Ako robot je každodenná práca s obrábaním neoddeliteľná od presnosti, no naozaj rozumiete presnosti obrábania? Dnes vám redaktor podrobne vysvetlí presnosť obrábania!
Presnosť obrábania je miera, do akej tri geometrické parametre skutočnej veľkosti, tvaru a polohy povrchu obrábanej časti zodpovedajú ideálnym geometrickým parametrom požadovaným výkresom. Ideálne geometrické parametre z hľadiska veľkosti sú priemerná veľkosť; z hľadiska geometrie povrchu sú to absolútne kruhy, valce, roviny, kužele a priamky atď.; z hľadiska vzájomných polôh medzi plochami sú to absolútna rovnobežnosť, zvislá, koaxiálna, symetrická atď. Odchýlka medzi skutočnými geometrickými parametrami dielca a ideálnymi geometrickými parametrami sa nazýva chyba obrábania.
Úvod do presnosti obrábania
Presnosť obrábania sa používa najmä na výrobu výrobkov a presnosť obrábania aj chyba obrábania sú pojmy na hodnotenie geometrických parametrov obrábanej plochy. Presnosť obrábania sa meria podľa stupňa tolerancie, čím menšia je hodnota stupňa, tým vyššia je presnosť; chyba obrábania je vyjadrená číselnou hodnotou, čím väčšia číselná hodnota, tým väčšia chyba. Vysoká presnosť obrábania znamená malú chybu obrábania a naopak.
Existujú 2 0 stupne tolerancie od IT01, IT0, IT1, IT2, IT3 až po IT18. Spomedzi nich IT01 predstavuje najvyššiu presnosť spracovania dielu a IT18 predstavuje najnižšiu presnosť spracovania dielu. Všeobecne povedané, IT7 a IT8 majú strednú presnosť spracovania. úrovni.
Skutočné parametre získané akoukoľvek metódou spracovania nebudú absolútne presné. Z hľadiska funkcie dielu, pokiaľ je chyba spracovania v rámci tolerancie požadovaného výkresom dielu, presnosť spracovania sa považuje za zaručenú.
obrázok
Rozdiel medzi presnosťou a presnosťou:
1. Presnosť
Vzťahuje sa na stupeň blízkosti medzi získanými výsledkami merania a skutočnou hodnotou. Vysoká presnosť merania znamená, že systematická chyba je malá. V tomto čase sa priemerná hodnota nameraných údajov odchyľuje od skutočnej hodnoty menej, ale údaje sú rozptýlené, to znamená, že veľkosť náhodnej chyby nie je jasná.
2. Presnosť
Vzťahuje sa na reprodukovateľnosť a konzistentnosť medzi výsledkami získanými opakovanými meraniami s použitím rovnakej náhradnej vzorky. Je možné dosiahnuť vysokú presnosť, ale presnosť nie je presná. Napríklad tri výsledky získané pri použití dĺžky 1 mm na meranie sú 1,051 mm, 1,053 a 1,052, v tomto poradí. Hoci majú vysokú presnosť, nie sú presné.
Presnosť znamená správnosť výsledkov merania, presnosť znamená opakovateľnosť a reprodukovateľnosť výsledkov merania, presnosť je predpokladom presnosti.
súvisiace informácie
1. Rozmerová presnosť
Vzťahuje sa na stupeň zhody medzi skutočnou veľkosťou spracovaného dielu a stredom tolerančnej zóny veľkosti dielu.
2. Presnosť tvaru
Vzťahuje sa na stupeň zhody medzi skutočným geometrickým tvarom povrchu spracovávanej časti a ideálnym geometrickým tvarom.
3. Presnosť polohy
Vzťahuje sa na rozdiel v skutočnej presnosti polohy medzi príslušnými povrchmi obrábaných dielov.
4. Vzájomné vzťahy
Zvyčajne pri navrhovaní častí stroja a špecifikovaní presnosti obrábania častí by sa mala venovať pozornosť kontrole chyby tvaru v rámci tolerancie polohy a chyba polohy by mala byť menšia ako tolerancia veľkosti. To znamená, že pre presné časti alebo dôležité povrchy častí by požiadavky na presnosť tvaru mali byť vyššie ako požiadavky na presnosť polohy a požiadavky na presnosť polohy by mali byť vyššie ako požiadavky na rozmerovú presnosť.
