Como um robô, lidar com a usinagem todos os dias é inseparável da precisão, mas você realmente entende a precisão da usinagem? Hoje, o editor fornecerá uma interpretação detalhada da precisão da usinagem!
A precisão da usinagem é o grau em que os três parâmetros geométricos do tamanho real, forma e posição da superfície da peça usinada estão em conformidade com os parâmetros geométricos ideais exigidos pelo desenho. Os parâmetros geométricos ideais, em termos de tamanho, são o tamanho médio; em termos de geometria de superfície, são círculos absolutos, cilindros, planos, cones e linhas retas, etc.; em termos de posições mútuas entre superfícies, são paralelismo absoluto, vertical, coaxial, simétrico, etc. O desvio entre os parâmetros geométricos reais da peça e os parâmetros geométricos ideais é chamado de erro de usinagem.
Introdução à precisão de usinagem
A precisão da usinagem é usada principalmente para produzir produtos, e tanto a precisão quanto o erro de usinagem são termos para avaliar os parâmetros geométricos da superfície usinada. A precisão da usinagem é medida pelo grau de tolerância, quanto menor o valor do grau, maior a precisão; o erro de usinagem é expresso por um valor numérico, quanto maior o valor numérico, maior o erro. Alta precisão de usinagem significa pequeno erro de usinagem e vice-versa.
Existem 20 graus de tolerância de IT01, IT0, IT1, IT2, IT3 a IT18. Dentre eles, IT01 representa a maior precisão de processamento da peça, e IT18 representa a menor precisão de processamento da peça. De um modo geral, IT7 e IT8 têm precisão de processamento média. nível.
Os parâmetros reais obtidos por qualquer método de processamento não serão absolutamente precisos. Do ponto de vista da função da peça, desde que o erro de processamento esteja dentro da faixa de tolerância exigida pelo desenho da peça, a precisão do processamento é considerada garantida.
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A diferença entre exatidão e precisão:
1. 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.
2. 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 exata. 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.
Precisão significa a exatidão dos resultados da medição, precisão significa a repetibilidade e reprodutibilidade dos resultados da medição, precisão é o pré-requisito para a exatidão.
informação relacionada
1. Precisão dimensional
Refere-se ao grau de conformidade entre o tamanho real da peça processada e o centro da zona de tolerância do tamanho da peça.
2. Precisão da forma
Refere-se ao grau de conformidade entre a forma geométrica real da superfície da peça processada e a forma geométrica ideal.
3. Precisão da posição
Refere-se à diferença na precisão da posição real entre as superfícies relevantes das peças usinadas.
4. Inter-relações
Normalmente, ao projetar peças de máquinas e especificar a precisão de usinagem das peças, deve-se prestar atenção ao controle do erro de forma dentro da tolerância de posição, e o erro de posição deve ser menor que a tolerância de tamanho. Ou seja, para peças de precisão ou superfícies importantes de peças, os requisitos de precisão de forma devem ser maiores que os requisitos de precisão de posição, e os requisitos de precisão de posição devem ser maiores que os requisitos de precisão dimensional.
Métodos para melhorar a precisão da usinagem
1. Ajuste o sistema de processo
ajuste de corte de teste
Corte de teste - medindo o tamanho - ajustando a quantidade de corte da ferramenta - cortando - cortando novamente, e assim por diante até que o tamanho desejado seja alcançado. Este método tem baixa eficiência de produção e é usado principalmente para produção de peças únicas e pequenos lotes.
método de ajuste
O tamanho necessário é obtido pré-ajustando as posições relativas da máquina-ferramenta, dispositivo de fixação, peça de trabalho e ferramenta. Este método tem alta produtividade e é usado principalmente para produção em massa.
2. Reduza o erro da máquina
1) Melhorar a precisão de fabricação das peças do eixo principal
A precisão de rotação do rolamento deve ser melhorada:
① Use rolamentos de alta precisão;
②Adote rolamentos de pressão dinâmica de cunha multi-óleo de alta precisão;
③Usando rolamentos hidrostáticos de alta precisão
A precisão das conexões com o rolamento deve ser melhorada:
① Melhorar a precisão da usinagem do furo de suporte da caixa e do munhão do fuso;
② Melhorar a precisão da usinagem da superfície que corresponde ao rolamento;
③Meça e ajuste a faixa de desvio radial das peças correspondentes para compensar ou compensar o erro.
