Новини - Проаналізуйте три основні пункти, які потребують вимірювання точності під час поставки обробного центру з ЧПК.

Аналіз ключових елементів у прийнятті точності обробних центрів з ЧПК

Анотація: У цій статті детально розглядаються три ключові елементи, які необхідно вимірювати для забезпечення точності під час постачання обробних центрів з ЧПК, а саме: геометрична точність, точність позиціонування та точність різання. Завдяки глибокому аналізу значень кожного прецизійного елемента, змісту контролю, поширених інструментів контролю та запобіжних заходів під час контролю, вона надає комплексні та систематичні рекомендації щодо приймальної роботи обробних центрів з ЧПК, що допомагає забезпечити високу продуктивність та точність обробних центрів під час постачання для використання, що відповідає вимогам високоточної обробки промислового виробництва.

I. Вступ

Як одне з основних пристроїв у сучасному виробництві, точність обробних центрів з ЧПК безпосередньо впливає на якість оброблюваних деталей та ефективність виробництва. На етапі постачання вкрай важливо проводити всебічні та ретельні вимірювання, а також приймати геометричну точність, точність позиціонування та точність різання. Це пов'язано не лише з надійністю обладнання під час першого введення в експлуатацію, але й є важливою гарантією його подальшої довгострокової стабільної роботи та високоточної обробки.

II. Геометричний контроль точності обробних центрів з ЧПК

(I) Пункти інспекції та їх значення

Візьмемо за приклад звичайний вертикальний обробний центр, його контроль геометричної точності охоплює кілька важливих аспектів.

Плоскість поверхні робочого столу: Як орієнтир для затискання заготовок, площинність поверхні робочого столу безпосередньо впливає на точність встановлення заготовок та якість площини після обробки. Якщо площинність перевищує допуск, під час обробки плоских заготовок виникатимуть такі проблеми, як нерівномірна товщина та погіршення шорсткості поверхні.
Взаємна перпендикулярність рухів у кожному напрямку координат: Відхилення перпендикулярності між осями координат X, Y та Z призведе до змін просторової геометричної форми оброблюваної заготовки. Наприклад, під час фрезерування прямокутної заготовки спочатку перпендикулярні ребра матимуть кутові відхилення, що серйозно впливає на продуктивність складання заготовки.
Паралельність поверхні робочого столу під час рухів у напрямках координат X та Y: Ця паралельність забезпечує постійне відносне положення між ріжучим інструментом та поверхнею робочого столу під час руху інструменту в площині X та Y. В іншому випадку під час плоского фрезерування виникатимуть нерівномірні припуски на обробку, що призведе до погіршення якості поверхні та навіть надмірного зносу ріжучого інструменту.
Паралельність сторони Т-подібного паза на поверхні робочого столу під час руху в напрямку координати X: Для завдань обробки, які потребують позиціонування кріплення за допомогою Т-подібного паза, точність цієї паралельності пов'язана з точністю встановлення кріплення, що, у свою чергу, впливає на точність позиціонування та точність обробки заготовки.
Осьове биття шпинделя: Осьове биття шпинделя спричиняє незначне зміщення ріжучого інструменту в осьовому напрямку. Під час свердління, розточування та інших процесів обробки це призводить до похибок у діаметрі отвору, погіршення циліндричності отвору та збільшення шорсткості поверхні.
Радіальне биття отвору шпинделя: Воно впливає на точність затискання різального інструменту, що призводить до нестабільності радіального положення інструменту під час обертання. Під час фрезерування зовнішнього кола або розточування отворів це збільшує похибку форми контуру оброблюваної деталі, що ускладнює забезпечення круглості та циліндричності.
Паралельність осі шпинделя, коли шпиндель рухається вздовж напрямку координати Z: Цей показник точності є вирішальним для забезпечення узгодженості відносного положення між ріжучим інструментом та заготовкою під час оброблення в різних положеннях осі Z. Якщо паралельність погана, під час глибокого фрезерування або розточування виникатиме нерівномірна глибина обробки.
Перпендикулярність осі обертання шпинделя до поверхні робочого столу: Для вертикальних обробних центрів ця перпендикулярність безпосередньо визначає точність обробки вертикальних та похилих поверхонь. Якщо є відхилення, виникатимуть такі проблеми, як неперпендикулярність вертикальних поверхонь та неточні кути похилих поверхонь.
Прямолінійність руху шпиндельної коробки вздовж напрямку координати Z: Похибка прямолінійності призведе до відхилення ріжучого інструменту від ідеальної прямолінійної траєкторії під час руху вздовж осі Z. Під час обробки глибоких отворів або багатоступінчастих поверхонь це призведе до помилок співвісності між ступенями та помилок прямолінійності отворів.

