny polohování obrobku a snížit hodnotu drsnosti jeho povrchu.
(3) Přijměte přiměřené metody upínání a polohování
Snížená zátěž a její variace:
(1) Přiměřeně zvolte geometrické parametry a řezné množství nástroje pro snížení řezné síly;
(2) Seskupte polotovary a snažte se, aby byly povolenky na zpracování polotovarů během seřizování jednotné.
6. Snižte tepelnou deformaci procesního systému
(1) Snižte ohřev zdrojů tepla a izolujte zdroje tepla
1) Použijte menší množství řezu;
2) Pokud je požadována vysoká přesnost dílů, oddělte hrubovací a dokončovací obráběcí procesy;
3) Co nejvíce oddělit zdroj tepla od obráběcího stroje, aby se snížila tepelná deformace obráběcího stroje;
4) U neoddělitelných zdrojů tepla, jako jsou ložiska vřetena, páry šroubových matic, páry vysokorychlostních vodicích kolejnic atd., zlepšit jejich třecí vlastnosti z hlediska struktury a mazání, snížit tvorbu tepla nebo použít tepelně izolační materiály;
5) Použijte nucené chlazení vzduchem, vodní chlazení a další opatření pro odvod tepla.
(2) Rovnovážné teplotní pole
(3) Přijměte přiměřenou strukturu součástí obráběcího stroje a měřítko montáže
1) Přijetí tepelně symetrické struktury – v převodovce jsou hřídele, ložiska, převodová kola atd. uspořádány symetricky, což může zajistit rovnoměrný nárůst teploty stěny skříně a snížit deformaci skříně;
2) Přiměřeně zvolte vztažný bod montáže dílů obráběcího stroje.
(4) Zrychlete, abyste dosáhli rovnováhy přenosu tepla;
(5) Ovládejte okolní teplotu.
7. Snižte zbytkové napětí
(1) Zvyšte proces tepelného zpracování, abyste odstranili vnitřní napětí;
(2) Uspořádejte proces rozumně.
Faktory ovlivňující přesnost obrábění
1. Chyba principu zpracování
Chyba principu obrábění se týká chyby způsobené použitím přibližného profilu čepele nebo přibližného převodového vztahu pro zpracování. Chyby principu zpracování se většinou objevují při zpracování závitů, ozubených kol a složitých zakřivených povrchů.
Například ozubená odvalovací fréza používaná pro zpracování evolventních ozubených kol, aby se usnadnila výroba odvalovacích fréz, používá základní šnek Archimédes nebo základní šnek s normálním přímým profilem namísto evolventního základního šneku, takže tvar zubů evolventního ozubení může způsobit chybu. Dalším příkladem je otáčení modulového šneku, protože stoupání šneku se rovná stoupání šnekového kola (tj. mπ), kde m je modul a π je iracionální číslo, ale počet zubů náhrady ozubené kolo soustruhu je omezené, zvolte náhradní ozubené kolo Když lze π vypočítat pouze jako přibližnou zlomkovou hodnotu (π=3.1415), způsobí to nepřesnost nástroje pro pohyb tváření obrobku (spirálový pohyb) , což má za následek chybu pitch.
Při zpracování se přibližné zpracování obecně používá ke zlepšení produktivity a hospodárnosti za předpokladu, že teoretická chyba může splnit požadavky na přesnost zpracování (<=10%-15% dimensional tolerance).
2. Chyba nastavení
Chybou seřízení obráběcího stroje se rozumí chyba způsobená nepřesným seřízením.
3. Chyba obráběcího stroje
Chybou obráběcího stroje se rozumí výrobní chyba, chyba instalace a opotřebení obráběcího stroje. Zahrnuje především chybu vedení vodicí kolejnice obráběcího stroje, chybu otáčení vřetena obráběcího stroje a chybu převodu převodového řetězu obráběcího stroje.
