Nyheter - Analyser de tre viktigste elementene som krever måling av presisjon ved levering av et CNC-maskineringssenter.

Analyse av nøkkelelementene i presisjonsaksept av CNC-maskineringssentre

Sammendrag: Denne artikkelen utdyper i detalj de tre nøkkelelementene som må måles for presisjon ved levering av CNC-maskineringssentre, nemlig geometrisk presisjon, posisjoneringspresisjon og skjærepresisjon. Gjennom en grundig analyse av konnotasjonene til hvert presisjonselement, inspeksjonsinnhold, vanlige inspeksjonsverktøy og inspeksjonsforholdsregler, gir den omfattende og systematisk veiledning for godkjenningsarbeidet til CNC-maskineringssentre, noe som bidrar til å sikre at maskineringssentrene har god ytelse og presisjon når de leveres til bruk, og oppfyller kravene til høy presisjonsbehandling i industriell produksjon.

I. Innledning

Som et av kjerneutstyrene i moderne produksjon, påvirker presisjonen til CNC-maskineringssentre direkte kvaliteten på bearbeidede arbeidsstykker og produksjonseffektiviteten. I leveringsfasen er det avgjørende å utføre omfattende og nøyaktige målinger og akseptere geometrisk presisjon, posisjoneringspresisjon og skjærepresisjon. Dette er ikke bare relatert til utstyrets pålitelighet når det tas i bruk første gang, men også en viktig garanti for påfølgende langsiktig stabil drift og høypresisjonsbehandling.

II. Geometrisk presisjonsinspeksjon av CNC-maskineringssentre

(I) Inspeksjonspunkter og konnotasjoner

Hvis vi tar det vanlige vertikale maskineringssenteret som eksempel, dekker dets geometriske presisjonsinspeksjon flere viktige aspekter.

Arbeidsbordets overflateplanhet: Som fastspenningsreferanse for arbeidsstykker påvirker arbeidsbordets overflateplanhet direkte arbeidsstykkenes installasjonspresisjon og plankvaliteten etter bearbeiding. Hvis planheten overstiger toleransen, vil det oppstå problemer som ujevn tykkelse og forringet overflateruhet ved bearbeiding av plane arbeidsstykker.
Gjensidig vinkelretthet på bevegelser i hver koordinatretning: Vinkelretthetsavviket mellom X-, Y- og Z-koordinataksene vil forårsake 扭曲变形 i den romlige geometriske formen til det bearbeidede arbeidsstykket. For eksempel, når man freser et kubisk arbeidsstykke, vil de opprinnelig vinkelrette kantene ha vinkelavvik, noe som påvirker arbeidsstykkets monteringsytelse alvorlig.
Parallellitet av arbeidsbordoverflaten under bevegelser i X- og Y-koordinatretningene: Denne parallelliteten sikrer at det relative posisjonsforholdet mellom skjæreverktøyet og arbeidsbordoverflaten forblir konstant når verktøyet beveger seg i X- og Y-planet. Ellers vil det oppstå ujevne maskineringstoleranser under planfresing, noe som resulterer i en reduksjon i overflatekvaliteten og til og med overdreven slitasje på skjæreverktøyet.
Parallellitet av siden av T-sporet på arbeidsbordoverflaten under bevegelse i X-koordinatretningen: For maskineringsoppgaver som krever posisjonering av festeanordninger ved hjelp av T-sporet, er nøyaktigheten til denne parallelliteten relatert til nøyaktigheten av festeanordningsinstallasjonen, som igjen påvirker posisjoneringspresisjonen og maskineringspresisjonen til arbeidsstykket.
Aksial utløp av spindelen: Den aksiale utløpet av spindelen vil forårsake en liten forskyvning av skjæreverktøyet i aksial retning. Under boring, boring og andre maskineringsprosesser vil det føre til feil i hulldiameterstørrelse, forringelse av hullets sylindrisitet og en økning i overflateruhet.
Radial utløp av spindelboringen: Dette påvirker klemmepresisjonen til skjæreverktøyet, noe som fører til at verktøyets radielle posisjon blir ustabil under rotasjon. Ved fresing av den ytre sirkelen eller boring av hull vil dette øke konturformfeilen til den maskinerte delen, noe som gjør det vanskelig å sikre rundhet og sylindrisitet.
Parallellitet av spindelaksen når spindelboksen beveger seg langs Z-koordinatretningen: Denne presisjonsindeksen er avgjørende for å sikre konsistens i den relative posisjonen mellom skjæreverktøyet og arbeidsstykket ved maskinering i forskjellige Z-akseposisjoner. Hvis parallelliteten er dårlig, vil det oppstå ujevne maskineringsdybder under dyp fresing eller boring.
Vinkelrettheten til spindelens rotasjonsakse i forhold til arbeidsbordets overflate: For vertikale maskineringssentre bestemmer denne vinkelrettheten direkte presisjonen ved maskinering av vertikale overflater og skrånende overflater. Hvis det er et avvik, vil det oppstå problemer som ikke-vinkelrette vertikale overflater og unøyaktige skrånende overflatevinkler.
Retthet i spindelboksens bevegelse langs Z-koordinatretningen: Retthetsfeilen vil føre til at skjæreverktøyet avviker fra den ideelle rette banen under bevegelse langs Z-aksen. Ved maskinering av dype hull eller flertrinnsoverflater vil det forårsake koaksialitetsfeil mellom trinnene og retthetsfeil i hullene.

