Como robot, lidiar con el mecanizado todos los días es inseparable de la precisión, pero ¿realmente entiendes la precisión del mecanizado? ¡Hoy, el editor le dará una interpretación detallada de la precisión del mecanizado!
La precisión del mecanizado es el grado en que los tres parámetros geométricos del tamaño, la forma y la posición reales de la superficie de la pieza mecanizada se ajustan a los parámetros geométricos ideales requeridos por el dibujo. Los parámetros geométricos ideales, en términos de tamaño, son el tamaño medio; en términos de geometría superficial, son círculos absolutos, cilindros, planos, conos y rectas, etc.; en términos de posiciones mutuas entre superficies, son paralelismo absoluto, vertical, coaxial, simétrico, etc. La desviación entre los parámetros geométricos reales de la pieza y los parámetros geométricos ideales se denomina error de mecanizado.
Introducción a la precisión de mecanizado
La precisión de mecanizado se utiliza principalmente para producir productos, y tanto la precisión de mecanizado como el error de mecanizado son términos para evaluar los parámetros geométricos de la superficie mecanizada. La precisión de mecanizado se mide por el grado de tolerancia, cuanto menor sea el valor de grado, mayor será la precisión; el error de mecanizado se expresa mediante un valor numérico, cuanto mayor sea el valor numérico, mayor será el error. Alta precisión de mecanizado significa pequeño error de mecanizado y viceversa.
Hay 20 grados de tolerancia desde IT01, IT0, IT1, IT2, IT3 hasta IT18. Entre ellos, IT01 representa la precisión de procesamiento más alta de la pieza e IT18 representa la precisión de procesamiento más baja de la pieza. En términos generales, IT7 e IT8 tienen una precisión de procesamiento media. nivel.
Los parámetros reales obtenidos por cualquier método de procesamiento no serán absolutamente exactos. Desde la perspectiva de la función de la pieza, siempre que el error de procesamiento esté dentro del rango de tolerancia requerido por el dibujo de la pieza, se considera que la precisión del procesamiento está garantizada.
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La diferencia entre exactitud y precisión:
1. Precisión
Se refiere al grado de cercanía entre los resultados de medición obtenidos y el valor real. La alta precisión de medición significa que el error sistemático es pequeño. En este momento, el valor promedio de los datos de medición se desvía menos del valor real, pero los datos están dispersos, es decir, el tamaño del error accidental no está claro.
2. Precisión
Se refiere a la reproducibilidad y consistencia entre los resultados obtenidos por mediciones repetidas utilizando la misma muestra de repuesto. Es posible tener una alta precisión, pero la precisión no es exacta. Por ejemplo, los tres resultados obtenidos usando una longitud de 1 mm para la medición son 1,051 mm, 1,053 y 1,052, respectivamente. Aunque tienen una alta precisión, no son exactos.
Exactitud significa la exactitud de los resultados de la medición, precisión significa la repetibilidad y reproducibilidad de los resultados de la medición, la precisión es el requisito previo para la exactitud.
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1. Precisión dimensional
Se refiere al grado de conformidad entre el tamaño real de la pieza procesada y el centro de la zona de tolerancia del tamaño de la pieza.
2. Precisión de la forma
Se refiere al grado de conformidad entre la forma geométrica real de la superficie de la pieza procesada y la forma geométrica ideal.
3. Precisión de posición
Se refiere a la diferencia en la precisión de la posición real entre las superficies relevantes de las piezas mecanizadas.
4. Interrelaciones
Por lo general, al diseñar piezas de máquinas y especificar la precisión de mecanizado de las piezas, se debe prestar atención al control del error de forma dentro de la tolerancia de posición, y el error de posición debe ser menor que la tolerancia de tamaño. Es decir, para piezas de precisión o superficies importantes de piezas, los requisitos de precisión de forma deben ser más altos que los requisitos de precisión de posición, y los requisitos de precisión de posición deben ser más altos que los requisitos de precisión dimensional.
Métodos para mejorar la precisión del mecanizado
1. Ajustar el sistema de proceso
ajuste de corte de prueba
Corte de prueba - Medición del tamaño - Ajuste de la cantidad de corte de la herramienta - Corte - Corte de nuevo, y así sucesivamente hasta alcanzar el tamaño requerido. Este método tiene una baja eficiencia de producción y se utiliza principalmente para la producción de una sola pieza y lotes pequeños.
método de ajuste
El tamaño requerido se obtiene preajustando las posiciones relativas de la máquina herramienta, el accesorio, la pieza de trabajo y la herramienta. Este método tiene una alta productividad y se utiliza principalmente para la producción en masa.