Metódy zvyšovania presnosti obrábania
1. Nastavte procesný systém
úprava skúšobného strihu
Skúšobné rezanie - meranie veľkosti - nastavenie rezného množstva nástroja - rezanie - opätovné rezanie atď., kým sa nedosiahne požadovaná veľkosť. Tento spôsob má nízku efektivitu výroby a používa sa najmä pri kusovej a malosériovej výrobe.
spôsob úpravy
Požadovaná veľkosť sa získa predbežným nastavením relatívnych polôh obrábacieho stroja, prípravku, obrobku a nástroja. Táto metóda má vysokú produktivitu a používa sa hlavne na hromadnú výrobu.
2. Znížte chyby stroja
1) Zlepšite presnosť výroby častí hlavného hriadeľa
Presnosť otáčania ložiska by sa mala zlepšiť:
① Používajte vysoko presné valivé ložiská;
②Prijmite vysoko presné viacolejové klinové dynamické tlakové ložisko;
③Používanie vysoko presných hydrostatických ložísk
Mala by sa zlepšiť presnosť kovania s ložiskom:
① Zlepšite presnosť obrábania podporného otvoru skrinky a čapu vretena;
② Zlepšite presnosť obrábania povrchu, ktorý zodpovedá ložisku;
③Zmerajte a upravte rozsah radiálneho hádzania príslušných častí, aby ste kompenzovali alebo kompenzovali chybu.
2) Správne predpnite valivé ložisko
① Medzeru je možné odstrániť;
②Zvýšte tuhosť ložísk;
③ Chyba homogenizácie valivého telesa.
3) Zabezpečte, aby sa presnosť otáčania vretena neodrážala na obrobku.
3. Znížte chybu prenosu prevodového reťazca
1) Počet prevodových častí je malý, prevodový reťazec je krátky a presnosť prenosu je vysoká;
2) Použitie prevodovky so zníženou rýchlosťou (t.j<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) Presnosť koncovky by mala byť vyššia ako presnosť ostatných častí prevodovky.
4. Znížte opotrebovanie nástroja
Rozmerové opotrebovanie nástroja sa musí prebrúsiť skôr, ako dosiahne štádium ostrého opotrebovania
5. Znížte napätie a deformáciu procesného systému
Hlavne od:
(1) Zlepšiť tuhosť systému, najmä tuhosť slabých článkov v procesnom systéme;
(2) Znížte zaťaženie a jeho kolísanie.
Zvýšte tuhosť systému:
(1) Rozumný konštrukčný návrh
1) Minimalizujte počet spojovacích plôch;
2) Zabráňte výskytu lokálnych spojov s nízkou tuhosťou;
3) Štruktúra a tvar prierezu základu a podpery by sa mali zvoliť primerane.
(2) Zlepšite kontaktnú tuhosť spojovacej plochy
1) Zlepšenie kvality povrchu spoja medzi časťami v komponentoch obrábacích strojov;
2) Predpätie komponentov obrábacieho stroja;
3) Zlepšite presnosť referenčnej roviny polohovania obrobku a znížte hodnotu drsnosti jeho povrchu.
(3) Prijmite primerané metódy upínania a polohovania
Znížené zaťaženie a jeho variácie:
(1) Primerane vyberte geometrické parametre a množstvo rezu nástroja, aby ste znížili reznú silu;
(2) Zoskupte polotovary a snažte sa, aby bol povolený tok spracovania polotovarov počas nastavovania jednotný.
