Ľudia pracujúci v spracovateľskom priemysle majú často veľkú túžbu vyhrať z hľadiska presnosti, ako keby bolo ľahké dosiahnuť μm-úroveň presnosti spracovania. V skutočnosti je však vysoko presné spracovanie-prísnou technickou oblasťou. Mnoho ľudí ani nepozná zdravý rozum o vplyve teploty na presnosť, ale hovoria o presnosti, čo je naozaj frustrujúce! Ďalej vám tento článok poskytne komplexnejšiu populárnu vedu.
ČASŤ 1 Základný zdravý rozum: Vplyv zmien teploty na materiály Každý vie, že materiály majú vo všeobecnosti vlastnosti tepelnej rozťažnosti a kontrakcie. V procese presného spracovania sa nesmie ignorovať problém s teplotou! Teplotný rozdiel možno nazvať „nepriateľom“ presnosti. Ak sa tento kľúčový faktor neberie vážne, ako môžeme hovoriť o presnosti? Koniec koncov, väčšina strojov je vyrobená z ocele a liatiny, ktoré budú meniť tvar a dĺžku s teplotou v miestnosti a teplom generovaným samotným strojom. Špecifická veľkosť deformácie materiálu v dôsledku tepelnej rozťažnosti a kontrakcie závisí od vlastných vlastností materiálu a rozsahu teplotných zmien. Nasleduje tabuľka koeficientov rozťažnosti ocele a medi. Ak vezmeme ako príklad oceľ, jej lineárna expanzia sa prejavuje ako zmena o 12 μm na meter dĺžky pri zmene teploty o 1 stupeň. Koeficient rozťažnosti ocele je znázornený na obrázku nižšie:
Napríklad: Ak je dĺžka obrobku 200 mm a teplota sa zmení o 10 stupňov, hodnota rozťažnosti je 0,02 mm. Koeficient rozťažnosti medi je znázornený na obrázku nižšie:
Napríklad: Keď je dĺžka elektródy 200 mm a teplota sa zmení o 10 stupňov, hodnota expanzie je 0,05 mm. ČASŤ 2 Teplota spôsobuje chyby detekcie Ak sú obrobok a prístroj a meradlo používané na detekciu vyrobené z rôznych materiálov a počas detekcie nie sú pod štandardnou teplotou (20 stupňov), potom sa odchýlka od štandardnej teploty stane dôležitým faktorom chyby detekcie. Chyba detekcie spôsobená teplotou
Napríklad, ak si ako príklad vezmime detekciu, ak sa 100 mm dlhý oceľový blokový merací prístroj zahreje na teplotu dlane a jeho teplota stúpne o 4 stupne, jeho dĺžka sa zmení o 4,6 μm. Okrem toho pri meraní vysoko-presných dielov musia byť k dispozícii{5}}presnejšie metódy merania. Ak index presnosti samotného meracieho prístroja alebo zariadenia nie je vysoký, ako je možné-dosiahnuť vysokú presnosť merania? ČASŤ 3 Dôležitý koncept spracovania: Zachovanie tepelnej stability Ako príklad si vezmite oceľový diel s rozmermi 100x30x20mm. Keď teplota klesne z 25 stupňov na 20 stupňov, jeho veľkosť sa zmení: pri 25 stupňoch je veľkosť o 6 μm väčšia a keď teplota klesne na 20 stupňov, veľkosť je len o 0,12 μm väčšia. Ide o proces tepelnej stabilizácie. Aj keď teplota rýchlo klesá, udržanie stabilnej presnosti trvá určitý čas. Vo všeobecnosti platí, že čím je objekt väčší, tým dlhšie trvá obnovenie stabilnej presnosti pri zmene teploty.
Niektoré továrne bez skúseností s presným obrábaním často pripisujú príčinu nestabilnej presnosti problémom s presnosťou zariadenia pri vykonávaní presného obrábania. Skúsené továrne vedia, že je základným zdravým rozumom venovať pozornosť tepelnej rovnováhe medzi teplotou okolia a obrábacích strojov. Chápu, že aj keď má obrábací stroj vysokú presnosť, stabilitu presnosti obrábania je možné zaručiť len v stabilnom teplotnom prostredí a stave tepelnej rovnováhy.