2. Reducir el error de la máquina
1) Mejorar la precisión de fabricación de las piezas del eje principal
La precisión de rotación del rodamiento debe mejorarse:
① Utilice rodamientos de alta precisión;
②Adoptar cojinete de presión dinámica de cuña multi-aceite de alta precisión;
③Uso de cojinetes hidrostáticos de alta precisión
Se debe mejorar la precisión de los encajes con el rodamiento:
① Mejore la precisión de mecanizado del orificio de soporte de la caja y el diario del husillo;
② Mejore la precisión de mecanizado de la superficie que coincide con el rodamiento;
③Mida y ajuste el rango de descentramiento radial de las partes correspondientes para compensar o compensar el error.
2) Precargar correctamente el rodamiento
①La brecha se puede eliminar;
②Aumenta la rigidez del rodamiento;
③ Homogeneización del error del cuerpo rodante.
3) Haga que la precisión de rotación del husillo no se refleje en la pieza de trabajo.
3. Reducir el error de transmisión de la cadena de transmisión.
1) El número de piezas de transmisión es pequeño, la cadena de transmisión es corta y la precisión de la transmisión es alta;
2) El uso de transmisión de velocidad reducida (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) La precisión de la pieza final debe ser superior a la de otras piezas de transmisión.
4. Reducir el desgaste de las herramientas
El desgaste dimensional de la herramienta debe reafilarse antes de que alcance la etapa de desgaste agudo
5. Reducir el estrés y la deformación del sistema de proceso
Principalmente de:
(1) Mejorar la rigidez del sistema, especialmente la rigidez de los enlaces débiles en el sistema de proceso;
(2) Reducir la carga y su variación.
Aumentar la rigidez del sistema:
(1) Diseño estructural razonable
1) Minimizar el número de superficies de conexión;
2) Prevenir la ocurrencia de enlaces locales de baja rigidez;
3) La estructura y la forma de la sección transversal de la cimentación y el soporte deben seleccionarse razonablemente.
(2) Mejorar la rigidez de contacto de la superficie de conexión
1) Mejorar la calidad de la superficie de unión entre piezas en componentes de máquinas herramienta;
2) Precargar los componentes de la máquina herramienta;
3) Mejorar la precisión del plano de referencia de posicionamiento de la pieza de trabajo y reducir su valor de rugosidad superficial.
(3) Adoptar métodos razonables de sujeción y posicionamiento.
Carga reducida y su variación:
(1) Seleccione razonablemente los parámetros geométricos y la cantidad de corte de la herramienta para reducir la fuerza de corte;
(2) Agrupe los espacios en blanco e intente hacer que la asignación de procesamiento de los espacios en blanco sea uniforme durante el ajuste.
6. Reducir la deformación térmica del sistema de proceso.
(1) Reducir el calentamiento de las fuentes de calor y aislar las fuentes de calor
1) Use una cantidad de corte más pequeña;
2) Cuando se requiera que la precisión de las piezas sea alta, separar los procesos de mecanizado de desbaste y acabado;
3) Separar la fuente de calor de la máquina herramienta tanto como sea posible para reducir la deformación térmica de la máquina herramienta;
4) Para fuentes de calor inseparables, como cojinetes de husillo, pares de tuercas roscadas, pares de rieles de guía que se mueven a alta velocidad, etc., mejore sus características de fricción desde el punto de vista de la estructura y la lubricación, reduzca la generación de calor o use materiales aislantes del calor;
5) Utilice refrigeración por aire forzado, refrigeración por agua y otras medidas de disipación de calor.
(2) Campo de temperatura de equilibrio
(3) Adoptar una estructura de componente de máquina herramienta razonable y un punto de referencia de ensamblaje
1) Adoptar una estructura térmicamente simétrica: en la caja de cambios, los ejes, cojinetes, engranajes de transmisión, etc. están dispuestos simétricamente, lo que puede hacer que el aumento de temperatura de la pared de la caja sea uniforme y reducir la deformación de la caja;
2) Seleccione razonablemente el dato de montaje de las piezas de la máquina herramienta.
(4) Acelerar para alcanzar el equilibrio de transferencia de calor;
(5) Controlar la temperatura ambiente.
7. Reducir el estrés residual
(1) Aumentar el proceso de tratamiento térmico para eliminar el estrés interno;
(2) Organizar el proceso razonablemente.
Factores que afectan la precisión del mecanizado
1. Error de principio de procesamiento
El error del principio de mecanizado se refiere al error causado por el uso de un perfil de hoja aproximado o una relación de transmisión aproximada para el procesamiento. Los errores del principio de procesamiento aparecen principalmente en el procesamiento de roscas, engranajes y superficies curvas complejas.