(II) Зазвичай використовувані інструменти інспекції

Геометрична точність контролю вимагає використання серії високоточних контрольних інструментів. Точні рівні можна використовувати для вимірювання рівності поверхні робочого столу, а також прямолінійності та паралельності в кожному напрямку координатної осі; точні косинці, прямокутні косинці та паралельні лінійки можуть допомогти у виявленні перпендикулярності та паралельності; паралельні світлові трубки можуть забезпечити високоточні опорні прямі лінії для порівняльних вимірювань; індикатори годинникового типу та мікрометри широко використовуються для вимірювання різних незначних переміщень та биття, таких як осьове та радіальне биття шпинделя; високоточні контрольні штанги часто використовуються для визначення точності отвору шпинделя та положення між шпинделем та координатними осями.

(III) Запобіжні заходи при огляді

Геометричну перевірку точності обробних центрів з ЧПК необхідно завершити одночасно після точного налаштування обробних центрів з ЧПК. Це пояснюється тим, що між різними показниками геометричної точності існують взаємопов'язані та інтерактивні зв'язки. Наприклад, площинність поверхні робочого столу та паралельність руху координатних осей можуть обмежувати одне одного. Налаштування одного елемента може мати ланцюгову реакцію на інші пов'язані елементи. Якщо один елемент налаштовується, а потім перевіряється по черзі, важко точно визначити, чи справді загальна геометрична точність відповідає вимогам, а також це не сприяє пошуку першопричини відхилень точності та проведенню систематичних налаштувань та оптимізацій.

III. Контроль точності позиціонування обробних центрів з ЧПК

(I) Визначення та фактори, що впливають на точність позиціонування

Точність позиціонування стосується точності позиціонування, якої може досягти кожна координатна вісь обробного центру з ЧПК під керуванням пристрою числового керування. Вона головним чином залежить від точності керування системою числового керування та похибок механічної системи передачі. Роздільна здатність системи числового керування, алгоритми інтерполяції та точність пристроїв виявлення зворотного зв'язку впливатимуть на точність позиціонування. Що стосується механічної передачі, такі фактори, як похибка кроку ходового гвинта, зазор між ходовим гвинтом та гайкою, прямолінійність та тертя напрямної рейки, також значною мірою визначають рівень точності позиціонування.