6. Znížte tepelnú deformáciu procesného systému
(1) Znížte zahrievanie zdrojov tepla a izolujte zdroje tepla
1) Použite menšie množstvo rezu;
2) Ak sa vyžaduje vysoká presnosť dielov, oddeľte procesy hrubého a dokončovacieho obrábania;
3) Čo najviac oddeľte zdroj tepla od obrábacieho stroja, aby ste znížili tepelnú deformáciu obrábacieho stroja;
4) Pre neoddeliteľné zdroje tepla, ako sú ložiská vretena, páry matíc, vysokorýchlostné páry vodiacich koľajníc atď., Zlepšite ich trecie vlastnosti z hľadiska štruktúry a mazania, znížte tvorbu tepla alebo použite tepelne izolačné materiály;
5) Použite nútené chladenie vzduchom, vodné chladenie a iné opatrenia na odvod tepla.
(2) Rovnovážne teplotné pole
(3) Prijmite primeranú štruktúru komponentov obrábacieho stroja a montážny štandard
1) Prijatie tepelne symetrickej štruktúry - v prevodovke sú hriadele, ložiská, prevodové kolesá atď. usporiadané symetricky, čo môže spôsobiť rovnomerné zvýšenie teploty steny skrine a znížiť deformáciu skrine;
2) Rozumne vyberte základný bod montáže dielov obrábacieho stroja.
(4) Zrýchlite, aby ste dosiahli rovnováhu prenosu tepla;
(5) Ovládajte teplotu okolia.
7. Znížte zvyškové napätie
(1) Zvýšte proces tepelného spracovania na odstránenie vnútorného napätia;
(2) Primerane usporiadajte proces.
Faktory ovplyvňujúce presnosť obrábania
1. Chyba princípu spracovania
Chyba princípu obrábania sa týka chyby spôsobenej použitím približného profilu čepele alebo približného prenosového vzťahu na spracovanie. Chyby princípu spracovania sa väčšinou vyskytujú pri spracovaní závitov, ozubených kolies a zložitých zakrivených plôch.
Napríklad ozubená doska používaná na spracovanie evolventných ozubených kolies, aby sa uľahčila výroba odvaľovacích platničiek, používa namiesto evolventnej základnej závitovky Archimedovu základnú závitovku s priamym profilom, takže tvar evolventného zuba môže spôsobiť chybu. Ďalším príkladom je otáčanie modulovej závitovky, pretože stúpanie závitovky sa rovná stúpaniu závitovkového kolesa (tj mπ), kde m je modul a π je iracionálne číslo, ale počet zubov náhrady prevod sústruhu je obmedzený, vyberte si náhradný prevod Keď π možno vypočítať iba ako približnú zlomkovú hodnotu (π=3.1415), spôsobí to nepresnosť nástroja pre pohyb tvarovania obrobku (špirálový pohyb) , čo má za následok chybu výšky tónu.
Pri spracovaní sa približné spracovanie všeobecne používa na zlepšenie produktivity a hospodárnosti za predpokladu, že teoretická chyba môže spĺňať požiadavky na presnosť spracovania (<=10%-15% dimensional tolerance).
2. Chyba nastavenia
Chyba nastavenia obrábacieho stroja sa vzťahuje na chybu spôsobenú nepresným nastavením.
3. Chyba obrábacieho stroja
Chyba obrábacieho stroja sa týka výrobnej chyby, chyby inštalácie a opotrebovania obrábacieho stroja. Zahŕňa hlavne chybu vedenia vodiacej koľajnice obrábacieho stroja, chybu otáčania vretena obrábacieho stroja a chybu prenosu prevodového reťazca obrábacieho stroja.
(1) Chyba vedenia vodiacej koľajnice obrábacieho stroja
1) Presnosť vedenia vodiacej koľajnice - miera zhody medzi skutočným smerom pohybu pohyblivých častí dvojice vodiacich koľajníc a ideálnym smerom pohybu. patrí hlavne:
① priamosť Δy vodiacej koľajnice v horizontálnej rovine a priamosť Δz vo vertikálnej rovine (ohyb);
② Paralelnosť (skreslenie) predných a zadných vodiacich koľajníc;
③ Chyba rovnobežnosti alebo chyba kolmosti vodiacej koľajnice k osi otáčania hlavného hriadeľa v horizontálnej rovine a vo vertikálnej rovine.
