Metoder for å bedømme nøyaktigheten til vertikale maskineringssentre
Innen mekanisk prosessering er nøyaktigheten til vertikale maskineringssentre av avgjørende betydning for prosesseringskvaliteten. Som operatør er det å vurdere nøyaktigheten et viktig trinn for å sikre prosesseringseffekten. Det følgende vil utdype metodene for å vurdere nøyaktigheten til vertikale maskineringssentre.
Bestemmelse av relaterte elementer i prøvestykket
Materialer, verktøy og skjæreparametere for teststykket
Valg av materialer, verktøy og skjæreparametere til teststykket har direkte innvirkning på vurderingen av nøyaktighet. Disse elementene bestemmes vanligvis i henhold til avtalen mellom produksjonsfabrikken og brukeren, og må registreres korrekt.
Når det gjelder skjærehastighet, er den omtrent 50 m/min for støpejernsdeler; mens den for aluminiumsdeler er omtrent 300 m/min. Den passende matehastigheten er omtrent innenfor (0,05–0,10) mm/tann. Når det gjelder skjæredybde, bør den radielle skjæredybden for alle freseoperasjoner være 0,2 mm. Et rimelig valg av disse parameterne er grunnlaget for å vurdere nøyaktigheten nøyaktig i etterkant. For eksempel kan for høy skjærehastighet føre til økt verktøyslitasje og påvirke prosesseringsnøyaktigheten; feil matehastighet kan føre til at overflateruheten til den bearbeidede delen ikke oppfyller kravene.
Valg av materialer, verktøy og skjæreparametere til teststykket har direkte innvirkning på vurderingen av nøyaktighet. Disse elementene bestemmes vanligvis i henhold til avtalen mellom produksjonsfabrikken og brukeren, og må registreres korrekt.
Når det gjelder skjærehastighet, er den omtrent 50 m/min for støpejernsdeler; mens den for aluminiumsdeler er omtrent 300 m/min. Den passende matehastigheten er omtrent innenfor (0,05–0,10) mm/tann. Når det gjelder skjæredybde, bør den radielle skjæredybden for alle freseoperasjoner være 0,2 mm. Et rimelig valg av disse parameterne er grunnlaget for å vurdere nøyaktigheten nøyaktig i etterkant. For eksempel kan for høy skjærehastighet føre til økt verktøyslitasje og påvirke prosesseringsnøyaktigheten; feil matehastighet kan føre til at overflateruheten til den bearbeidede delen ikke oppfyller kravene.
Festing av teststykket
Festemetoden for teststykket er direkte relatert til stabiliteten under bearbeidingen. Teststykket må monteres på en spesiell festeanordning for å sikre maksimal stabilitet for verktøyet og festet. Monteringsflatene på festet og teststykket må være flate, noe som er en forutsetning for å sikre nøyaktigheten av bearbeidingen. Samtidig bør parallelliteten mellom monteringsflaten på teststykket og festeanordningens klemmeflate inspiseres.
Når det gjelder klemmemetoden, bør det brukes en passende metode for å gjøre det mulig for verktøyet å trenge inn i og bearbeide hele lengden på senterhullet. For eksempel anbefales det å bruke forsenkede skruer for å feste teststykket, noe som effektivt kan unngå interferens mellom verktøyet og skruene. Selvfølgelig kan andre tilsvarende metoder også velges. Teststykkets totale høyde avhenger av den valgte festemetoden. En passende høyde kan sikre stabiliteten til teststykkets posisjon under bearbeidingsprosessen og redusere nøyaktighetsavvik forårsaket av faktorer som vibrasjon.
Festemetoden for teststykket er direkte relatert til stabiliteten under bearbeidingen. Teststykket må monteres på en spesiell festeanordning for å sikre maksimal stabilitet for verktøyet og festet. Monteringsflatene på festet og teststykket må være flate, noe som er en forutsetning for å sikre nøyaktigheten av bearbeidingen. Samtidig bør parallelliteten mellom monteringsflaten på teststykket og festeanordningens klemmeflate inspiseres.