Por ejemplo, la placa de engranajes que se usa para procesar engranajes con volutas, para facilitar la fabricación de placas, utiliza un tornillo sinfín básico de Arquímedes o un tornillo sinfín básico de perfil recto normal en lugar de un tornillo sinfín básico con bobinas, de modo que la forma del diente de engranajes con volutas puede producir un error. Otro ejemplo es cuando se gira un tornillo sinfín de módulo, ya que el paso del tornillo sin fin es igual al paso de la rueda del tornillo sinfín (es decir, mπ), donde m es el módulo y π es un número irracional, pero el número de dientes del reemplazo el engranaje del torno es limitado, elija el engranaje de reemplazo Cuando π solo se puede calcular como un valor fraccionario aproximado (π=3.1415), esto causará la inexactitud de la herramienta para el movimiento de formación de la pieza de trabajo (movimiento en espiral) , lo que resulta en un error de tono.
En el procesamiento, el procesamiento aproximado generalmente se usa para mejorar la productividad y la economía bajo la premisa de que el error teórico puede cumplir con los requisitos de precisión del procesamiento (<=10%-15% dimensional tolerance).
2. Error de ajuste
El error de ajuste de la máquina herramienta se refiere al error causado por un ajuste inexacto.
3. Error de máquina herramienta
El error de máquina herramienta se refiere al error de fabricación, error de instalación y desgaste de la máquina herramienta. Incluye principalmente el error de guía del riel guía de la máquina herramienta, el error de rotación del husillo de la máquina herramienta y el error de transmisión de la cadena de transmisión de la máquina herramienta.
(1) Error de guiado del carril guía de la máquina herramienta
1) Precisión de guía del riel guía: el grado de conformidad entre la dirección de movimiento real de las partes móviles del par de rieles guía y la dirección de movimiento ideal. incluyen principalmente:
① La rectitud Δy del carril guía en el plano horizontal y la rectitud Δz en el plano vertical (flexión);
② Paralelismo (distorsión) de los rieles de guía delanteros y traseros;
③ Error de paralelismo o error de perpendicularidad del riel guía al eje de rotación del eje principal en el plano horizontal y en el plano vertical.
2) La influencia de la precisión de guía del riel guía en el proceso de corte considera principalmente el desplazamiento relativo entre la herramienta y la pieza de trabajo en la dirección sensible al error causada por el error del riel guía. Durante el torneado, la dirección sensible al error es la dirección horizontal, y se puede ignorar el error de mecanizado causado por el error de guía causado por la dirección vertical; durante el mandrinado, la dirección sensible al error cambia con la rotación de la herramienta; durante el cepillado, la dirección sensible al error es vertical, y la rectitud del riel guía de la cama en el plano vertical provoca errores en la rectitud y planitud de la superficie mecanizada.
(2) Error de rotación del husillo de la máquina herramienta
El error de rotación del husillo de la máquina herramienta se refiere a la desviación del eje de rotación real del eje de rotación ideal. Incluye principalmente el descentramiento circular de la cara del extremo del husillo, el descentramiento circular radial del husillo y el ángulo de inclinación del eje geométrico del husillo.
1) La influencia del descentramiento de la cara frontal del husillo en la precisión del mecanizado:
①Sin efecto al procesar superficies cilíndricas;
② Al tornear y perforar la cara final, habrá un error en la perpendicularidad entre la cara final y el eje de la superficie cilíndrica o un error en la planitud de la cara final;
③Durante el procesamiento del hilo, habrá un error de ciclo de paso.
2) La influencia del descentramiento radial del husillo en la precisión del mecanizado:
①Si el error de rotación radial se manifiesta por el movimiento lineal armónico simple del eje real en la dirección de las coordenadas del eje y, el orificio perforado por la máquina perforadora es un orificio elíptico y el error de redondez es la amplitud del descentramiento circular radial; mientras que el agujero producido por el torno no tiene efecto;
②Si el eje geométrico del husillo se mueve excéntricamente, se puede obtener un círculo cuyo radio es la distancia desde la punta de la herramienta hasta el eje promedio, independientemente del torneado o mandrinado.