(II) Vanlig brukte inspeksjonsverktøy

Geometrisk presisjonsinspeksjon krever bruk av en serie høypresisjonsinspeksjonsverktøy. Presisjonsvater kan brukes til å måle arbeidsbordets overflate i vater og retthet og parallellitet i hver koordinatakseretning; presisjonsfirkantede bokser, rettvinklede firkanter og parallelle linjaler kan hjelpe til med å oppdage vinkelretthet og parallellitet; parallelle lysrør kan gi høypresisjons referanselinjer for sammenlignende måling; måleur og mikrometre er mye brukt til å måle forskjellige små forskyvninger og avvik, for eksempel aksialt og radialt avvik på spindelen; høypresisjonsteststenger brukes ofte til å oppdage presisjonen til spindelboringen og posisjonsforholdet mellom spindelen og koordinataksene.

(III) Forholdsregler ved inspeksjon

Inspeksjonen av geometrisk presisjon av CNC-maskineringssentre må fullføres samtidig etter den presise justeringen av CNC-maskineringssentrene. Dette skyldes at det er sammenhengende og interaktive forhold mellom de ulike indikatorene for geometrisk presisjon. For eksempel kan flatheten på arbeidsbordoverflaten og parallelliteten i bevegelsen til koordinataksene begrense hverandre. Justering av ett element kan ha en kjedereaksjon på andre relaterte elementer. Hvis ett element justeres og deretter inspiseres én etter én, er det vanskelig å nøyaktig avgjøre om den totale geometriske presisjonen virkelig oppfyller kravene, og det er heller ikke gunstig for å finne den underliggende årsaken til presisjonsavvik og utføre systematiske justeringer og optimaliseringer.

III. Posisjoneringspresisjonsinspeksjon av CNC-maskineringssentre

(I) Definisjon og påvirkningsfaktorer for posisjoneringspresisjon

Posisjoneringspresisjon refererer til posisjoneringspresisjonen som hver koordinatakse i et CNC-maskineringssenter kan oppnå under kontroll av den numeriske kontrollenheten. Det avhenger hovedsakelig av kontrollpresisjonen til det numeriske kontrollsystemet og feilene i det mekaniske overføringssystemet. Oppløsningen til det numeriske kontrollsystemet, interpolasjonsalgoritmer og presisjonen til tilbakekoblingsdeteksjonsenheter vil alle ha innvirkning på posisjoneringspresisjonen. Når det gjelder mekanisk overføring, bestemmer faktorer som stigningsfeilen til ledeskruen, klaringen mellom ledeskruen og mutteren, rettheten og friksjonen til føringsskinnen også i stor grad nivået av posisjoneringspresisjonen.