2) Pré-carregue corretamente o rolamento
①A lacuna pode ser eliminada;
②Aumentar a rigidez do rolamento;
③ Erro de homogeneização do corpo rolante.
3) Faça com que a precisão da rotação do fuso não seja refletida na peça de trabalho.
3. Reduzir o erro de transmissão da cadeia de transmissão
1) O número de peças de transmissão é pequeno, a corrente de transmissão é curta e a precisão da transmissão é alta;
2) O uso de transmissão de velocidade reduzida (i<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) A precisão da peça final deve ser maior do que a de outras peças de transmissão.
4. Reduza o desgaste da ferramenta
O desgaste dimensional da ferramenta deve ser reafiado antes de atingir o estágio de desgaste acentuado
5. Reduza o estresse e a deformação do sistema de processo
Principalmente de:
(1) Melhorar a rigidez do sistema, especialmente a rigidez dos elos fracos no sistema de processo;
(2) Reduza a carga e sua variação.
Aumente a rigidez do sistema:
(1) Projeto estrutural razoável
1) Minimize o número de superfícies de conexão;
2) Prevenir a ocorrência de ligações locais de baixa rigidez;
3) A estrutura e o formato da seção transversal da fundação e suporte devem ser selecionados de forma razoável.
(2) Melhore a rigidez de contato da superfície de conexão
1) Melhorar a qualidade da superfície de união entre peças em componentes de máquinas-ferramenta;
2) Pré-carregue os componentes da máquina-ferramenta;
3) Melhore a precisão do plano de referência de posicionamento da peça de trabalho e reduza o valor da rugosidade da superfície.
(3) Adote métodos razoáveis de fixação e posicionamento
Carga reduzida e sua variação:
(1) Selecione razoavelmente os parâmetros geométricos e a quantidade de corte da ferramenta para reduzir a força de corte;
(2) Agrupe os espaços em branco e tente uniformizar a permissão de processamento dos espaços em branco durante o ajuste.
6. Reduzir a deformação térmica do sistema de processo
(1) Reduza o aquecimento das fontes de calor e isole as fontes de calor
1) Use uma quantidade menor de corte;
2) Quando a precisão das peças for necessária para ser alta, separar os processos de usinagem de desbaste e acabamento;
3) Separe a fonte de calor da máquina-ferramenta o máximo possível para reduzir a deformação térmica da máquina-ferramenta;
4) Para fontes de calor inseparáveis, como rolamentos de eixo, pares de porcas de parafuso, pares de trilhos de guia móvel de alta velocidade, etc., melhore suas características de fricção nos aspectos de estrutura e lubrificação, reduza a geração de calor ou use materiais isolantes de calor;
5) Use resfriamento de ar forçado, resfriamento de água e outras medidas de dissipação de calor.
(2) Campo de temperatura de equilíbrio
(3) Adote uma estrutura razoável de componentes de máquinas-ferramenta e referência de montagem
1) Adotando uma estrutura termicamente simétrica - na caixa de engrenagens, os eixos, rolamentos, engrenagens de transmissão, etc. são dispostos simetricamente, o que pode uniformizar o aumento de temperatura da parede da caixa e reduzir a deformação da caixa;
2) Selecione razoavelmente o dado de montagem das peças da máquina-ferramenta.
(4) Acelerar para atingir o equilíbrio de transferência de calor;
(5) Controle a temperatura ambiente.
7. Reduza o estresse residual
(1) Aumente o processo de tratamento térmico para eliminar o estresse interno;
(2) Organizar o processo razoavelmente.
Fatores que afetam a precisão da usinagem
1. Erro no princípio de processamento
O erro do princípio de usinagem refere-se ao erro causado pelo uso de um perfil de lâmina aproximado ou uma relação de transmissão aproximada para processamento. Os erros do princípio de processamento aparecem principalmente no processamento de roscas, engrenagens e superfícies curvas complexas.