(1) Chyba vedení vodicí kolejnice obráběcího stroje
1) Přesnost vedení vodicí kolejnice - míra shody mezi skutečným směrem pohybu pohyblivých částí dvojice vodicích kolejnic a ideálním směrem pohybu. zahrnují především:
① Přímost Δy vodicí kolejnice v horizontální rovině a přímost Δz ve vertikální rovině (ohyb);
② Paralelnost (deformace) předních a zadních vodicích lišt;
③ Chyba rovnoběžnosti nebo chyba kolmosti vodicí kolejnice k ose otáčení hlavního hřídele v horizontální rovině a ve vertikální rovině.
2) Vliv přesnosti vedení vodicí lišty na proces řezání zohledňuje především relativní posunutí mezi nástrojem a obrobkem ve směru citlivém na chyby způsobené chybou vodicí lišty. Během soustružení je směr citlivý na chybu vodorovný směr a chybu obrábění způsobenou chybou vedení způsobenou vertikálním směrem lze ignorovat; při vyvrtávání se směr citlivý na chybu mění s otáčením nástroje; při hoblování je směr citlivý na chyby svislý a vodicí kolejnice lože Přímost ve svislé rovině způsobuje chyby v přímosti a rovinnosti obrobené plochy.
(2) Chyba otáčení vřetena obráběcího stroje
Rotační chyba vřetena obráběcího stroje se vztahuje k odchylce skutečné rotační osy od ideální rotační osy. Zahrnuje především kruhové házení čelní plochy vřetena, radiální kruhové házení vřetena a výkyv úhlu sklonu geometrické osy vřetena.
1) Vliv házení čelní plochy vřetena na přesnost obrábění:
①Žádný účinek při zpracování válcového povrchu;
② Při soustružení a vyvrtávání čelní plochy dojde k chybě v kolmosti mezi čelní plochou a osou válcové plochy nebo k chybě v rovinnosti čelní plochy;
③Během zpracování závitu dojde k chybě cyklu stoupání.
2) Vliv radiálního házení vřetena na přesnost obrábění:
①Pokud se chyba radiální rotace projevuje jednoduchým harmonickým lineárním pohybem skutečné osy ve směru souřadnic osy y, otvor vyvrtaný vyvrtávačkou je eliptický otvor a chyba kruhovitosti je amplituda radiálního kruhového házení; zatímco díra vytvořená soustruhem nemá žádný účinek;
②Pokud se geometrická osa vřetena pohybuje excentricky, lze získat kruh, jehož poloměr je vzdálenost od hrotu nástroje k průměrné ose, bez ohledu na soustružení nebo vyvrtávání.
3) Vliv výkyvu úhlu sklonu geometrické osy vřetena na přesnost obrábění:
① Kuželová trajektorie geometrické osy tvořící určitý kuželový úhel v prostoru vzhledem k průměrné ose je ekvivalentní excentrickému pohybu geometrické osy kolem průměrné osy z pohledu každého úseku a hodnoty excentricity se liší od axiální perspektiva;
② Geometrická osa se houpe v určité rovině, což je ekvivalentní jednoduchému harmonickému lineárnímu pohybu skutečné osy v rovině z pohledu každého řezu, a amplitudy skoků jsou různé na různých místech při pohledu z axiálního směru;
③Ve skutečnosti je výkyv sklonu geometrické osy vřetena superpozicí výše uvedených dvou.
(3) Chyba převodu převodového řetězu obráběcího stroje
Chyba převodu převodového řetězu obráběcího stroje se týká relativní chyby pohybu mezi převodovými prvky na prvním a posledním konci převodového řetězu.
1) Výrobní chyba a opotřebení přípravku
Chyba přípravku se týká hlavně:
①Výrobní chyby polohovacích součástí, součástí vodítek nástrojů, indexovacích mechanismů, těles svěrek atd.;
② Poté, co je přípravek sestaven, relativní chyba velikosti mezi pracovními povrchy výše uvedených různých součástí;
③Oděr pracovní plochy svítidla během používání.