(II) Inspeksjonsinnhold

Posisjoneringspresisjon og repeterende posisjoneringspresisjon for hver lineær bevegelsesakse: Posisjoneringspresisjonen gjenspeiler avviksområdet mellom den befalte posisjonen og den faktisk nådde posisjonen til koordinataksen, mens repeterende posisjoneringspresisjon gjenspeiler graden av posisjonsdispersjon når koordinataksen gjentatte ganger beveger seg til den samme befalte posisjonen. For eksempel, når du utfører konturfresing, vil dårlig posisjoneringspresisjon føre til avvik mellom den maskinerte konturformen og den designede konturen, og dårlig repeterende posisjoneringspresisjon vil føre til inkonsistente maskineringsbaner når du behandler den samme konturen flere ganger, noe som påvirker overflatekvaliteten og dimensjonspresisjonen.
Returpresisjon for den mekaniske origo for hver lineær bevegelsesakse: Den mekaniske origo er referansepunktet for koordinataksen, og returpresisjonen påvirker direkte nøyaktigheten til koordinataksens startposisjon etter at maskinverktøyet er slått på eller nullreturoperasjonen er utført. Hvis returpresisjonen ikke er høy, kan det føre til avvik mellom origo for arbeidsstykkets koordinatsystem i påfølgende maskinering og den designede origo, noe som resulterer i systematiske posisjonsfeil i hele maskineringsprosessen.
Slag i hver lineær bevegelsesakse: Når koordinataksen veksler mellom bevegelser fremover og bakover, vil det oppstå slark på grunn av faktorer som klaringen mellom mekaniske transmisjonskomponenter og endringer i friksjon. I maskineringsoppgaver med hyppige bevegelser fremover og bakover, for eksempel fresing av gjenger eller utføring av frem- og tilbakegående konturmaskinering, vil slark forårsake "trinnlignende" feil i maskineringsbanen, noe som påvirker maskineringspresisjonen og overflatekvaliteten.
Posisjoneringspresisjon og repeterende posisjoneringspresisjon for hver roterende bevegelsesakse (roterende arbeidsbord): For maskineringssentre med roterende arbeidsbord er posisjoneringspresisjonen og den repeterende posisjoneringspresisjonen til rotasjonsaksene avgjørende for bearbeiding av arbeidsstykker med sirkulær indeksering eller flerstasjonsbehandling. For eksempel, når man bearbeider arbeidsstykker med komplekse sirkulære fordelingsegenskaper, som turbinblader, bestemmer presisjonen til rotasjonsaksen direkte vinkelpresisjonen og fordelingsjevnheten mellom bladene.
Returpresisjonen til origo for hver roterende bevegelsesakse: I likhet med den lineære bevegelsesaksen påvirker returpresisjonen til origo for den roterende bevegelsesaksen nøyaktigheten av dens opprinnelige vinkelposisjon etter nullreturoperasjonen, og det er et viktig grunnlag for å sikre presisjonen til flerstasjonsprosessering eller sirkulær indekseringsprosessering.
Slark for hver roterende bevegelsesakse: Slark som genereres når rotasjonsaksen veksler mellom forover- og bakoverrotasjon vil forårsake vinkelavvik ved maskinering av sirkulære konturer eller utføring av vinkelindeksering, noe som påvirker arbeidsstykkets formpresisjon og posisjonspresisjon.

(III) Inspeksjonsmetoder og -utstyr

Inspeksjon av posisjoneringspresisjon bruker vanligvis høypresisjonsinspeksjonsutstyr som laserinterferometre og gitterskalaer. Laserinterferometeret måler nøyaktig forskyvningen av koordinataksen ved å sende ut en laserstråle og måle endringene i interferensfransene, for å oppnå forskjellige indikatorer som posisjoneringspresisjon, repeterende posisjoneringspresisjon og tilbakeslag. Gitterskalaen er direkte installert på koordinataksen, og den gir tilbake posisjonsinformasjonen til koordinataksen ved å lese endringene i gitterstripene, som kan brukes til online overvåking og inspeksjon av parametere relatert til posisjoneringspresisjon.

IV. Inspeksjon av skjærepresisjon i CNC-maskineringssentre

(I) Arten og betydningen av skjærepresisjon

Skjærepresisjonen til et CNC-maskineringssenter er en omfattende presisjon, som gjenspeiler maskineringspresisjonsnivået som maskinverktøyet kan oppnå i den faktiske skjæreprosessen ved å vurdere ulike faktorer som geometrisk presisjon, posisjoneringspresisjon, skjæreverktøyets ytelse, skjæreparametere og stabiliteten til prosessystemet. Inspeksjonen av skjærepresisjonen er den endelige verifiseringen av maskinverktøyets samlede ytelse og er direkte relatert til om det bearbeidede arbeidsstykket kan oppfylle designkravene.