Por exemplo, a placa de engrenagem usada para processar engrenagens involutas, a fim de facilitar a fabricação de placas, usa sem-fim básico de Arquimedes ou sem-fim básico de perfil reto normal em vez de sem-fim básico involuto, de modo que a forma do dente involuto da engrenagem pode ser produzida com erro. Outro exemplo é ao girar um sem-fim de módulo, já que o passo do sem-fim é igual ao passo da roda sem-fim (ou seja, mπ), onde m é o módulo e π é um número irracional, mas o número de dentes da substituição a engrenagem do torno é limitada, escolha a engrenagem de substituição Quando π só pode ser calculado como um valor fracionário aproximado (π=3.1415), isso causará a imprecisão da ferramenta para o movimento de conformação da peça (movimento em espiral) , resultando em um erro de afinação.
No processamento, o processamento aproximado é geralmente usado para melhorar a produtividade e a economia sob a premissa de que o erro teórico pode atender aos requisitos de precisão do processamento (<=10%-15% dimensional tolerance).
2. Erro de ajuste
O erro de ajuste da máquina-ferramenta refere-se ao erro causado pelo ajuste impreciso.
3. Erro da máquina-ferramenta
O erro da máquina-ferramenta refere-se ao erro de fabricação, erro de instalação e desgaste da máquina-ferramenta. Inclui principalmente o erro de orientação do trilho guia da máquina-ferramenta, o erro de rotação do fuso da máquina-ferramenta e o erro de transmissão da corrente de transmissão da máquina-ferramenta.
(1) Erro de orientação do trilho guia da máquina-ferramenta
1) Precisão de orientação do trilho-guia - o grau de conformidade entre a direção real do movimento das partes móveis do par de trilhos-guia e a direção ideal do movimento. incluem principalmente:
① A retilinidade Δy do trilho-guia no plano horizontal e a retidão Δz no plano vertical (flexão);
② Paralelismo (distorção) das guias dianteira e traseira;
③ Erro de paralelismo ou erro de perpendicularidade do trilho guia ao eixo de rotação do eixo principal no plano horizontal e no plano vertical.
2) A influência da precisão de guiamento do trilho-guia no processo de corte considera principalmente o deslocamento relativo entre a ferramenta e a peça de trabalho na direção sensível ao erro causada pelo erro do trilho-guia. Durante o torneamento, a direção sensível ao erro é a direção horizontal, e o erro de usinagem causado pelo erro de orientação causado pela direção vertical pode ser ignorado; durante o mandrilamento, a direção sensível ao erro muda com a rotação da ferramenta; durante o aplainamento, a direção sensível ao erro é vertical, e o trilho guia da base Retilinidade no plano vertical causa erros na retilinidade e planicidade da superfície usinada.
(2) Erro de rotação do fuso da máquina-ferramenta
O erro de rotação do fuso da máquina-ferramenta refere-se ao desvio do eixo rotativo real do eixo rotativo ideal. Inclui principalmente o desvio circular da face final do fuso, o desvio circular radial do fuso e a oscilação do ângulo de inclinação do eixo geométrico do fuso.
1) A influência do desvio da face final do fuso na precisão da usinagem:
①Sem efeito ao processar superfícies cilíndricas;
② Ao tornear e mandrilar a face final, haverá um erro na perpendicularidade entre a face final e o eixo da superfície cilíndrica ou um erro no nivelamento da face final;
③Durante o processamento da rosca, haverá um erro de ciclo de passo.
2) A influência do batimento radial do fuso na precisão da usinagem:
①Se o erro de rotação radial for manifestado pelo movimento linear harmônico simples do eixo real na direção da coordenada do eixo y, o furo feito pela mandriladora é um furo elíptico e o erro de circularidade é a amplitude do desvio circular radial; enquanto o furo produzido pelo torno não tem efeito;
②Se o eixo geométrico do fuso se mover excentricamente, um círculo cujo raio é a distância da ponta da ferramenta ao eixo médio pode ser obtido independentemente do torneamento ou mandrilamento.
3) A influência da oscilação do ângulo de inclinação do eixo geométrico do fuso na precisão da usinagem:
① A trajetória cônica do eixo geométrico formando um certo ângulo de cone no espaço em relação ao eixo médio é equivalente ao movimento excêntrico do eixo geométrico em torno do eixo médio da perspectiva de cada seção, e os valores de excentricidade são diferentes dos a perspectiva axial;
② O eixo geométrico oscila em um determinado plano, o que é equivalente ao movimento linear harmônico simples do eixo real em um plano da perspectiva de cada seção, e as amplitudes de salto são diferentes em lugares diferentes quando vistas na direção axial;
③De fato, o balanço de inclinação do eixo geométrico do fuso é a sobreposição dos dois acima.