2) Výrobní chyby a opotřebení nástrojů
Vliv chyb nástroje na přesnost obrábění se liší v závislosti na typu nástroje.
① Rozměrová přesnost nástrojů pevné velikosti (jako jsou vrtáky, výstružníky, frézy s drážkou pro pero a kruhové protahovače atd.) přímo ovlivňuje rozměrovou přesnost obrobku.
② Přesnost tvaru tvářecích nástrojů (jako jsou tvářecí soustružnické nástroje, tvářecí frézy, tvářecí brusné kotouče atd.) přímo ovlivní přesnost tvaru obrobků.
③Chyba tvaru ostří generovaných nástrojů (jako jsou frézy na ozubení, drážkované frézy, nástroje na tvarování ozubených kol atd.) ovlivní přesnost tvaru obrobeného povrchu.
④ U obecných nástrojů (jako jsou soustružnické nástroje, vyvrtávací nástroje, frézy) nemá přesnost výroby přímý vliv na přesnost obrábění, ale nástroje se snadno nosí.
3) Nucená deformace procesního systému
Procesní systém bude deformován působením řezné síly, upínací síly, gravitace a setrvačné síly atd., čímž dojde ke zničení vzájemného polohového vztahu mezi komponenty nastavovaného procesního systému, což má za následek chyby obrábění a ovlivnění stability procesu sex. Zvažte především deformaci obráběcího stroje, deformaci obrobku a celkovou deformaci procesního systému.
4. Vliv řezné síly na přesnost obrábění
Pouze s ohledem na deformaci obráběcího stroje, pro obrábění částí hřídele, deformace obráběcího stroje pod silou způsobuje, že zpracovávaný obrobek má sedlový tvar se silnými konci a tenkým středem, tj. chybami válcovitosti. Uvažuje se pouze deformace obrobku. Pro opracování dílů hřídele je obrobek deformován silou tak, že zpracovávaný obrobek má tvar bubnu s tenkými konci a tlustým středem. Pro zpracování dílů otvorů se deformace obráběcího stroje nebo obrobku posuzuje samostatně a tvar obrobku po zpracování je opačný než tvar opracovávaných dílů hřídele.
5. Vliv upínací síly na přesnost obrábění
Při upnutí obrobku dojde v důsledku nízké tuhosti obrobku nebo nesprávné upínací síly k odpovídající deformaci obrobku, což má za následek chyby při obrábění.
6. Tepelná deformace procesního systému
Během procesu zpracování dochází vlivem tepla generovaného vnitřními zdroji tepla (řezné teplo, třecí teplo) nebo externími zdroji tepla (okolní teplota, tepelné záření) k ohřevu a deformaci procesního systému, což ovlivňuje přesnost zpracování. Při zpracování velkých obrobků a přesném obrábění tvoří chyby zpracování způsobené tepelnou deformací procesního systému 40 procent -70 procent celkových chyb zpracování.
Vliv tepelné deformace obrobku na zpracování zlata zahrnuje dva typy: rovnoměrný ohřev obrobku a nerovnoměrný ohřev obrobku.
7. Zbytkové napětí uvnitř obrobku
Generování zbytkového napětí:
1) Zbytkové napětí vzniklé během výroby hrubého polotovaru a tepelného zpracování;
2) Zbytkové napětí způsobené rovnáním za studena;
3) Zbytkové napětí způsobené řezáním.
8. Vliv místa zpracování na životní prostředí
Na místě zpracování je často mnoho malých kovových třísek. Pokud tyto kovové třísky existují na polohovací ploše součásti nebo poloze polohovací díry, ovlivní to přesnost obrábění součásti. U vysoce přesného obrábění ovlivní přesnost některé kovové třísky, které jsou tak malé, že je nelze vidět. Tento ovlivňující faktor bude identifikován, ale neexistuje žádná velmi účinná metoda k jeho odstranění a často závisí do značné míry na provozních metodách operátora.
