Анализа на клучните елементи во прецизното прифаќање на центрите за CNC обработка
Апстракт: Овој труд детално ги разработува трите клучни елементи што треба да се мерат за прецизност при испорака на CNC центри за обработка, имено геометриска прецизност, прецизност на позиционирање и прецизност на сечење. Преку длабинска анализа на конотациите на секоја прецизна ставка, содржината на инспекцијата, најчесто користените алатки за инспекција и мерките на претпазливост за инспекција, тој обезбедува сеопфатни и систематски упатства за работата на прифаќање на CNC центрите за обработка, што помага да се обезбеди дека центрите за обработка имаат добри перформанси и прецизност кога се испорачуваат за употреба, исполнувајќи ги барањата за високопрецизна обработка на индустриското производство.
I. Вовед
Како една од основните опреми во современото производство, прецизноста на CNC центрите за обработка директно влијае на квалитетот на обработените работни парчиња и ефикасноста на производството. За време на фазата на испорака, клучно е да се спроведат сеопфатни и прецизни мерења и прифаќање на геометриската прецизност, прецизноста на позиционирањето и прецизноста на сечењето. Ова не е поврзано само со сигурноста на опремата при првичното пуштање во употреба, туку е и важна гаранција за нејзиното последователно долгорочно стабилно работење и високопрецизна обработка.
II. Геометриска прецизна инспекција на центри за CNC обработка
(I) Инспекциски елементи и конотации
Земајќи го како пример обичниот вертикален центар за обработка, неговата геометриска прецизна инспекција опфаќа неколку важни аспекти.
- Рамност на површината на работната маса: Како референца за стегање на обработените парчиња, рамноста на површината на работната маса директно влијае на прецизноста на инсталацијата на обработените парчиња и на квалитетот на рамнината по обработката. Доколку рамнината ја надмине толеранцијата, ќе се појават проблеми како што се нерамна дебелина и влошена грубост на површината при обработка на рамни обработени парчиња.
- Меѓусебна нормалност на движењата во секоја координатна насока: Отстапувањето на нормалноста помеѓу координатните оски X, Y и Z ќе предизвика 扭曲变形 во просторната геометриска форма на обработениот обработуван дел. На пример, при глодање на кубоиден обработуван дел, првично нормалните рабови ќе имаат аголни отстапувања, што сериозно влијае на перформансите на склопување на обработуваниот дел.
- Паралелизам на површината на работната маса за време на движењата во насоките на X и Y координатите: Овој паралелизам осигурува дека релативната положба помеѓу алатот за сечење и површината на работната маса останува константна кога алатот се движи во рамнината X и Y. Во спротивно, за време на рамното глодање, ќе се појават нееднакви додатоци за обработка, што ќе резултира со пад на квалитетот на површината, па дури и прекумерно абење на алатот за сечење.
- Паралелизам на страната на Т-жлебот на површината на работната маса за време на движење во насоката X на координатите: За машински задачи што бараат позиционирање на фиксаторот со помош на Т-жлебот, точноста на овој паралелизам е поврзана со точноста на инсталацијата на фиксаторот, што пак влијае на прецизноста на позиционирање и прецизноста на обработката на обработуваниот дел.
- Аксијално истегнување на вретеното: Аксијалното истегнување на вретеното ќе предизвика мало поместување на алатот за сечење во аксијална насока. За време на дупчењето, дупчењето и другите процеси на обработка, тоа ќе резултира со грешки во големината на дијаметарот на дупките, влошување на цилиндричноста на дупките и зголемување на површинската грубост.
- Радијално искривување на отворот на вретеното: Влијае на прецизноста на стегањето на алатот за сечење, предизвикувајќи радијалната положба на алатот да биде нестабилна за време на ротацијата. При фрезирање на надворешниот круг или дупчење дупки, ќе се зголеми грешката во обликот на контурата на обработениот дел, што го отежнува обезбедувањето заобленост и цилиндричност.
- Паралелизам на оската на вретеното кога кутијата на вретеното се движи по насоката на Z координатите: Овој индекс на прецизност е клучен за обезбедување конзистентност на релативната положба помеѓу алатот за сечење и обработуваниот дел при обработка на различни позиции на Z-оската. Ако паралелизмот е слаб, ќе се појават нееднакви длабочини на обработка за време на длабинско глодање или дупчење.