(3) Erro de transmissão da corrente de transmissão da máquina-ferramenta
O erro de transmissão da cadeia de transmissão da máquina-ferramenta refere-se ao erro de movimento relativo entre os elementos de transmissão na primeira e na última extremidade da cadeia de transmissão.
1) Erro de fabricação e desgaste do aparelho
O erro do aparelho refere-se principalmente a:
①Erros de fabricação de componentes de posicionamento, componentes de guia de ferramentas, mecanismos de indexação, corpos de fixação, etc.;
② Depois que o acessório é montado, o erro de tamanho relativo entre as superfícies de trabalho dos vários componentes acima;
③Abrasão da superfície de trabalho do dispositivo durante o uso.
2) Erros de fabricação e desgaste de ferramentas
O impacto dos erros da ferramenta na precisão da usinagem varia dependendo do tipo de ferramenta.
① A precisão dimensional de ferramentas de tamanho fixo (como brocas, alargadores, fresas de chaveta e brocas redondas, etc.) afeta diretamente a precisão dimensional da peça de trabalho.
②A precisão da forma das ferramentas de conformação (como ferramentas de torneamento, fresas, rebolos, etc.) afetará diretamente a precisão da forma das peças de trabalho.
③O erro de forma da lâmina das ferramentas geradas (como fresas de engrenagem, fresas estriadas, ferramentas de modelagem de engrenagens, etc.) afetará a precisão da forma da superfície usinada.
④ Para ferramentas gerais (como ferramentas de torneamento, ferramentas de mandrilar, fresas), a precisão de fabricação não tem impacto direto na precisão de usinagem, mas as ferramentas são fáceis de usar.
3) Deformação forçada do sistema de processo
O sistema de processo será deformado sob a ação da força de corte, força de aperto, gravidade e força inercial, etc., destruindo assim a relação posicional mútua entre os componentes do sistema de processo ajustado, resultando em erros de usinagem e afetando a estabilidade do processo sexo. Considere principalmente a deformação da máquina-ferramenta, a deformação da peça de trabalho e a deformação total do sistema de processo.
4. A influência da força de corte na precisão da usinagem
Considerando apenas a deformação da máquina-ferramenta, para o processamento de peças de eixo, a deformação da máquina-ferramenta sob força faz com que a peça processada tenha um formato de sela com pontas grossas e meio fino, ou seja, erros de cilindricidade. Apenas a deformação da peça de trabalho é considerada. Para o processamento de peças de eixo, a peça de trabalho é deformada pela força para que a peça processada tenha uma forma de tambor com extremidades finas e meio grosso. Para o processamento de peças de furo, a deformação da máquina-ferramenta ou peça de trabalho é considerada separadamente, e a forma da peça de trabalho após o processamento é oposta à das peças de eixo processadas.
5. Influência da força de aperto na precisão da usinagem
Quando a peça de trabalho é fixada, devido à baixa rigidez da peça de trabalho ou força de fixação inadequada, a peça de trabalho será deformada de acordo, resultando em erros de usinagem.
6. Deformação térmica do sistema de processo
Durante o processo de processamento, devido ao calor gerado por fontes de calor internas (calor de corte, calor de fricção) ou fontes de calor externas (temperatura ambiente, radiação de calor), o sistema de processo é aquecido e deformado, o que afeta a precisão do processamento. No processamento de grandes peças de trabalho e usinagem de precisão, os erros de processamento causados pela deformação térmica do sistema de processo representam 40 por cento -70 por cento do total de erros de processamento.
A influência da deformação térmica da peça de trabalho no processamento do ouro inclui dois tipos: aquecimento uniforme da peça de trabalho e aquecimento desigual da peça de trabalho.
7. Tensão residual dentro da peça de trabalho
Geração de tensão residual:
1) Tensão residual gerada durante a fabricação do blank bruto e tratamento térmico;
2) Tensões residuais causadas pelo alisamento a frio;
3) Tensão residual causada pelo corte.