Når det gjelder klemmemetoden, bør det brukes en passende metode for å gjøre det mulig for verktøyet å trenge inn i og bearbeide hele lengden på senterhullet. For eksempel anbefales det å bruke forsenkede skruer for å feste teststykket, noe som effektivt kan unngå interferens mellom verktøyet og skruene. Selvfølgelig kan andre tilsvarende metoder også velges. Teststykkets totale høyde avhenger av den valgte festemetoden. En passende høyde kan sikre stabiliteten til teststykkets posisjon under bearbeidingsprosessen og redusere nøyaktighetsavvik forårsaket av faktorer som vibrasjon.
Dimensjoner på teststykket
Etter flere skjæreoperasjoner vil teststykkets ytre dimensjoner reduseres og hulldiameteren økes. Når teststykket brukes til godkjenningsinspeksjon, anbefales det å velge de endelige dimensjonene for konturbearbeiding slik at de samsvarer med de som er spesifisert i standarden for å gjenspeile skjærenøyaktigheten til maskineringssenteret. Teststykket kan brukes gjentatte ganger i skjæretester, men spesifikasjonene bør holdes innenfor ±10 % av de karakteristiske dimensjonene gitt av standarden. Når teststykket brukes igjen, bør det utføres en tynnsjiktsskjæring for å rengjøre alle overflater før en ny presisjonsskjæretest utføres. Dette kan eliminere påvirkningen av rester fra forrige prosessering og gjøre at hvert testresultat mer nøyaktig gjenspeiler maskineringssenterets nåværende nøyaktighetsstatus.
Etter flere skjæreoperasjoner vil teststykkets ytre dimensjoner reduseres og hulldiameteren økes. Når teststykket brukes til godkjenningsinspeksjon, anbefales det å velge de endelige dimensjonene for konturbearbeiding slik at de samsvarer med de som er spesifisert i standarden for å gjenspeile skjærenøyaktigheten til maskineringssenteret. Teststykket kan brukes gjentatte ganger i skjæretester, men spesifikasjonene bør holdes innenfor ±10 % av de karakteristiske dimensjonene gitt av standarden. Når teststykket brukes igjen, bør det utføres en tynnsjiktsskjæring for å rengjøre alle overflater før en ny presisjonsskjæretest utføres. Dette kan eliminere påvirkningen av rester fra forrige prosessering og gjøre at hvert testresultat mer nøyaktig gjenspeiler maskineringssenterets nåværende nøyaktighetsstatus.
Plassering av teststykket
Teststykket skal plasseres i midtposisjonen til X-slaget på det vertikale maskineringssenteret og i en passende posisjon langs Y- og Z-aksene, egnet for posisjoneringen av teststykket og festeanordningene, samt lengden på verktøyet. Når det imidlertid er spesielle krav til teststykkets posisjoneringsposisjon, bør disse spesifiseres tydelig i avtalen mellom produksjonsfabrikken og brukeren. Riktig posisjonering kan sikre nøyaktig relativ posisjon mellom verktøyet og teststykket under bearbeidingsprosessen, og dermed effektivt sikre bearbeidingsnøyaktigheten. Hvis teststykket er unøyaktig plassert, kan det føre til problemer som avvik i bearbeidingsdimensjonen og formfeil. For eksempel kan avvik fra den sentrale posisjonen i X-retningen forårsake dimensjonsfeil i lengderetningen til det bearbeidede arbeidsstykket. Feil plassering langs Y- og Z-aksene kan påvirke arbeidsstykkets nøyaktighet i høyde- og bredderetningen.
Teststykket skal plasseres i midtposisjonen til X-slaget på det vertikale maskineringssenteret og i en passende posisjon langs Y- og Z-aksene, egnet for posisjoneringen av teststykket og festeanordningene, samt lengden på verktøyet. Når det imidlertid er spesielle krav til teststykkets posisjoneringsposisjon, bør disse spesifiseres tydelig i avtalen mellom produksjonsfabrikken og brukeren. Riktig posisjonering kan sikre nøyaktig relativ posisjon mellom verktøyet og teststykket under bearbeidingsprosessen, og dermed effektivt sikre bearbeidingsnøyaktigheten. Hvis teststykket er unøyaktig plassert, kan det føre til problemer som avvik i bearbeidingsdimensjonen og formfeil. For eksempel kan avvik fra den sentrale posisjonen i X-retningen forårsake dimensjonsfeil i lengderetningen til det bearbeidede arbeidsstykket. Feil plassering langs Y- og Z-aksene kan påvirke arbeidsstykkets nøyaktighet i høyde- og bredderetningen.