- Нормалност на оската на ротација на вретеното во однос на површината на работната маса: За вертикални центри за обработка, оваа нормалност директно ја одредува прецизноста на обработката на вертикалните површини и наклонетите површини. Доколку има отстапување, ќе се појават проблеми како што се ненормални вертикални површини и неточни наклонети агли на површината.
- Правост на движењето на кутијата на вретеното долж насоката на Z координатите: Грешката во правостот ќе предизвика алатот за сечење да отстапи од идеалната права траекторија за време на движењето долж Z-оската. При обработка на длабоки дупки или површини со повеќе чекори, ќе се предизвикаат грешки во коаксијалноста помеѓу чекорите и грешки во правостот на дупките.
(II) Најчесто користени алатки за инспекција
Геометриската прецизна инспекција бара употреба на серија алатки за инспекција со висока прецизност. Прецизните нивелири може да се користат за мерење на рамнината на површината на работната маса и праволинискиот и паралелниот однос во секоја насока на координатната оска; прецизните квадратни кутии, квадратите под прав агол и паралелните линијари можат да помогнат во откривањето на нормалноста и паралелизмот; паралелните светлосни цевки можат да обезбедат високопрецизни референтни прави линии за компаративно мерење; индикаторите со бројчаник и микрометрите се широко користени за мерење на разни мали поместувања и искривувања, како што се аксијалното искривување и радијалното искривување на вретеното; тест лентите со висока прецизност често се користат за откривање на прецизноста на отворот на вретеното и позициониот однос помеѓу вретеното и координатните оски.
(III) Мерки на претпазливост при инспекција
Геометриската прецизна проверка на CNC центрите за обработка мора да се заврши одеднаш по прецизното прилагодување на CNC центрите за обработка. Ова е затоа што постојат меѓусебно поврзани и интерактивни односи меѓу различните индикатори за геометриска прецизност. На пример, рамноста на површината на работната маса и паралелизмот на движењето на координатните оски може да се ограничуваат меѓусебно. Прилагодувањето на еден елемент може да има верижна реакција врз други поврзани елементи. Ако еден елемент се прилагоди, а потоа се провери еден по еден, тешко е точно да се утврди дали целокупната геометриска прецизност навистина ги исполнува барањата, а исто така не е погодно за наоѓање на основната причина за прецизните отстапувања и спроведување систематски прилагодувања и оптимизации.
III. Прецизна инспекција на позиционирање на центри за CNC обработка
(I) Дефиниција и фактори што влијаат на прецизноста на позиционирањето
Прецизноста на позиционирање се однесува на прецизноста на положбата што секоја координатна оска на CNC машински центар може да ја постигне под контрола на нумеричкиот управувачки уред. Таа главно зависи од прецизноста на контролата на нумеричкиот управувачки систем и грешките на механичкиот преносен систем. Резолуцијата на нумеричкиот управувачки систем, алгоритмите за интерполација и прецизноста на уредите за детекција на повратни информации ќе имаат влијание врз прецизноста на позиционирањето. Во однос на механичкиот пренос, фактори како што се грешката на наклонот на водечката завртка, растојанието помеѓу водечката завртка и навртката, праволинието и триењето на водилката, исто така, во голема мера го одредуваат нивото на прецизност на позиционирањето.
(II) Содржина на инспекцијата
- Прецизност на позиционирање и прецизност на повторувачко позиционирање на секоја линеарна оска на движење: Прецизноста на позиционирање го одразува опсегот на отстапување помеѓу командираната позиција и фактичката достигната позиција на координатната оска, додека прецизноста на повторувачко позиционирање го одразува степенот на дисперзија на позицијата кога координатната оска постојано се движи кон истата командирана позиција. На пример, при вршење на контурно глодање, слабата прецизност на позиционирање ќе предизвика отстапувања помеѓу обликот на обработената контура и дизајнираната контура, а слабата прецизност на повторувачко позиционирање ќе доведе до неконзистентни траектории на обработка при обработка на истата контура повеќе пати, што влијае на квалитетот на површината и димензионалната прецизност.
- Прецизност на враќање на механичкото потекло на секоја линеарна оска на движење: Механичкото потекло е референтна точка на координатната оска, а неговата прецизност на враќање директно влијае на точноста на почетната положба на координатната оска откако машинската алатка ќе се вклучи или ќе се изврши операцијата на нулто враќање. Ако прецизноста на враќањето не е висока, тоа може да доведе до отстапувања помеѓу потеклото на координатниот систем на обработениот дел во последователната обработка и дизајнираното потекло, што резултира со систематски грешки во положбата во целиот процес на обработка.