(II) Inspeksjonsklassifisering og innhold

Presisjonsinspeksjon av enkeltmaskinering
- Borepresisjon – Rundhet, sylindrisitet: Boring er en vanlig maskineringsprosess i maskineringssentre. Rundheten og sylindrisiteten til det borede hullet gjenspeiler direkte presisjonsnivået til maskinverktøyet når roterende og lineære bevegelser fungerer sammen. Rundhetsfeil vil føre til ujevne hulldiameterstørrelser, og sylindrisitetsfeil vil føre til at hullets akse bøyer seg, noe som påvirker presisjonen i tilpasningen til andre deler.
- Planhet og trinnforskjell ved planfresing med endefreser: Når man freser et plan med en endefres, gjenspeiler flatheten parallelliteten mellom arbeidsbordets overflate og verktøyets bevegelsesplan og den jevne slitasjen på verktøyets skjærekant, mens trinnforskjellen gjenspeiler konsistensen av verktøyets skjæredybde i forskjellige posisjoner under planfreseprosessen. Hvis det er en trinnforskjell, indikerer det at det er problemer med bevegelsesjevnheten til maskinverktøyet i X- og Y-planet.
- Vinkelretthet og parallellitet ved sidefresing med endefreser: Ved fresing av sideflaten tester henholdsvis vinkelrettheten og parallelliteten vinkelrettheten mellom spindelens rotasjonsakse og koordinataksen, og parallellitetsforholdet mellom verktøyet og referanseflaten ved skjæring på sideflaten. Dette er av stor betydning for å sikre formpresisjonen og monteringspresien til arbeidsstykkets sideflate.
Presisjonsinspeksjon av maskinering av et standard omfattende teststykke
- Innhold i skjærepresisjonsinspeksjon for horisontale maskineringssentre
  - Presisjon av borehullavstand – i X-aksens retning, Y-aksens retning, diagonal retning og hulldiameteravvik: Presisjonen av borehullavstanden tester omfattende posisjoneringspresisjonen til maskinverktøyet i X- og Y-planet og evnen til å kontrollere dimensjonspresisjon i forskjellige retninger. Hulldiameteravviket gjenspeiler videre presisjonsstabiliteten til boreprosessen.
  - Retthet, parallellitet, tykkelsesforskjell og vinkelretthet ved fresing av omkringliggende overflater med endefreser: Ved å frese omkringliggende overflater med endefreser kan verktøyets posisjonspresisjonsforhold i forhold til forskjellige overflater på arbeidsstykket oppdages under flerakset koblingsmaskinering. Retthet, parallellitet og vinkelretthet tester henholdsvis den geometriske formpresisjonen mellom overflatene, og tykkelsesforskjellen gjenspeiler verktøyets presisjon for skjæredybdekontroll i Z-aksens retning.
  - Retthet, parallellitet og vinkelretthet ved toakset koblingsfresing av rette linjer: Toakset koblingsfresing av rette linjer er en grunnleggende konturmaskineringsoperasjon. Denne presisjonsinspeksjonen kan evaluere maskinverktøyets banepresisjon når X- og Y-aksene beveger seg koordinert, noe som spiller en nøkkelrolle for å sikre presisjonen ved maskinering av arbeidsstykker med forskjellige rette konturformer.
  - Rundhet ved buefresing med endefreser: Presisjonen ved buefresing tester hovedsakelig maskinverktøyets presisjon under bueinterpolasjonsbevegelse. Rundhetsfeil vil påvirke formpresisjonen til arbeidsstykker med buekonturer, for eksempel lagerhus og gir.

(III) Vilkår og krav for inspeksjon av skjærepresisjon

Inspeksjonen av skjærepresisjonen bør utføres etter at den geometriske presisjonen og posisjoneringspresisjonen til maskinverktøyet er godkjent som kvalifisert. Passende skjæreverktøy, skjæreparametere og arbeidsstykkematerialer bør velges. Skjæreverktøyene bør ha god skarphet og slitestyrke, og skjæreparameterne bør velges rimelig i henhold til maskinverktøyets ytelse, materialet i skjæreverktøyet og materialet i arbeidsstykket for å sikre at maskinverktøyets sanne skjærepresisjon inspiseres under normale skjæreforhold. Samtidig bør det bearbeidede arbeidsstykket måles nøyaktig under inspeksjonsprosessen, og høypresisjonsmåleutstyr som koordinatmålemaskiner og profilometre bør brukes til å evaluere de ulike indikatorene for skjærepresisjon på en omfattende og nøyaktig måte.

V. Konklusjon

Inspeksjon av geometrisk presisjon, posisjoneringspresisjon og skjærepresisjon ved levering av CNC-maskineringssentre er en nøkkelfaktor for å sikre maskinverktøyenes kvalitet og ytelse. Geometrisk presisjon gir en garanti for maskinverktøyenes grunnleggende presisjon, posisjoneringspresisjon bestemmer maskinverktøyenes nøyaktighet i bevegelseskontroll, og skjærepresisjon er en omfattende inspeksjon av maskinverktøyenes generelle prosesseringsevne. Under selve akseptprosessen er det nødvendig å følge relevante standarder og spesifikasjoner strengt, ta i bruk passende inspeksjonsverktøy og -metoder, og måle og evaluere de ulike presisjonsindikatorene grundig og nøye. Først når alle tre presisjonskravene er oppfylt, kan CNC-maskineringssenteret offisielt settes i produksjon og bruk, og tilby høypresisjons- og høyeffektive prosesseringstjenester for produksjonsindustrien og fremme utviklingen av industriell produksjon mot høyere kvalitet og større presisjon. Samtidig er regelmessig kontroll og kalibrering av maskineringssenterets presisjon også et viktig tiltak for å sikre langsiktig stabil drift og kontinuerlig pålitelighet av maskineringspresisjonen.