Spesifikke deteksjonselementer og metoder for prosesseringsnøyaktighet
Deteksjon av dimensjonsnøyaktighet
Nøyaktighet av lineære dimensjoner
Bruk måleverktøy (som skyvelære, mikrometer osv.) for å måle de lineære dimensjonene til det bearbeidede teststykket. Mål for eksempel lengde, bredde, høyde og andre dimensjoner på arbeidsstykket og sammenlign dem med de designede dimensjonene. For maskineringssentre med høye nøyaktighetskrav bør dimensjonsavviket kontrolleres innenfor et svært lite område, vanligvis på mikronnivå. Ved å måle de lineære dimensjonene i flere retninger kan posisjoneringsnøyaktigheten til maskineringssenteret i X-, Y- og Z-aksene evalueres omfattende.
Nøyaktighet av lineære dimensjoner
Bruk måleverktøy (som skyvelære, mikrometer osv.) for å måle de lineære dimensjonene til det bearbeidede teststykket. Mål for eksempel lengde, bredde, høyde og andre dimensjoner på arbeidsstykket og sammenlign dem med de designede dimensjonene. For maskineringssentre med høye nøyaktighetskrav bør dimensjonsavviket kontrolleres innenfor et svært lite område, vanligvis på mikronnivå. Ved å måle de lineære dimensjonene i flere retninger kan posisjoneringsnøyaktigheten til maskineringssenteret i X-, Y- og Z-aksene evalueres omfattende.
Nøyaktighet av hulldiameter
For hullene som bearbeides, kan verktøy som innvendige diametermålere og koordinatmålemaskiner brukes til å detektere hulldiameteren. Nøyaktigheten til hulldiameteren inkluderer ikke bare kravet om at diameterstørrelsen oppfyller kravene, men også indikatorer som sylindrisitet. Hvis avviket i hulldiameteren er for stort, kan det skyldes faktorer som verktøyslitasje og spindelens radielle utkast.
For hullene som bearbeides, kan verktøy som innvendige diametermålere og koordinatmålemaskiner brukes til å detektere hulldiameteren. Nøyaktigheten til hulldiameteren inkluderer ikke bare kravet om at diameterstørrelsen oppfyller kravene, men også indikatorer som sylindrisitet. Hvis avviket i hulldiameteren er for stort, kan det skyldes faktorer som verktøyslitasje og spindelens radielle utkast.
Deteksjon av formens nøyaktighet
Deteksjon av flathet
Bruk instrumenter som vater og optiske flater for å oppdage flatheten til det bearbeidede planet. Plasser vateret på det bearbeidede planet og bestem flathetsfeilen ved å observere endringen i boblens posisjon. For høypresisjonsbehandling bør flathetsfeilen være ekstremt liten, ellers vil den påvirke etterfølgende montering og andre prosesser. For eksempel, ved bearbeiding av føringsskinner på maskinverktøy og andre høvler, er flathetskravet ekstremt høyt. Hvis den tillatte feilen overskrides, vil det føre til at de bevegelige delene på føringsskinnene beveger seg ustabilt.
Deteksjon av flathet
Bruk instrumenter som vater og optiske flater for å oppdage flatheten til det bearbeidede planet. Plasser vateret på det bearbeidede planet og bestem flathetsfeilen ved å observere endringen i boblens posisjon. For høypresisjonsbehandling bør flathetsfeilen være ekstremt liten, ellers vil den påvirke etterfølgende montering og andre prosesser. For eksempel, ved bearbeiding av føringsskinner på maskinverktøy og andre høvler, er flathetskravet ekstremt høyt. Hvis den tillatte feilen overskrides, vil det føre til at de bevegelige delene på føringsskinnene beveger seg ustabilt.