2) Vplyv presnosti vedenia vodiacej lišty na proces rezania zohľadňuje najmä relatívne posunutie medzi nástrojom a obrobkom v smere citlivom na chyby spôsobené chybou vodiacej lišty. Počas sústruženia je smer citlivý na chyby vodorovný smer a chybu obrábania spôsobenú chybou vedenia spôsobenou vertikálnym smerom možno ignorovať; pri vyvrtávaní sa smer citlivý na chyby mení s otáčaním nástroja; pri hobľovaní je smer citlivý na chyby vertikálny a vodiaca koľajnica lôžka Priamosť vo vertikálnej rovine spôsobuje chyby v priamosti a rovinnosti opracovanej plochy.
(2) Chyba otáčania vretena obrábacieho stroja
Chyba otáčania vretena obrábacieho stroja sa vzťahuje na odchýlku skutočnej osi otáčania od ideálnej osi otáčania. Zahŕňa najmä kruhové hádzanie čelnej plochy vretena, radiálne kruhové hádzanie vretena a výkyv uhla sklonu geometrickej osi vretena.
1) Vplyv hádzania čelnej plochy vretena na presnosť obrábania:
①Žiadny účinok pri spracovaní valcového povrchu;
② Pri otáčaní a vyvrtávaní čelnej plochy dôjde k chybe v kolmosti medzi čelnou plochou a osou valcovej plochy alebo k chybe v rovinnosti čelnej plochy;
③Počas spracovania závitu dôjde k chybe cyklu stúpania.
2) Vplyv radiálneho hádzania vretena na presnosť obrábania:
①Ak sa chyba radiálnej rotácie prejavuje jednoduchým harmonickým lineárnym pohybom skutočnej osi v smere súradníc osi y, otvor vyvŕtaný vyvrtávačkou je eliptický otvor a chyba kruhovosti je amplitúda radiálneho kruhového hádzania; zatiaľ čo diera vytvorená sústruhom nemá žiadny účinok;
②Ak sa geometrická os vretena pohybuje excentricky, kruh, ktorého polomer je vzdialenosť od hrotu nástroja k priemernej osi, možno získať bez ohľadu na sústruženie alebo vŕtanie.
3) Vplyv výkyvu uhla sklonu geometrickej osi vretena na presnosť obrábania:
① Kužeľová trajektória geometrickej osi, ktorá tvorí určitý uhol kužeľa v priestore vzhľadom na priemernú os, je ekvivalentná excentrickému pohybu geometrickej osi okolo priemernej osi z pohľadu každej sekcie a hodnoty excentricity sa líšia od axiálna perspektíva;
② Geometrická os sa kýva v určitej rovine, čo je ekvivalentné jednoduchému harmonickému lineárnemu pohybu skutočnej osi v rovine z perspektívy každej sekcie a amplitúdy skokov sú rôzne na rôznych miestach pri pohľade z axiálneho smeru;
③ V skutočnosti je výkyv sklonu geometrickej osi vretena superpozíciou vyššie uvedených dvoch.
(3) Chyba prevodu reťaze prevodu obrábacieho stroja
Chyba prenosu prevodovej reťaze obrábacieho stroja sa týka relatívnej chyby pohybu medzi prevodovými prvkami na prvom a poslednom konci prevodovej reťaze.
1) Výrobná chyba a opotrebovanie prípravku
Chyba prípravku sa týka najmä:
①Výrobné chyby polohovacích komponentov, komponentov vedenia nástrojov, indexovacích mechanizmov, telies svoriek atď.;
② Po zostavení upínadla sa zistí relatívna chyba veľkosti medzi pracovnými povrchmi vyššie uvedených rôznych komponentov;
③Obrúsenie pracovnej plochy svietidla počas používania.
2) Výrobné chyby a opotrebovanie nástrojov
Vplyv chýb nástroja na presnosť obrábania sa líši v závislosti od typu nástroja.
① Presnosť rozmerov nástrojov s pevnou veľkosťou (ako sú vrtáky, výstružníky, frézy s drážkou a kruhové preťahovače atď.) priamo ovplyvňuje rozmerovú presnosť obrobku.