- Неповратен удар на секоја линеарна оска на движење: Кога координатната оска се префрла помеѓу движења напред и назад, поради фактори како што се растојанието помеѓу компонентите на механичкиот пренос и промените во триењето, ќе се појави обратен удар. При задачи за обработка со чести движења напред и назад, како што се глодање на навои или изведување на реципрочна контурна обработка, обратниот удар ќе предизвика грешки слични на „чекор“ во траекторијата на обработка, влијаејќи на прецизноста на обработката и квалитетот на површината.
- Прецизност на позиционирање и повторувачка прецизност на позиционирање на секоја оска на ротационо движење (ротациона работна маса): За машински центри со ротирачки работни маси, прецизноста на позиционирање и повторувачката прецизност на позиционирање на оските на ротационо движење се клучни за обработка на работни парчиња со кружно индексирање или обработка со повеќе станици. На пример, при обработка на работни парчиња со сложени карактеристики на кружна дистрибуција, како што се лопатките на турбината, прецизноста на ротационата оска директно ја одредува аголната прецизност и униформноста на дистрибуцијата меѓу лопатките.
- Прецизност на враќање на потеклото на секоја оска на ротационо движење: Слично на линеарната оска на движење, прецизноста на враќање на потеклото на оската на ротационо движење влијае на точноста на нејзината почетна аголна положба по операцијата на нулто враќање и е важна основа за обезбедување на прецизноста на обработката со повеќе станици или обработката со кружно индексирање.
- Неповратен удар на секоја оска на ротационо движење: Неповратниот удар генериран кога ротационата оска се префрла помеѓу ротации напред и назад ќе предизвика аголни отстапувања при обработка на кружни контури или вршење на аголно индексирање, што влијае на прецизноста на обликот и прецизноста на положбата на работниот дел.
(III) Методи и опрема за инспекција
Инспекцијата на прецизноста на позиционирањето обично користи опрема за инспекција со висока прецизност, како што се ласерски интерферометри и решеткасти скали. Ласерскиот интерферометар прецизно го мери поместувањето на координатната оска со емитување ласерски зрак и мерење на промените во неговите интерферентни ленти, со цел да се добијат различни индикатори како што се прецизност на позиционирање, повторувачка прецизност на позиционирање и обратен удар. Решеткастата скала е директно инсталирана на координатната оска и ги враќа информациите за позицијата на координатната оска со читање на промените во лентите на решетката, што може да се користи за онлајн следење и инспекција на параметрите поврзани со прецизноста на позиционирањето.
IV. Прецизна инспекција на сечење на центри за CNC обработка
(I) Природа и значење на прецизноста на сечењето
Прецизноста на сечење на CNC центар за обработка е сеопфатна прецизност, која го одразува нивото на прецизност на обработка што машинската алатка може да го постигне во реалниот процес на сечење со сеопфатно разгледување на различни фактори како што се геометриска прецизност, прецизност на позиционирање, перформанси на алатот за сечење, параметри на сечење и стабилност на процесот. Инспекцијата за прецизност на сечење е конечна верификација на целокупните перформанси на машинската алатка и е директно поврзана со тоа дали обработениот работен дел може да ги исполни барањата за дизајн.
(II) Класификација и содржина на инспекциите
- Прецизна инспекција на единечна машинска обработка
- Прецизност на дупчење – заобленост, цилиндричност: Дупчењето е вообичаен процес на обработка во машинските центри. Заобленоста и цилиндричноста на дупчената дупка директно го одразуваат нивото на прецизност на машинската алатка кога ротационите и линеарните движења работат заедно. Грешките во заобленоста ќе доведат до нееднакви големини на дијаметарот на дупките, а грешките во цилиндричноста ќе предизвикаат свиткување на оската на дупката, што ќе влијае на прецизноста на вклопувањето со другите делови.
- Рамност и разлика во чекорите при рамномерно глодање со крајни глодалки: При глодање на рамнина со крајна глодалка, рамноста ја одразува паралелизмот помеѓу површината на работната маса и рамнината на движење на алатот и униформното абење на сечилото на алатот, додека разликата во чекорите ја одразува конзистентноста на длабочината на сечење на алатот на различни позиции за време на процесот на рамномерно глодање. Ако постои разлика во чекорите, тоа укажува дека постојат проблеми со униформноста на движењето на машинската алатка во рамнината X и Y.