Deteksjon av rundhet
For sirkulære konturer (som sylindere, kjegler osv.) som bearbeides, kan en rundhetstester brukes til å detektere dette. Rundhetsfeilen gjenspeiler nøyaktighetssituasjonen til maskineringssenteret under rotasjonsbevegelsen. Faktorer som spindelens rotasjonsnøyaktighet og verktøyets radielle utløp vil påvirke rundheten. Hvis rundhetsfeilen er for stor, kan det føre til ubalanse under rotasjonen av mekaniske deler og påvirke utstyrets normale drift.
For sirkulære konturer (som sylindere, kjegler osv.) som bearbeides, kan en rundhetstester brukes til å detektere dette. Rundhetsfeilen gjenspeiler nøyaktighetssituasjonen til maskineringssenteret under rotasjonsbevegelsen. Faktorer som spindelens rotasjonsnøyaktighet og verktøyets radielle utløp vil påvirke rundheten. Hvis rundhetsfeilen er for stor, kan det føre til ubalanse under rotasjonen av mekaniske deler og påvirke utstyrets normale drift.
Deteksjon av posisjonsnøyaktighet
Deteksjon av parallellisme
Registrer parallelliteten mellom bearbeidede overflater eller mellom hull og overflater. For eksempel, for å måle parallelliteten mellom to plan, kan en måleur brukes. Fest måleuret på spindelen, sørg for at indikatorhodet berører det målte planet, beveg arbeidsbenken og observer endringen i måleuravlesningen. For stor parallellitetsfeil kan skyldes faktorer som retthetsfeilen til føringsskinnen og helningen på arbeidsbenken.
Deteksjon av parallellisme
Registrer parallelliteten mellom bearbeidede overflater eller mellom hull og overflater. For eksempel, for å måle parallelliteten mellom to plan, kan en måleur brukes. Fest måleuret på spindelen, sørg for at indikatorhodet berører det målte planet, beveg arbeidsbenken og observer endringen i måleuravlesningen. For stor parallellitetsfeil kan skyldes faktorer som retthetsfeilen til føringsskinnen og helningen på arbeidsbenken.
Deteksjon av vinkelretthet
Registrer vinkelrettheten mellom bearbeidede overflater eller mellom hull og overflate ved hjelp av verktøy som vinkelhaker og vinkelretthetsmåleinstrumenter. For eksempel, når du bearbeider bokslignende deler, har vinkelrettheten mellom de forskjellige overflatene på boksen en viktig innvirkning på monterings- og bruksytelsen til delene. Vinkelretthetsfeilen kan skyldes vinkelretthetsavviket mellom koordinataksene til maskinverktøyet.
Registrer vinkelrettheten mellom bearbeidede overflater eller mellom hull og overflate ved hjelp av verktøy som vinkelhaker og vinkelretthetsmåleinstrumenter. For eksempel, når du bearbeider bokslignende deler, har vinkelrettheten mellom de forskjellige overflatene på boksen en viktig innvirkning på monterings- og bruksytelsen til delene. Vinkelretthetsfeilen kan skyldes vinkelretthetsavviket mellom koordinataksene til maskinverktøyet.
Evaluering av dynamisk nøyaktighet
Deteksjon av vibrasjon
Bruk vibrasjonssensorer under bearbeidingsprosessen for å oppdage vibrasjonssituasjonen i maskineringssenteret. Vibrasjon kan føre til problemer som økt overflateruhet på den bearbeidede delen og akselerert verktøyslitasje. Ved å analysere frekvensen og amplituden til vibrasjonen er det mulig å avgjøre om det finnes unormale vibrasjonskilder, som ubalanserte roterende deler og løse komponenter. For høypresisjonsmaskineringssentre bør vibrasjonsamplituden kontrolleres på et svært lavt nivå for å sikre stabilitet i bearbeidingsnøyaktigheten.