② Presnosť tvaru tvarovacích nástrojov (ako sú tvarovacie sústružnícke nástroje, tvarovacie frézy, tvarovacie brúsne kotúče atď.) priamo ovplyvní presnosť tvaru obrobkov.
③Chyba tvaru čepele generovaných nástrojov (ako sú ozubené dosky, drážkované dosky, nástroje na tvarovanie ozubených kolies atď.) ovplyvní presnosť tvaru obrobeného povrchu.
④ V prípade všeobecných nástrojov (ako sú sústružnícke nástroje, vyvrtávacie nástroje, frézy) presnosť výroby nemá priamy vplyv na presnosť obrábania, ale nástroje sa ľahko nosia.
3) Nútená deformácia procesného systému
Procesný systém bude deformovaný pôsobením reznej sily, upínacej sily, gravitačnej a zotrvačnej sily atď., čím sa zničí vzájomný polohový vzťah medzi komponentmi upraveného procesného systému, čo má za následok chyby obrábania a ovplyvnenie stability procesu. sex. Zvážte hlavne deformáciu obrábacieho stroja, deformáciu obrobku a celkovú deformáciu procesného systému.
4. Vplyv reznej sily na presnosť obrábania
Len vzhľadom na deformáciu obrábacieho stroja, na spracovanie častí hriadeľa, deformácia obrábacieho stroja pod silou spôsobuje, že obrábaný obrobok má sedlový tvar s hrubými koncami a tenkým stredom, to znamená s chybami valcovosti. Zohľadňuje sa iba deformácia obrobku. Na spracovanie častí hriadeľa sa obrobok deformuje silou tak, že opracovaný obrobok má tvar bubna s tenkými koncami a hrubým stredom. Pri spracovaní častí otvorov sa deformácia obrábacieho stroja alebo obrobku posudzuje samostatne a tvar obrobku po spracovaní je opačný ako tvar opracovaných častí hriadeľa.
5. Vplyv upínacej sily na presnosť obrábania
Keď je obrobok upnutý, v dôsledku nízkej tuhosti obrobku alebo nesprávnej upínacej sily sa obrobok zodpovedajúcim spôsobom zdeformuje, čo má za následok chyby pri obrábaní.
6. Tepelná deformácia procesného systému
Počas procesu spracovania sa v dôsledku tepla generovaného vnútornými zdrojmi tepla (rezné teplo, teplo z trenia) alebo vonkajšími zdrojmi tepla (teplota okolia, tepelné žiarenie) procesný systém zahrieva a deformuje, čo ovplyvňuje presnosť spracovania. Pri spracovaní veľkých obrobkov a presnom obrábaní tvoria chyby spracovania spôsobené tepelnou deformáciou procesného systému 40 percent -70 percent z celkových chýb spracovania.
Vplyv tepelnej deformácie obrobku na spracovanie zlata zahŕňa dva typy: rovnomerné zahrievanie obrobku a nerovnomerné zahrievanie obrobku.
7. Zvyškové napätie vo vnútri obrobku
Generovanie zvyškového napätia:
1) Zvyškové napätie vznikajúce počas výroby hrubého polotovaru a tepelného spracovania;
2) Zvyškové napätie spôsobené vyrovnávaním za studena;
3) Zvyškové napätie spôsobené rezaním.
8. Vplyv miesta spracovania na životné prostredie
Na mieste spracovania je často veľa malých kovových triesok. Ak sa tieto kovové triesky nachádzajú na polohovacom povrchu dielu alebo na polohe polohovacieho otvoru, ovplyvní to presnosť obrábania dielu. Pri vysoko presnom obrábaní ovplyvnia presnosť niektoré kovové triesky, ktoré sú také malé, že ich nie je možné vidieť. Tento ovplyvňujúci faktor bude identifikovaný, ale neexistuje veľmi účinná metóda na jeho odstránenie a často závisí vo veľkej miere od prevádzkových metód operátora.
Metódy merania
Presnosť spracovania Podľa rôzneho obsahu presnosti spracovania a požiadaviek na presnosť sa používajú rôzne metódy merania. Vo všeobecnosti existujú nasledujúce typy metód:
1. Podľa toho, či priamo merať merané parametre, možno rozdeliť na priame meranie a nepriame meranie.
Priame meranie: priamo zmerajte namerané parametre, aby ste získali nameranú veľkosť. Merajte napríklad posuvnými meracími meradlami a komparátormi.