Udržiavanie tepelnej stability je dôležitým konceptom, ktorý musí byť hlboko pochopený pri presnom obrábaní. Niektorí ľudia môžu byť zamotaní v tom, či sa má teplota udržiavať na 20 stupňoch alebo 23 stupňoch. V skutočnosti je kľúčové udržať cieľovú hodnotu teploty stabilnú. Teoreticky sa vo všeobecnosti vyžaduje, aby teplota bola 20 stupňov, ale v skutočných dielňach sa teplota zvyčajne reguluje na 22 stupňov ~ 23 stupňov, pokiaľ je kolísanie teploty prísne kontrolované. ČASŤ 4 Správne pochopiť presnosť spracovania a analýzu Vo všeobecnosti možno presnosť spracovania rozdeliť na presnosť a presnosť. Prostredníctvom nižšie uvedeného obrázku môžeme získať intuitívnejšie pochopenie. Presnosť (Precision) Presnosť sa vzťahuje na reprodukovateľnosť a konzistentnosť medzi výsledkami získanými, keď sa na opakované merania použije rovnaká náhradná vzorka. Niekedy vysoká presnosť neznamená vysokú presnosť. Napríklad tri výsledky získané meraním s dĺžkou 1 mm ako štandard sú 1,051 mm, 1,053 mm a 1,052 mm. Aj keď je presnosť tohto súboru údajov vysoká, nie je presná. Presnosť (Accuracy) Presnosť sa vzťahuje na stupeň zhody medzi výsledkom merania a skutočnou hodnotou. Keď je presnosť merania vysoká, znamená to, že systémová chyba je malá a odchýlka priemernej hodnoty nameraných údajov od skutočnej hodnoty je malá, ale diskrétnosť údajov, to znamená, že veľkosť náhodnej chyby nie je jasná. Vzťah medzi presnosťou, presnosťou a teplotou zvyčajne úzko súvisí s presnosťou a presnosťou. Ak je presnosť obrábaných dielov vysoká, ale presnosť je nedostatočná, môže sa stať, že teplota v dielni mierne kolíše, ale značne sa odchyľuje od štandardnej teploty; ak sú diely vysoko presné, ale nedostatočne presné, je pravdepodobné, že teplota v dielni veľmi kolíše, čo vedie k veľkej diskrétnosti presnosti; ak diely nie sú presné ani presné, znamená to, že teplota v dielni sa výrazne líši od štandardných požiadaviek na teplotu a kontrolu. ČASŤ 5 Zabudnuté predhrievanie obrábacieho stroja Pri používaní presných CNC obrábacích strojov na vysoko-presné obrábanie v továrni ste možno zažili takúto skúsenosť: každé ráno, keď je stroj zapnutý na obrábanie, je presnosť obrábania prvého produktu často neuspokojivá; prvá séria dielov, ktoré sú zapnuté na obrábanie po dlhej dovolenke, má často nestabilnú presnosť a pravdepodobnosť zlyhania je veľmi vysoká pri vykonávaní vysoko presného obrábania, najmä pokiaľ ide o presnosť polohy. Obrábací stroj môže zabezpečiť stabilitu presnosti obrábania iba v stabilnom teplotnom prostredí a tepelnom rovnovážnom stave. Keď sa vysokopresné obrábanie vykonáva hneď po zapnutí stroja, je predhriatie obrábacieho stroja základným zdravým rozumom pre presné obrábanie. Presnosť obrábania sa značne líši, keď sa obrábací stroj na dlhší čas zastaví a keď je v tepelnej rovnováhe. Je to preto, že teplota vretena a každej pohyblivej osi CNC obrábacieho stroja bude po určitej dobe chodu relatívne stabilná na určitej úrovni a so zvyšujúcim sa časom spracovania sa tepelná presnosť CNC obrábacieho stroja postupne stabilizuje, čo plne demonštruje nutnosť predhrievania vretena a pohyblivých častí pred spracovaním. Mnohé továrne však odkaz na prípravu „zahrievacieho-cvičenia“ obrábacích strojov ignorujú alebo o ňom dokonca nič nevedia. Ak bol obrábací stroj nečinný dlhšie ako niekoľko dní, odporúča sa pred vysoko presným spracovaním predhriať viac ako 30 minút; ak je doba nečinnosti len niekoľko hodín, predhrievajte 5 až 10 minút. Počas predhrievania môže byť obrábaciemu stroju umožnené podieľať sa na opakovanom pohybe osi obrábania a najlepšie je vykonať prepojenie viacerých osí, ako je napríklad pohyb osi XYZ z ľavého dolného rohu súradnicového systému do pravého horného rohu a opakovaná diagonálna chôdza. V skutočnej prevádzke môže byť na obrábacom stroji napísaný makroprogram, ktorý umožní obrábaciemu stroju automaticky a opakovane vykonávať činnosti predhrievania. Keď je obrábací stroj úplne predhriaty, môže byť uvedený do výroby s vysokou{43}}precíznosťou a v tomto čase je možné dosiahnuť stabilnú a konzistentnú presnosť spracovania.