3) La influencia del ángulo de inclinación del eje geométrico del husillo en la precisión del mecanizado:
① La trayectoria cónica del eje geométrico que forma un cierto ángulo de cono en el espacio con respecto al eje promedio es equivalente al movimiento excéntrico del eje geométrico alrededor del eje promedio desde la perspectiva de cada sección, y los valores de excentricidad son diferentes de la perspectiva axial;
② El eje geométrico oscila en un cierto plano, que es equivalente al movimiento lineal armónico simple del eje real en un plano desde la perspectiva de cada sección, y las amplitudes de salto son diferentes en diferentes lugares cuando se ven desde la dirección axial;
③De hecho, la oscilación de inclinación del eje geométrico del eje es la superposición de los dos anteriores.
(3) Error de transmisión de la cadena de transmisión de la máquina herramienta
El error de transmisión de la cadena de transmisión de la máquina herramienta se refiere al error de movimiento relativo entre los elementos de transmisión en el primer y último extremo de la cadena de transmisión.
1) Error de fabricación y desgaste de la luminaria
El error del fixture se refiere principalmente a:
①Errores de fabricación de componentes de posicionamiento, componentes de guía de herramientas, mecanismos de indexación, cuerpos de sujeción, etc.;
② Después de ensamblar el accesorio, el error de tamaño relativo entre las superficies de trabajo de los diversos componentes anteriores;
③Abrasión de la superficie de trabajo del accesorio durante el uso.
2) Errores de fabricación y desgaste de herramientas
El impacto de los errores de herramienta en la precisión del mecanizado varía según el tipo de herramienta.
① La precisión dimensional de las herramientas de tamaño fijo (como brocas, escariadores, fresas de chaveteros y brochas redondas, etc.) afecta directamente la precisión dimensional de la pieza de trabajo.
②La precisión de la forma de las herramientas de formación (como las herramientas de torneado de formación, las fresas de formación, las muelas abrasivas de formación, etc.) afectará directamente la precisión de la forma de las piezas de trabajo.
③El error en la forma de la cuchilla de las herramientas generadas (como placas de engranajes, placas de ranura, herramientas de modelado de engranajes, etc.) afectará la precisión de la forma de la superficie mecanizada.
④ Para herramientas generales (como herramientas de torneado, herramientas de perforación, fresas), la precisión de fabricación no tiene un impacto directo en la precisión de mecanizado, pero las herramientas son fáciles de usar.
3) Deformación forzada del sistema de proceso
El sistema de proceso se deformará bajo la acción de la fuerza de corte, la fuerza de sujeción, la gravedad y la fuerza de inercia, etc., lo que destruirá la relación de posición mutua entre los componentes del sistema de proceso ajustado, lo que provocará errores de mecanizado y afectará la estabilidad del proceso. sexo. Considere principalmente la deformación de la máquina herramienta, la deformación de la pieza de trabajo y la deformación total del sistema de proceso.
4. La influencia de la fuerza de corte en la precisión del mecanizado
Solo considerando la deformación de la máquina herramienta, para el procesamiento de piezas de eje, la deformación de la máquina herramienta bajo la fuerza hace que la pieza de trabajo procesada tenga una forma de silla de montar con extremos gruesos y centro delgado, es decir, errores de cilindricidad. Solo se considera la deformación de la pieza de trabajo. Para el procesamiento de piezas de eje, la pieza de trabajo se deforma por la fuerza para que la pieza de trabajo procesada tenga una forma de tambor con extremos delgados y un centro grueso. Para el procesamiento de piezas perforadas, la deformación de la máquina herramienta o la pieza de trabajo se considera por separado, y la forma de la pieza de trabajo después del procesamiento es opuesta a la de las piezas del eje procesadas.
5. Influencia de la fuerza de sujeción en la precisión del mecanizado
Cuando se sujeta la pieza de trabajo, debido a la baja rigidez de la pieza de trabajo o a la fuerza de sujeción incorrecta, la pieza de trabajo se deformará en consecuencia, lo que provocará errores de mecanizado.
6. Deformación térmica del sistema de proceso.
Durante el proceso de procesamiento, debido al calor generado por fuentes de calor internas (calor de corte, calor por fricción) o fuentes de calor externas (temperatura ambiente, radiación de calor), el sistema de proceso se calienta y se deforma, lo que afecta la precisión del procesamiento. En el procesamiento de piezas de trabajo grandes y el mecanizado de precisión, los errores de procesamiento causados por la deformación térmica del sistema de proceso representan el 40 por ciento -70 por ciento de los errores de procesamiento totales.
La influencia de la deformación térmica de la pieza de trabajo en el procesamiento del oro incluye dos tipos: calentamiento uniforme de la pieza de trabajo y calentamiento desigual de la pieza de trabajo.
7. Tensión residual dentro de la pieza de trabajo
Generación de tensiones residuales:
1) Tensión residual generada durante la fabricación en bruto y el tratamiento térmico;
2) Estrés residual causado por el alisado en frío;
3) Tensión residual causada por el corte.
