Las personas involucradas en la industria del procesamiento a menudo tienen un fuerte deseo de ganar en términos de precisión, como si fuera fácil lograr una precisión de procesamiento de nivel μm-. Pero, de hecho, el procesamiento de alta-precisión es un campo técnico riguroso. Mucha gente ni siquiera conoce el sentido común del impacto de la temperatura en la precisión, pero hablan de precisión, ¡lo cual es realmente frustrante! A continuación, este artículo le proporcionará una divulgación científica más completa.
PARTE 1 Sentido común básico: El impacto de los cambios de temperatura en los materiales Todo el mundo sabe que los materiales generalmente tienen las características de expansión y contracción térmica. En el proceso de procesamiento de precisión, ¡no se debe ignorar el problema de la temperatura! La diferencia de temperatura puede considerarse el "enemigo" de la precisión. Si no se toma en serio este factor clave, ¿cómo podemos hablar de precisión? Después de todo, la mayoría de las máquinas están hechas de acero y hierro fundido, que cambiarán de forma y longitud con la temperatura ambiente y el calor generado por la propia máquina. La cantidad de deformación específica del material debido a la expansión y contracción térmica depende de las características propias del material y del rango de cambio de temperatura. La siguiente es una tabla de coeficientes de expansión del acero y el cobre. Tomando el acero como ejemplo, su expansión lineal se manifiesta como un cambio de 12 μm por metro de longitud cuando la temperatura cambia 1 grado. El coeficiente de expansión del acero se muestra en la siguiente figura:
Por ejemplo: si la longitud de la pieza de trabajo es de 200 mm y la temperatura cambia 10 grados, el valor de expansión es 0,02 mm. El coeficiente de expansión del cobre se muestra en la siguiente figura:
Por ejemplo: cuando la longitud del electrodo es de 200 mm y la temperatura cambia 10 grados, el valor de expansión es de 0,05 mm. PARTE 2 La temperatura causa errores de detección Si la pieza de trabajo, el instrumento y el medidor utilizados para la detección están hechos de diferentes materiales y no están por debajo de la temperatura estándar (20 grados) durante la detección, entonces la desviación de la temperatura estándar se convertirá en un factor importante en el error de detección. Error de detección causado por la temperatura.
Por ejemplo, tomando la detección como ejemplo, si un bloque de acero de 100 mm de largo se calienta con la temperatura de la palma y su temperatura aumenta 4 grados, su longitud cambiará en 4,6 μm. Además, al medir piezas de alta-precisión, deben estar disponibles métodos de medición de mayor-precisión. Si el índice de precisión del instrumento o equipo de medición en sí no es alto, ¿cómo se puede lograr una medición de alta-precisión? PARTE 3 Concepto de procesamiento importante: Mantener la estabilidad térmica Tome como ejemplo una pieza de acero con un tamaño de 100x30x20 mm. Cuando la temperatura baja de 25 grados a 20 grados, su tamaño cambiará: a 25 grados, el tamaño es 6 μm más grande, y cuando la temperatura baja a 20 grados, el tamaño es solo 0,12 μm más grande. Este es un proceso de estabilización térmica. Incluso si la temperatura desciende rápidamente, se necesita cierto tiempo para mantener una precisión estable. Generalmente, cuanto más grande es el objeto, más tiempo se necesita para restablecer la precisión estable cuando cambia la temperatura.
Algunas fábricas sin experiencia en mecanizado de precisión a menudo atribuyen la causa de la precisión inestable a problemas de precisión del equipo al realizar mecanizado de precisión. Las fábricas experimentadas saben que es de sentido común prestar atención al equilibrio térmico entre la temperatura ambiente y las máquinas herramienta. Entienden que incluso si la máquina herramienta tiene una alta precisión, la estabilidad de la precisión del mecanizado solo se puede garantizar en un ambiente de temperatura estable y un estado de equilibrio térmico.