(II) Зміст інспекції

Точність позиціонування та повторювана точність позиціонування кожної осі лінійного руху: Точність позиціонування відображає діапазон відхилення між заданим положенням і фактично досягнутим положенням координатної осі, тоді як повторювана точність позиціонування відображає ступінь розсіювання положення, коли координатна вісь неодноразово переміщується в одне й те саме задане положення. Наприклад, під час контурного фрезерування низька точність позиціонування призведе до відхилень між формою обробленого контуру та розробленим контуром, а низька повторювана точність позиціонування призведе до невідповідних траєкторій обробки під час багаторазової обробки одного й того ж контуру, що впливатиме на якість поверхні та точність розмірів.
Точність повернення механічного початку координат кожної осі лінійного руху: Механічний початок координат є точкою відліку осі координат, і його точність повернення безпосередньо впливає на точність початкового положення осі координат після ввімкнення верстата або виконання операції повернення в нульове положення. Якщо точність повернення не висока, це може призвести до відхилень між початком системи координат заготовки під час подальшої обробки та розробленим початком координат, що призведе до систематичних помилок положення в усьому процесі обробки.
Люфт кожної осі лінійного руху: Коли координатна вісь перемикається між рухом вперед і назад через такі фактори, як зазор між компонентами механічної передачі та зміни тертя, виникає люфт. У завданнях обробки з частими рухами вперед і назад, таких як фрезерування різьби або виконання зворотно-поступальної контурної обробки, люфт спричиняє «ступінчасті» помилки в траєкторії обробки, що впливає на точність обробки та якість поверхні.
Точність позиціонування та повторюваність позиціонування кожної осі обертального руху (обертовий робочий стіл): Для обробних центрів з обертовими робочими столами точність позиціонування та повторюваність позиціонування осей обертального руху є вирішальними для обробки заготовок з круговим індексуванням або багатостанційної обробки. Наприклад, під час обробки заготовок зі складними характеристиками кругового розподілу, такими як лопатки турбін, точність осі обертання безпосередньо визначає кутову точність та рівномірність розподілу між лопатками.
Точність повернення початку координат кожної осі обертального руху: Подібно до осі лінійного руху, точність повернення початку координат осі обертального руху впливає на точність її початкового кутового положення після операції повернення в нульове положення та є важливою основою для забезпечення точності багатостанційної обробки або обробки круговим індексуванням.
Люфт кожної осі обертального руху: Люфт, що виникає, коли вісь обертання перемикається між прямим та зворотним обертанням, спричиняє кутові відхилення під час обробки кругових контурів або виконання кутового індексування, впливаючи на точність форми та точність положення заготовки.

(III) Методи та обладнання для інспекції

Для перевірки точності позиціонування зазвичай використовується високоточне контрольне обладнання, таке як лазерні інтерферометри та решітчасті шкали. Лазерний інтерферометр точно вимірює зміщення координатної осі, випромінюючи лазерний промінь та вимірюючи зміни в його інтерференційних смугах, щоб отримати різні показники, такі як точність позиціонування, точність повторюваного позиціонування та люфт. Решітчаста шкала встановлена безпосередньо на координатній осі та передає інформацію про положення координатної осі, зчитуючи зміни в решітчастих смугах, що може бути використано для онлайн-моніторингу та перевірки параметрів, пов'язаних з точністю позиціонування.

IV. Контроль точності різання на обробних центрах з ЧПК

(I) Природа та значення точності різання

Точність різання обробного центру з ЧПК – це комплексний показник точності, який відображає рівень точності обробки, якого верстат може досягти в процесі різання, всебічно враховуючи різні фактори, такі як геометрична точність, точність позиціонування, продуктивність ріжучого інструменту, параметри різання та стабільність технологічної системи. Контроль точності різання – це остаточна перевірка загальної продуктивності верстата та безпосередньо пов'язаний з тим, чи відповідає оброблена заготовка вимогам проектування.