8. Impacto ambiental del sitio de procesamiento
A menudo hay muchas virutas de metal pequeñas en el sitio de procesamiento. Si estas virutas de metal existen en la superficie de posicionamiento de la pieza o en la posición del orificio de posicionamiento, afectará la precisión de mecanizado de la pieza. Para el mecanizado de alta precisión, algunas virutas de metal que son tan pequeñas que no se pueden ver afectarán la precisión. Este factor de influencia se identificará, pero no existe un método muy eficaz para eliminarlo y, a menudo, depende en gran medida de los métodos operativos del operador.
Métodos de medición
Precisión de procesamiento De acuerdo con los diferentes requisitos de precisión y contenido de precisión de procesamiento, se utilizan diferentes métodos de medición. En términos generales, existen los siguientes tipos de métodos:
1. Según si medir directamente los parámetros medidos, se puede dividir en medición directa y medición indirecta.
Medición directa: mida directamente los parámetros medidos para obtener el tamaño medido. Por ejemplo, mida con calibradores y comparadores.
Medición indirecta: mida los parámetros geométricos relacionados con el tamaño medido y obtenga el tamaño medido a través del cálculo.
Obviamente, la medición directa es más intuitiva, mientras que la medición indirecta es más engorrosa. Generalmente, cuando el tamaño medido no puede cumplir con los requisitos de precisión mediante la medición directa, se debe utilizar la medición indirecta.
2. Según si el valor de lectura del instrumento de medición representa directamente el valor del tamaño medido, se puede dividir en medición absoluta y medición relativa.
Medida absoluta: el valor de lectura indica directamente el tamaño del tamaño medido, como medir con un calibrador a vernier.
Medida relativa: el valor de lectura solo indica la desviación de la dimensión medida en relación con la cantidad estándar. Si usa un comparador para medir el diámetro del eje, primero debe ajustar la posición cero del instrumento con un bloque patrón y luego medir. El valor medido es la diferencia entre el diámetro del eje lateral y el tamaño del bloque patrón, que es una medida relativa. En términos generales, la precisión de la medición relativa es mayor, pero la medición es más problemática.
3. Según si la superficie medida está en contacto con el cabezal de medición de la herramienta de medición, se puede dividir en medición de contacto y medición sin contacto.
Medición de contacto: el cabezal de medición está en contacto con la superficie a contactar y hay una fuerza de medición que actúa mecánicamente. Como medir piezas con un micrómetro.
Medición sin contacto: el cabezal de medición no está en contacto con la superficie de la pieza medida, y la medición sin contacto puede evitar la influencia de la fuerza de medición en los resultados de la medición. Como el uso del método de proyección, la medición de interferometría de ondas de luz, etc.
4. Según la cantidad de parámetros de medición, se puede dividir en medición única y medición integral.
Medición única: mida cada parámetro de la pieza bajo prueba por separado.
Integral
Medición combinada: mida el índice integral que refleja los parámetros relevantes de la pieza. Por ejemplo, cuando se miden roscas con un microscopio de herramientas, se pueden medir respectivamente el diámetro de paso real de la rosca, el error de medio ángulo de la forma del diente y el error acumulativo del paso.
La medición integral es generalmente más eficiente y más confiable para garantizar la intercambiabilidad de las piezas. A menudo se utiliza en la inspección de piezas acabadas. La medición de un solo elemento puede determinar el error de cada parámetro por separado y generalmente se usa para el análisis de procesos, la inspección de procesos y la medición de parámetros específicos.
5. Según el papel de la medición en el proceso de procesamiento, se divide en medición activa y medición pasiva.
Medición activa: la pieza de trabajo se mide durante el procesamiento y los resultados se utilizan directamente para controlar el procesamiento de las piezas, a fin de evitar la generación de productos de desecho a tiempo.
Medición pasiva: Medición realizada después de que la pieza de trabajo ha sido mecanizada. Este tipo de medición solo puede juzgar si las piezas procesadas están calificadas y se limita a descubrir y rechazar productos de desecho.
6. Según el estado de la pieza medida durante el proceso de medición, se puede dividir en medición estática y medición dinámica.
Medida estática: La medida es relativamente estática. Como un micrómetro para medir el diámetro.
Medición dinámica: durante la medición, la superficie medida y el cabezal de medición realizan un movimiento relativo en el estado de trabajo simulado.
El método de medición dinámico puede reflejar la situación de las partes cercanas al estado de uso, que es la dirección de desarrollo de la tecnología de medición.
