Lidamos com usinagem todos os dias e frequentemente mencionamos a precisão da usinagem. Mas, quando você diz precisão, você está realmente certo? Vamos dar uma olhada na "precisão de usinagem" hoje!
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A diferença entre precisão e precisão
Exatidão significa a exatidão dos resultados da medição e precisão significa a repetibilidade e reprodutibilidade dos resultados da medição. A precisão é o pré-requisito para a precisão. A figura abaixo é uma boa ilustração.
Precisão
Refere-se ao grau de proximidade entre os resultados de medição obtidos e o valor real. A alta precisão de medição significa que o erro sistemático é pequeno. Neste momento, o valor médio dos dados de medição se desvia menos do valor real, mas os dados estão dispersos, ou seja, o tamanho do erro acidental não é claro.
Precisão
Refere-se à reprodutibilidade e consistência entre os resultados obtidos por medições repetidas usando a mesma amostra sobressalente. É possível ter alta precisão, mas a precisão não é alta. Por exemplo, os três resultados obtidos usando um comprimento de 1 mm para medição são 1,051 mm, 1,053 e 1,052, respectivamente. Embora tenham alta precisão, não são exatos.
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Definição de precisão da máquina-ferramenta
Ao comparar máquinas-ferramenta CNC, se a "precisão de posicionamento" da amostra da fábrica de máquinas-ferramenta A for marcada como {{0}},002mm, e a "precisão de posicionamento" da amostra da fábrica de máquinas-ferramenta B é marcado como 0,004 mm. Por meio desses dois dados intuitivos, você naturalmente pensará que as máquinas-ferramenta da fábrica de máquinas-ferramenta A são mais precisas do que a fábrica de máquinas-ferramenta B.
No entanto, de fato, é muito provável que as máquinas-ferramenta da fábrica de máquinas-ferramenta B sejam mais precisas do que a fábrica de máquinas-ferramenta A. O problema está no padrão de sua definição de precisão. Portanto, quando falamos sobre a "precisão" das máquinas-ferramenta CNC, devemos esclarecer as definições e métodos de cálculo de padrões e indicadores.
De um modo geral, a precisão refere-se à capacidade da máquina-ferramenta de localizar o ponto da ponta da ferramenta no ponto de destino do programa. No entanto, existem muitas maneiras de medir essa capacidade de posicionamento e, mais importante, diferentes países têm regulamentações diferentes.
Fabricantes europeus de máquinas-ferramenta:
Os fabricantes europeus de máquinas-ferramenta, especialmente os fabricantes alemães, geralmente adotam o padrão VDI/DGQ3441.
Fabricantes japoneses de máquinas-ferramenta:
Ao calibrar a "precisão", os padrões JISB6201 ou JISB6336 ou JISB6338 são geralmente usados. JISB6201 é geralmente usado para máquinas-ferramentas de uso geral e máquinas-ferramentas CNC comuns, JISB6336 é geralmente usado para centros de usinagem e JISB6338 é geralmente usado para centros de usinagem verticais.
Fabricantes americanos de máquinas-ferramenta:
Geralmente é adotado o padrão NMTBA (o padrão originado de um estudo da American Machine Tool Builders Association, promulgado em 1968 e posteriormente revisado).
Ao calibrar a precisão de uma máquina-ferramenta CNC, é muito necessário marcar o padrão que ela usa. Usando o padrão japonês JIS, os dados são significativamente menores do que o padrão alemão VDI ou o padrão americano NMTBA.
Mesmas métricas, significados diferentes
O que muitas vezes é confuso é que o mesmo nome de indicador tem significados diferentes em diferentes padrões de precisão, mas nomes de indicadores diferentes têm o mesmo significado. Os quatro padrões acima, exceto o padrão JIS, são todos calculados por estatísticas matemáticas após várias rodadas de medição de vários pontos-alvo no eixo CNC da máquina-ferramenta. As principais diferenças são:
1) Número de pontos-alvo
2) Meça o número de voltas
3) Aproximando-se do ponto alvo de uma ou duas vias (este ponto é especialmente importante)
4) Método de cálculo do índice de precisão e outros índices
Esta é uma descrição dos principais pontos de diferença entre os 4 padrões e, como seria de esperar, um dia todos os fabricantes de máquinas-ferramenta seguirão o padrão ISO uniformemente. Portanto, o padrão ISO é escolhido como referência aqui. Os quatro padrões são comparados na tabela abaixo, e este artigo envolve apenas a precisão linear, pois o princípio de cálculo da precisão rotacional é basicamente o mesmo.
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Estabilidade térmica (efeito da temperatura na precisão)
Peça de aço: 100 x 30 x 20 mm
O tamanho muda quando a temperatura cai de 25 graus para 20 graus: a 25 graus, o tamanho é 6 μm maior, e quando a temperatura cai para 20 graus, o tamanho é apenas 0,12 μm maior. Este é um processo termicamente estável, mesmo que a temperatura caia rapidamente, ainda leva um tempo prolongado para manter a precisão. Quanto maior o objeto, mais tempo leva para estabilizar a precisão quando a temperatura muda.
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Para usinagem de alta precisão, o problema da temperatura não deve ser ignorado, pois a diferença de temperatura é inimiga da precisão. Especificamente, os materiais se expandirão com o calor e se contrairão com o frio. A expansão linear do aço que usamos causará uma variação de 12 μm por metro de comprimento quando a temperatura variar 1 grau. Este é um fato constante para todas as máquinas em todos os cantos do mundo.
Fábricas sem experiência em usinagem de precisão geralmente atribuem a instabilidade da precisão a problemas de precisão do equipamento ao fazer usinagem de precisão. Para fábricas com experiência em usinagem de precisão, todos sabem que este é o senso comum mais básico e darão grande importância ao equilíbrio térmico da temperatura ambiente e da máquina-ferramenta. Eles são muito claros de que mesmo máquinas-ferramentas de alta precisão só podem obter precisão de usinagem estável em um ambiente de temperatura estável e estado de equilíbrio térmico.