Bruk vibrasjonssensorer under bearbeidingsprosessen for å oppdage vibrasjonssituasjonen i maskineringssenteret. Vibrasjon kan føre til problemer som økt overflateruhet på den bearbeidede delen og akselerert verktøyslitasje. Ved å analysere frekvensen og amplituden til vibrasjonen er det mulig å avgjøre om det finnes unormale vibrasjonskilder, som ubalanserte roterende deler og løse komponenter. For høypresisjonsmaskineringssentre bør vibrasjonsamplituden kontrolleres på et svært lavt nivå for å sikre stabilitet i bearbeidingsnøyaktigheten.
Deteksjon av termisk deformasjon
Maskineringssenteret vil generere varme under langvarig drift, noe som forårsaker termisk deformasjon. Bruk temperatursensorer til å måle temperaturendringer i nøkkelkomponentene (som spindelen og føringsskinnen), og kombiner med måleinstrumenter for å oppdage endringer i prosesseringsnøyaktigheten. Termisk deformasjon kan føre til gradvise endringer i prosesseringsdimensjonene. For eksempel kan forlengelse av spindelen under høy temperatur forårsake dimensjonsavvik i aksialretningen til det bearbeidede arbeidsstykket. For å redusere effekten av termisk deformasjon på nøyaktigheten, er noen avanserte maskineringssentre utstyrt med kjølesystemer for å kontrollere temperaturen.
Maskineringssenteret vil generere varme under langvarig drift, noe som forårsaker termisk deformasjon. Bruk temperatursensorer til å måle temperaturendringer i nøkkelkomponentene (som spindelen og føringsskinnen), og kombiner med måleinstrumenter for å oppdage endringer i prosesseringsnøyaktigheten. Termisk deformasjon kan føre til gradvise endringer i prosesseringsdimensjonene. For eksempel kan forlengelse av spindelen under høy temperatur forårsake dimensjonsavvik i aksialretningen til det bearbeidede arbeidsstykket. For å redusere effekten av termisk deformasjon på nøyaktigheten, er noen avanserte maskineringssentre utstyrt med kjølesystemer for å kontrollere temperaturen.
Hensyn til nøyaktighet ved reposisjonering
Sammenligning av nøyaktigheten ved flere prosesser av samme teststykke
Ved å behandle det samme teststykket gjentatte ganger og bruke de ovennevnte deteksjonsmetodene for å måle nøyaktigheten til hvert behandlede teststykke. Observer repeterbarheten til indikatorer som dimensjonsnøyaktighet, formnøyaktighet og posisjonsnøyaktighet. Hvis reposisjoneringsnøyaktigheten er dårlig, kan det føre til ustabil kvalitet på batchbehandlede arbeidsstykker. For eksempel, i formbehandling, hvis reposisjoneringsnøyaktigheten er lav, kan det føre til at formens hulromsdimensjoner blir inkonsistente, noe som påvirker formens bruksytelse.
Ved å behandle det samme teststykket gjentatte ganger og bruke de ovennevnte deteksjonsmetodene for å måle nøyaktigheten til hvert behandlede teststykke. Observer repeterbarheten til indikatorer som dimensjonsnøyaktighet, formnøyaktighet og posisjonsnøyaktighet. Hvis reposisjoneringsnøyaktigheten er dårlig, kan det føre til ustabil kvalitet på batchbehandlede arbeidsstykker. For eksempel, i formbehandling, hvis reposisjoneringsnøyaktigheten er lav, kan det føre til at formens hulromsdimensjoner blir inkonsistente, noe som påvirker formens bruksytelse.
Avslutningsvis, for å kunne vurdere nøyaktigheten til vertikale maskineringssentre på en omfattende og nøyaktig måte, er det som operatør nødvendig å starte med flere aspekter, som forberedelse av teststykker (inkludert materialer, verktøy, skjæreparametere, feste og dimensjoner), plassering av teststykker, deteksjon av ulike elementer av prosesseringsnøyaktighet (dimensjonsnøyaktighet, formnøyaktighet, posisjonsnøyaktighet), evaluering av dynamisk nøyaktighet og hensyn til reposisjoneringsnøyaktighet. Bare på denne måten kan maskineringssenteret oppfylle kravene til prosesseringsnøyaktighet under produksjonsprosessen og produsere mekaniske deler av høy kvalitet.