8. Impacto ambiental do local de processamento
Freqüentemente, existem muitos pequenos cavacos de metal no local de processamento. Se essas lascas de metal existirem na superfície de posicionamento da peça ou na posição do orifício de posicionamento, isso afetará a precisão da usinagem da peça. Para usinagem de alta precisão, algumas lascas de metal que são tão pequenas que não podem ser vistas afetarão a precisão. Esse fator de influência será identificado, mas não há um método muito eficaz para eliminá-lo e, muitas vezes, depende muito dos métodos operacionais do operador.
Métodos de medição
Precisão de processamento De acordo com diferentes conteúdos de precisão de processamento e requisitos de precisão, diferentes métodos de medição são usados. De um modo geral, existem os seguintes tipos de métodos:
1. De acordo com a possibilidade de medir diretamente os parâmetros medidos, pode ser dividido em medição direta e medição indireta.
Medição direta: meça diretamente os parâmetros medidos para obter o tamanho medido. Por exemplo, meça com paquímetros e comparadores.
Medição indireta: mede os parâmetros geométricos relacionados ao tamanho medido e obtém o tamanho medido por meio de cálculo.
Obviamente, a medição direta é mais intuitiva, enquanto a medição indireta é mais complicada. Geralmente, quando o tamanho medido não pode atender aos requisitos de precisão por medição direta, a medição indireta deve ser usada.
2. De acordo com se o valor de leitura do instrumento de medição representa diretamente o valor do tamanho medido, ele pode ser dividido em medição absoluta e medição relativa.
Medição absoluta: o valor de leitura indica diretamente o tamanho do tamanho medido, como medir com um paquímetro vernier.
Medição relativa: O valor de leitura indica apenas o desvio da dimensão medida em relação à quantidade padrão. Se você usar um comparador para medir o diâmetro do eixo, precisará ajustar a posição zero do instrumento primeiro com um bloco medidor e depois medir. O valor medido é a diferença entre o diâmetro do eixo lateral e o tamanho do bloco padrão, que é uma medida relativa. De um modo geral, a precisão da medição relativa é maior, mas a medição é mais problemática.
3. Dependendo se a superfície medida está em contato com a cabeça de medição da ferramenta de medição, ela pode ser dividida em medição de contato e medição sem contato.
Medição de contato: A cabeça de medição está em contato com a superfície a ser contatada e há uma força de medição que atua mecanicamente. Como medir peças com um micrômetro.
Medição sem contato: A cabeça de medição não está em contato com a superfície da peça medida e a medição sem contato pode evitar a influência da força de medição nos resultados da medição. Tal como o uso do método de projeção, medição de interferometria de onda de luz e assim por diante.
4. De acordo com o número de parâmetros de medição, pode ser dividido em medição única e medição abrangente.
Medição única: meça cada parâmetro da peça sob teste separadamente.
Compreensivo
Medição combinada: mede o índice abrangente que reflete os parâmetros relevantes da peça. Por exemplo, ao medir roscas com um microscópio de ferramenta, o diâmetro real do passo da rosca, o erro de meio ângulo da forma do dente e o erro cumulativo do passo podem ser medidos respectivamente.
A medição abrangente é geralmente mais eficiente e confiável para garantir a intercambiabilidade das peças. É frequentemente usado na inspeção de peças acabadas. A medição de um único item pode determinar o erro de cada parâmetro separadamente e geralmente é usada para análise de processo, inspeção de processo e medição de parâmetros especificados.
5. De acordo com o papel da medição no processo de processamento, ela é dividida em medição ativa e medição passiva.
Medição ativa: A peça de trabalho é medida durante o processamento e os resultados são usados diretamente para controlar o processamento das peças, de modo a evitar a geração de resíduos no tempo.
Medição passiva: Medição realizada após a usinagem da peça. Esse tipo de medição pode apenas julgar se as peças processadas são qualificadas e se limita a descobrir e rejeitar produtos residuais.
6. De acordo com o estado da peça medida durante o processo de medição, ela pode ser dividida em medição estática e medição dinâmica.
Medição estática: A medição é relativamente estática. Como um micrômetro para medir o diâmetro.
Medição dinâmica: Durante a medição, a superfície medida e a cabeça de medição fazem movimento relativo no estado de trabalho simulado.
O método de medição dinâmico pode refletir a situação das peças próximas ao estado de uso, que é a direção de desenvolvimento da tecnologia de medição.