Metody měření
Přesnost zpracování Podle různého obsahu přesnosti zpracování a požadavků na přesnost se používají různé metody měření. Obecně lze říci, že existují následující typy metod:
1. Podle toho, zda přímo měřit měřené parametry, lze rozdělit na přímé měření a nepřímé měření.
Přímé měření: přímo změřte měřené parametry, abyste získali naměřenou velikost. Měřte například posuvnými měřítky a komparátory.
Nepřímé měření: změřte geometrické parametry související s naměřenou velikostí a zjistěte naměřenou velikost výpočtem.
Je zřejmé, že přímé měření je intuitivnější, zatímco nepřímé měření je těžkopádnější. Obecně platí, že když měřená velikost nemůže splnit požadavky na přesnost přímým měřením, musí se použít nepřímé měření.
2. Podle toho, zda odečtená hodnota měřicího přístroje přímo představuje hodnotu měřené velikosti, lze ji rozdělit na měření absolutní a měření relativní.
Absolutní měření: odečtená hodnota přímo udává velikost měřené velikosti, např. měření pomocí posuvného měřítka.
Relativní měření: Odečtená hodnota udává pouze odchylku měřeného rozměru vzhledem ke standardní veličině. Používáte-li k měření průměru hřídele komparátor, musíte nejprve upravit nulovou polohu přístroje pomocí měrky a poté měřit. Naměřená hodnota je rozdíl mezi průměrem bočního hřídele a velikostí měrky, což je relativní měření. Obecně lze říci, že přesnost relativního měření je vyšší, ale měření je obtížnější.
3. Podle toho, zda je měřený povrch v kontaktu s měřicí hlavicí měřicího přístroje, lze jej rozdělit na kontaktní měření a bezkontaktní měření.
Kontaktní měření: Měřicí hlava je v kontaktu s povrchem, který má být kontaktován, a působí mechanicky měřicí síla. Jako například měření dílů mikrometrem.
Bezkontaktní měření: Měřicí hlava není v kontaktu s povrchem měřeného dílu a bezkontaktní měření může zabránit vlivu síly měření na výsledky měření. Jako je použití projekční metody, měření interferometrie světelných vln a tak dále.
4. Podle počtu parametrů měření lze rozdělit na jedno měření a komplexní měření.
Jedno měření: změřte každý parametr testovaného dílu samostatně.
Obsáhlý
Kombinované měření: změřte komplexní index, který odráží příslušné parametry součásti. Například při měření závitů nástrojovým mikroskopem lze měřit skutečný průměr stoupání závitu, poloviční úhlovou chybu tvaru zubu a kumulativní chybu stoupání.
Komplexní měření je obecně efektivnější a spolehlivější pro zajištění zaměnitelnosti dílů. Často se používá při kontrole hotových dílů. Jednopoložkové měření může určit chybu každého parametru samostatně a obecně se používá pro procesní analýzu, kontrolu procesu a měření specifikovaných parametrů.
5. Podle úlohy měření v procesu zpracování se dělí na aktivní měření a pasivní měření.
Aktivní měření: Obrobek je měřen během zpracování a výsledky se přímo používají k řízení zpracování dílů, aby se včas zabránilo vzniku odpadních produktů.
Pasivní měření: Měření prováděné po opracování obrobku. Tento druh měření může pouze posoudit, zda jsou zpracované díly kvalifikované, a omezuje se na objevování a vyřazování odpadních produktů.
6. Podle stavu měřené části při procesu měření ji lze rozdělit na statické měření a dynamické měření.
Statické měření: Měření je relativně statické. Jako mikrometr pro měření průměru.
Dynamické měření: Během měření provádějí měřený povrch a měřicí hlava relativní pohyb v simulovaném pracovním stavu.
Dynamická metoda měření může odrážet situaci dílů blízkých stavu použití, což je směr vývoje technologie měření.