Mantener la estabilidad térmica es un concepto importante que debe comprenderse profundamente en el mecanizado de precisión. Algunas personas pueden estar enredadas en si la temperatura debe mantenerse en 20 grados o 23 grados. De hecho, la clave es mantener estable el valor de temperatura objetivo. En teoría, generalmente se requiere que la temperatura sea de 20 grados, pero en los talleres reales, la temperatura generalmente se controla entre 22 y 23 grados, siempre que la fluctuación de temperatura esté estrictamente controlada. PARTE 4 Comprenda correctamente la precisión y el análisis del procesamiento. En términos generales, la precisión del procesamiento se puede dividir en precisión y exactitud. A través de la siguiente figura, podemos tener una comprensión más intuitiva. Precisión (Precisión) La precisión se refiere a la reproducibilidad y coherencia entre los resultados obtenidos cuando se utiliza la misma muestra de repuesto para mediciones repetidas. A veces, una alta precisión no significa una alta exactitud. Por ejemplo, los tres resultados obtenidos al medir con una longitud de 1 mm como estándar son 1,051 mm, 1,053 mm y 1,052 mm respectivamente. Aunque la precisión de este conjunto de datos es alta, no es exacta. Precisión (Exactitud) La precisión se refiere al grado de cercanía entre el resultado de la medición y el valor real. Cuando la precisión de la medición es alta, significa que el error del sistema es pequeño y la desviación del valor promedio de los datos medidos del valor real es pequeña, pero la discreción de los datos, es decir, el tamaño del error accidental no está claro. La relación entre precisión, exactitud y temperatura suele estar estrechamente relacionada con la precisión y la exactitud. Si la precisión de las piezas mecanizadas es alta pero la precisión es insuficiente, puede ser que la temperatura del taller fluctúe ligeramente pero se desvíe mucho de la temperatura estándar; si las piezas tienen alta precisión pero poca exactitud, es probable que la temperatura del taller fluctúe mucho, lo que resulta en una gran discreción en la precisión; Si las piezas no son precisas ni exactas, significa que la temperatura del taller se desvía mucho de los requisitos estándar de temperatura y control. PARTE 5 Precalentamiento de máquina herramienta olvidado Al utilizar máquinas herramienta CNC de precisión para mecanizado de alta-precisión en la fábrica, es posible que haya tenido una experiencia de este tipo: todas las mañanas, cuando se enciende la máquina para mecanizar, la precisión de mecanizado del primer producto suele ser insatisfactoria; El primer lote de piezas que se encienden para mecanizar después de unas largas vacaciones a menudo tienen una precisión inestable y la probabilidad de falla es muy alta cuando se realiza un mecanizado de alta-precisión, especialmente en términos de precisión de posición. La máquina herramienta solo puede garantizar la estabilidad de la precisión del mecanizado en un entorno de temperatura estable y en un estado de equilibrio térmico. Cuando se realiza mecanizado de alta-precisión inmediatamente después de encender la máquina, precalentar la máquina herramienta es de sentido común básico para el mecanizado de precisión. La precisión del mecanizado varía mucho cuando la máquina herramienta deja de funcionar durante un tiempo prolongado y cuando se encuentra en equilibrio térmico. Esto se debe a que la temperatura del husillo y de cada eje móvil de la máquina herramienta CNC será relativamente estable en un cierto nivel después de funcionar durante un período de tiempo y, a medida que aumenta el tiempo de procesamiento, la precisión térmica de la máquina herramienta CNC se estabilizará gradualmente, lo que demuestra plenamente la necesidad de precalentar el husillo y las piezas móviles antes del procesamiento. Sin embargo, muchas fábricas ignoran el vínculo de preparación del "ejercicio de calentamiento" de las máquinas herramienta, o incluso no saben nada al respecto. Si la máquina herramienta ha estado inactiva durante más de unos pocos días, se recomienda precalentarla durante más de 30 minutos antes de realizar un procesamiento de alta-precisión; si el tiempo de inactividad es de sólo unas horas, precaliente de 5 a 10 minutos. Durante el precalentamiento, se puede permitir que la máquina herramienta participe en el movimiento repetido del eje de mecanizado, y es mejor realizar un enlace de múltiples ejes, como mover el eje XYZ desde la esquina inferior izquierda del sistema de coordenadas a la esquina superior derecha y caminar repetidamente en diagonal. En la operación real, se puede escribir un programa macro en la máquina herramienta para permitir que la máquina herramienta realice automática y repetidamente acciones de precalentamiento. Cuando la máquina herramienta está completamente precalentada, se puede poner en producción de procesamiento de alta-precisión, y en este momento se puede obtener una precisión de procesamiento estable y consistente.