- Нормалност и паралелизам на странично глодање со крајни глодалки: При глодање на страничната површина, нормалноста и паралелизмот соодветно ја тестираат нормалноста помеѓу оската на ротација на вретеното и координатната оска и односот на паралелизам помеѓу алатот и референтната површина при сечење на страничната површина, што е од големо значење за обезбедување на прецизност на обликот и прецизност на склопувањето на страничната површина на работниот дел.
- Прецизна инспекција на машинска обработка на стандарден сеопфатен тест дел
- Содржина на Прецизна инспекција на сечење за хоризонтални центри за обработка
- Прецизност на растојанието помеѓу дупките — во насока на X-оската, насока на Y-оската, дијагонална насока и отстапување на дијаметарот на дупките: Прецизноста на растојанието помеѓу дупките сеопфатно ја тестира прецизноста на позиционирањето на машинската алатка во X и Y рамнините и можноста за контрола на димензионалната прецизност во различни насоки. Отстапувањето на дијаметарот на дупките дополнително ја одразува стабилноста на прецизноста на процесот на дупчење.
- Правост, паралелизам, разлика во дебелината и нормалност на глодање на околните површини со крајни глодалки: Со глодање на околните површини со крајни глодалки, може да се открие односот на прецизност на позицијата на алатот во однос на различните површини на обработуваниот дел за време на обработката со повеќеосна врска. Правост, паралелизам и нормалност, соодветно, ја тестираат прецизноста на геометриската форма меѓу површините, а разликата во дебелината ја одразува прецизноста на контролата на длабочината на сечење на алатот во насока на Z-оската.
- Правост, паралелизам и нормалност на двоосно врзивно глодање на прави линии: Двоосното врзивно глодање на прави линии е основна операција на контурна обработка. Оваа прецизна инспекција може да ја процени прецизноста на траекторијата на машинската алатка кога X и Y оските се движат координирано, што игра клучна улога во обезбедувањето на прецизноста на обработката на работни парчиња со различни прави контурни форми.
- Заобленост на лачно глодање со крајни глодалки: Прецизноста на лачното глодање главно ја тестира прецизноста на машинската алатка за време на движењето на интерполацијата на лакот. Грешките во заобленоста ќе влијаат на прецизноста на обликот на обработените парчиња со контури на лакот, како што се куќиштата на лежиштата и запчаниците.
- Содржина на Прецизна инспекција на сечење за хоризонтални центри за обработка
(III) Услови и барања за прецизна инспекција на сечење
Инспекцијата за прецизност на сечење треба да се изврши откако геометриската прецизност и прецизноста на позиционирањето на машинската алатка ќе бидат прифатени како квалификувани. Треба да се изберат соодветни алатки за сечење, параметри на сечење и материјали на обработениот дел. Алатките за сечење треба да имаат добра острина и отпорност на абење, а параметрите на сечење треба да бидат разумно избрани според перформансите на машинската алатка, материјалот на алатот за сечење и материјалот на обработениот дел за да се осигури дека вистинската прецизност на сечење на машинската алатка се проверува под нормални услови на сечење. Во меѓувреме, за време на процесот на инспекција, обработениот дел треба прецизно да се измери, а треба да се користи високопрецизна мерна опрема како што се машини за мерење на координати и профилометри за сеопфатна и прецизна евалуација на различните индикатори за прецизност на сечење.
V. Заклучок
Инспекцијата на геометриската прецизност, прецизноста на позиционирање и прецизноста на сечење при испорака на CNC центри за обработка е клучна алка за обезбедување на квалитетот и перформансите на машинските алатки. Геометриската прецизност обезбедува гаранција за основната прецизност на машинските алатки, прецизноста на позиционирање ја одредува точноста на машинските алатки при контрола на движење, а прецизноста на сечење е сеопфатна проверка на целокупната способност за обработка на машинските алатки. За време на процесот на самоприфаќање, потребно е строго да се следат релевантните стандарди и спецификации, да се усвојат соодветни алатки и методи за инспекција и сеопфатно и прецизно да се мерат и оценуваат различните индикатори за прецизност. Само кога ќе се исполнат сите три барања за прецизност, CNC центарот за обработка може официјално да се стави во производство и употреба, обезбедувајќи високопрецизни и високоефикасни услуги за обработка за преработувачката индустрија и промовирајќи го развојот на индустриското производство кон повисок квалитет и поголема прецизност. Во меѓувреме, редовната повторна проверка и калибрирање на прецизноста на центарот за обработка е исто така важна мерка за да се обезбеди неговото долгорочно стабилно работење и континуирана сигурност на неговата прецизност на обработка.