(II) Класифікація та зміст інспекції

Контроль точності одиночної обробки
- Точність розточування – округлість, циліндричність: Розточування – це поширений процес обробки на обробних центрах. Округлість і циліндричність отвору безпосередньо відображають рівень точності верстата, коли обертальний та лінійний рухи працюють разом. Похибки округлості призведуть до нерівномірних розмірів діаметра отвору, а похибки циліндричності спричинять вигин осі отвору, що вплине на точність прилягання до інших деталей.
- Площинність та різниця кроків плоского фрезерування кінцевими фрезами: Під час фрезерування площини кінцевою фрезою площинність відображає паралельність між поверхнею робочого столу та площиною руху інструменту, а також рівномірний знос ріжучої кромки інструменту, тоді як різниця кроків відображає стабільність глибини різання інструменту в різних положеннях під час процесу плоского фрезерування. Якщо є різниця кроків, це вказує на проблеми з рівномірністю руху верстата в площинах X та Y.
- Перпендикулярність та паралельність бокового фрезерування кінцевими фрезами: Під час фрезерування бічної поверхні перпендикулярність та паралельність відповідно перевіряють перпендикулярність між віссю обертання шпинделя та віссю координат, а також співвідношення паралельності між інструментом та опорною поверхнею під час різання на бічній поверхні, що має велике значення для забезпечення точності форми та точності складання бічної поверхні заготовки.
Точний контроль обробки стандартного комплексного випробувального зразка
- Зміст контролю точності різання для горизонтальних обробних центрів
  - Точність відстані між отворами — у напрямку осі X, напрямку осі Y, діагональному напрямку та відхиленні діаметра отвору: Точність відстані між отворами всебічно перевіряє точність позиціонування верстата в площинах X та Y, а також здатність контролювати точність розмірів у різних напрямках. Відхилення діаметра отвору додатково відображає стабільність точності процесу розточування.
  - Прямолінійність, паралельність, різниця товщини та перпендикулярність фрезерування навколишніх поверхонь кінцевими фрезами: Фрезерування навколишніх поверхонь кінцевими фрезами дозволяє визначити точність положення інструмента відносно різних поверхонь заготовки під час багатоосьової обробки з'єднаннями. Прямолінійність, паралельність та перпендикулярність відповідно перевіряють точність геометричної форми між поверхнями, а різниця товщини відображає точність контролю глибини різання інструменту в напрямку осі Z.
  - Прямолінійність, паралельність та перпендикулярність двоосьового фрезерування прямих ліній: Двоосьове фрезерування прямих ліній є базовою операцією контурної обробки. Ця прецизійна перевірка дозволяє оцінити точність траєкторії руху верстата, коли осі X та Y рухаються координовано, що відіграє ключову роль у забезпеченні точності обробки заготовок з різними формами прямолінійного контуру.
  - Округлість дугового фрезерування кінцевими фрезами: Точність дугового фрезерування головним чином перевіряє точність верстата під час дугового інтерполяційного руху. Похибки округлості впливатимуть на точність форми заготовок з дуговими контурами, таких як корпуси підшипників та шестерні.

(III) Умови та вимоги до контролю точності різання

Перевірку точності різання слід проводити після того, як геометрична точність та точність позиціонування верстата будуть визнані кваліфікованими. Слід вибрати відповідні ріжучі інструменти, параметри різання та матеріали заготовки. Ріжучі інструменти повинні мати добру гостроту та зносостійкість, а параметри різання слід обґрунтовано вибирати відповідно до продуктивності верстата, матеріалу ріжучого інструменту та матеріалу заготовки, щоб забезпечити справжню точність різання верстата за нормальних умов різання. Тим часом, під час процесу перевірки, оброблену заготовку слід точно виміряти, а для всебічної та точної оцінки різних показників точності різання слід використовувати високоточне вимірювальне обладнання, таке як координатно-вимірювальні машини та профілометри.

V. Висновок

Перевірка геометричної точності, точності позиціонування та точності різання під час постачання обробних центрів з ЧПК є ключовою ланкою для забезпечення якості та продуктивності верстатів. Геометрична точність гарантує базову точність верстатів, точність позиціонування визначає точність верстатів під час керування рухом, а точність різання – це комплексна перевірка загальної оброблюваності верстатів. Під час фактичного процесу приймання необхідно суворо дотримуватися відповідних стандартів та специфікацій, застосовувати відповідні інструменти та методи перевірки, а також всебічно та ретельно вимірювати та оцінювати різні показники точності. Тільки після виконання всіх трьох вимог до точності обробний центр з ЧПК може бути офіційно введений у виробництво та експлуатацію, забезпечуючи високоточні та високоефективні послуги з обробки для обробної промисловості та сприяючи розвитку промислового виробництва в напрямку вищої якості та більшої точності. Тим часом регулярна перевірка та калібрування точності обробного центру також є важливим заходом для забезпечення його довгострокової стабільної роботи та постійної надійності точності обробки.