Nepriame meranie: zmerajte geometrické parametre súvisiace s nameranou veľkosťou a získajte nameranú veľkosť výpočtom.
Je zrejmé, že priame meranie je intuitívnejšie, zatiaľ čo nepriame meranie je ťažkopádnejšie. Vo všeobecnosti, keď nameraná veľkosť nemôže spĺňať požiadavky na presnosť priamym meraním, musí sa použiť nepriame meranie.
2. Podľa toho, či odčítaná hodnota meracieho prístroja predstavuje priamo hodnotu meranej veľkosti, možno ju rozdeliť na absolútne meranie a relatívne meranie.
Absolútne meranie: odčítaná hodnota priamo udáva veľkosť meranej veľkosti, ako napríklad meranie pomocou posuvného meradla.
Relatívne meranie: Odčítaná hodnota udáva iba odchýlku nameraného rozmeru vzhľadom na štandardnú veličinu. Ak na meranie priemeru hriadeľa používate komparátor, musíte najskôr nastaviť nulovú polohu prístroja pomocou meradla a potom merať. Nameraná hodnota je rozdiel medzi priemerom bočného hriadeľa a veľkosťou meradla, čo je relatívne meranie. Vo všeobecnosti je presnosť relatívneho merania vyššia, ale meranie je problematickejšie.
3. Podľa toho, či je meraný povrch v kontakte s meracou hlavicou meracieho prístroja, možno ho rozdeliť na kontaktné meranie a bezkontaktné meranie.
Kontaktné meranie: Meracia hlava je v kontakte s povrchom, ktorý sa má kontaktovať, a pôsobí mechanicky meracia sila. Ako napríklad meranie dielov pomocou mikrometra.
Bezkontaktné meranie: Meracia hlava nie je v kontakte s povrchom meranej časti a bezkontaktné meranie môže zabrániť vplyvu meracej sily na výsledky merania. Ako je použitie projekčnej metódy, meranie interferometriou svetelných vĺn a pod.
4. Podľa počtu parametrov merania možno rozdeliť na jedno meranie a komplexné meranie.
Jedno meranie: zmerajte každý parameter testovanej časti samostatne.
Obsiahly
Kombinované meranie: zmerajte komplexný index, ktorý odráža príslušné parametre dielu. Napríklad pri meraní závitov pomocou nástrojového mikroskopu je možné merať skutočný priemer stúpania závitu, chybu polovičného uhla tvaru zuba a kumulatívnu chybu stúpania.
Komplexné meranie je vo všeobecnosti efektívnejšie a spoľahlivejšie na zabezpečenie vzájomnej zameniteľnosti dielov. Často sa používa pri kontrole hotových dielov. Jednopoložkové meranie môže určiť chybu každého parametra samostatne a vo všeobecnosti sa používa na analýzu procesov, kontrolu procesov a meranie špecifikovaných parametrov.
5. Podľa úlohy merania v procese spracovania sa delí na aktívne meranie a pasívne meranie.
Aktívne meranie: Obrobok sa meria počas spracovania a výsledky sa priamo používajú na kontrolu spracovania dielov, aby sa včas zabránilo vzniku odpadových produktov.
Pasívne meranie: Meranie vykonávané po opracovaní obrobku. Tento druh merania môže posúdiť iba to, či sú spracované časti kvalifikované, a obmedzuje sa na objavenie a odmietnutie odpadových produktov.
6. Podľa stavu meranej časti počas procesu merania ju možno rozdeliť na statické meranie a dynamické meranie.
Statické meranie: Meranie je relatívne statické. Ako mikrometer na meranie priemeru.
Dynamické meranie: Počas merania vykonáva meraný povrch a meracia hlava relatívny pohyb v simulovanom pracovnom stave.
Dynamická metóda merania môže odrážať situáciu dielov v blízkosti stavu použitia, čo je smer vývoja meracej technológie.
