Som robot är det oskiljaktigt att hantera bearbetning varje dag från precision, men förstår du verkligen bearbetningsprecision? Idag kommer redaktören att ge dig en detaljerad tolkning av bearbetningsnoggrannheten!
Bearbetningsnoggrannhet är graden till vilken de tre geometriska parametrarna för den faktiska storleken, formen och positionen för den bearbetade delens yta överensstämmer med de idealiska geometriska parametrarna som krävs enligt ritningen. De idealiska geometriska parametrarna, vad gäller storlek, är medelstorleken; i termer av ytgeometri är de absoluta cirklar, cylindrar, plan, koner och räta linjer etc.; när det gäller inbördes positioner mellan ytor är de absolut parallellitet, vertikala, koaxiala, symmetriska, etc. Avvikelsen mellan de faktiska geometriska parametrarna för detaljen och de ideala geometriska parametrarna kallas bearbetningsfelet.
Introduktion till bearbetningsnoggrannhet
Bearbetningsnoggrannhet används främst för att producera produkter, och både bearbetningsnoggrannhet och bearbetningsfel är termer för att utvärdera de geometriska parametrarna för den bearbetade ytan. Bearbetningsnoggrannheten mäts av toleransgraden, ju mindre gradvärde, desto högre precision; bearbetningsfelet uttrycks med ett numeriskt värde, ju större numeriskt värde, desto större fel. Hög bearbetningsnoggrannhet innebär små bearbetningsfel och vice versa.
Det finns 20 toleransgrader från IT01, IT0, IT1, IT2, IT3 till IT18. Bland dem representerar IT01 den högsta bearbetningsnoggrannheten för delen och IT18 representerar den lägsta bearbetningsnoggrannheten för delen. Generellt sett har IT7 och IT8 medelhög bearbetningsnoggrannhet. nivå.
De faktiska parametrarna som erhålls med någon bearbetningsmetod kommer inte att vara helt korrekta. Ur perspektivet av delens funktion, så länge som bearbetningsfelet ligger inom det toleransintervall som krävs av detaljritningen, anses bearbetningsnoggrannheten vara garanterad.
bild
Skillnaden mellan noggrannhet och precision:
1. Noggrannhet
Avser graden av närhet mellan de erhållna mätresultaten och det sanna värdet. Den höga mätnoggrannheten gör att det systematiska felet är litet. Vid denna tidpunkt avviker medelvärdet för mätdata från det sanna värdet mindre, men data är spridda, det vill säga storleken på det oavsiktliga felet är inte tydlig.
2. Precision
Avser reproducerbarheten och överensstämmelsen mellan resultaten som erhållits genom upprepade mätningar med samma reservprov. Det går att ha hög precision, men precisionen är inte exakt. Till exempel är de tre resultaten som erhålls genom att använda en längd på 1 mm för mätning 1,051 mm, 1,053 respektive 1,052. Även om de har hög precision är de inte exakta.
Noggrannhet betyder mätresultatens riktighet, precision betyder repeterbarhet och reproducerbarhet av mätresultaten, precision är förutsättningen för noggrannhet.
relaterad information
1. Måttnoggrannhet
Avser graden av överensstämmelse mellan den faktiska storleken på den bearbetade delen och mitten av toleranszonen för detaljstorleken.
2. Formnoggrannhet
Avser graden av överensstämmelse mellan den faktiska geometriska formen på den bearbetade delens yta och den ideala geometriska formen.
3. Positionsnoggrannhet
Avser skillnaden i verklig positionsnoggrannhet mellan de relevanta ytorna på de bearbetade delarna.
4. Inbördes relationer
Vanligtvis, när man designar maskindelar och specificerar bearbetningsnoggrannheten för delar, bör uppmärksamhet ägnas åt att kontrollera formfelet inom positionstoleransen, och positionsfelet bör vara mindre än storlekstoleransen. Det vill säga, för precisionsdelar eller viktiga ytor på delar bör formnoggrannhetskraven vara högre än kraven för positionsnoggrannhet, och positionsnoggrannhetskraven bör vara högre än dimensionsnoggrannhetskraven.
Metoder för att förbättra bearbetningsnoggrannheten
1. Justera processsystemet
provsnittsjustering
Provskärning - mätning av storlek - justering av skärmängden på verktyget - skärning - skär igen, och så vidare tills önskad storlek uppnås. Denna metod har låg produktionseffektivitet och används främst för enstycks- och småpartiproduktion.
justeringsmetod
Den önskade storleken erhålls genom att förinställa de relativa positionerna för verktygsmaskinen, fixturen, arbetsstycket och verktyget. Denna metod har hög produktivitet och används främst för massproduktion.
2. Minska maskinfel
1) Förbättra tillverkningsnoggrannheten för huvudaxelns delar
Rotationsnoggrannheten för lagret bör förbättras:
① Använd högprecisionsrullager;
②Anta dynamiskt trycklager med hög precision med flera oljekilar;
③Användning av hydrostatiska högprecisionslager
Precisionen hos beslagen med lagret bör förbättras:
① Förbättra bearbetningsnoggrannheten för lådstödshålet och spindeltappen;
② Förbättra bearbetningsnoggrannheten för ytan som matchar lagret;
③ Mät och justera det radiella utloppsområdet för motsvarande delar för att kompensera eller kompensera felet.
2) Förspänn rullagret ordentligt
①Gapet kan elimineras;
②Öka lagrets styvhet;
③ Homogenisering av rullande kroppsfel.
3) Se till att spindelns rotationsnoggrannhet inte reflekteras på arbetsstycket.
3. Minska transmissionsfelet i transmissionskedjan
1) Antalet transmissionsdelar är litet, transmissionskedjan är kort och transmissionsprecisionen är hög;
2) Användningen av överföring med reducerad hastighet (dvs<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) Ändstyckets precision bör vara högre än för andra transmissionsdelar.
4. Minska verktygsslitaget
Verktygets dimensionsslitage måste slipas om innan det når det skarpa slitagestadiet
5. Minska spänningen och deformationen av processsystemet
Främst från:
(1) Förbättra systemets styvhet, särskilt styvheten hos svaga länkar i processsystemet;
(2) Minska belastningen och dess variation.
Öka systemets styvhet:
(1) Rimlig strukturell design
1) Minimera antalet anslutningsytor;
2) Förhindra uppkomsten av lokala länkar med låg styvhet;
3) Strukturen och tvärsnittsformen för fundamentet och stödet bör väljas rimligt.
(2) Förbättra kontaktstyvheten på anslutningsytan
1) Förbättra kvaliteten på fogytan mellan delar i verktygsmaskinkomponenter;
2) Förladda verktygsmaskinens komponenter;
3) Förbättra noggrannheten i referensplanet för arbetsstyckets positionering och minska dess ytjämnhet.
(3) Anta rimliga kläm- och positioneringsmetoder
Minskad belastning och dess variation:
(1) Välj rimligt de geometriska parametrarna och skärmängden för verktyget för att minska skärkraften;
(2) Gruppera ämnena och försök att göra bearbetningstillägget för ämnena enhetligt under justeringen.
6. Minska den termiska deformationen av processsystemet
(1) Minska uppvärmningen av värmekällor och isolera värmekällor
1) Använd en mindre skärmängd;
2) När precisionen hos delarna krävs för att vara hög, separera grovbearbetnings- och slutbearbetningsprocesserna;
3) Separera värmekällan från verktygsmaskinen så mycket som möjligt för att minska den termiska deformationen av verktygsmaskinen;
4) För oskiljaktiga värmekällor såsom spindellager, skruvmutterpar, höghastighetsrörliga styrskenor, etc., förbättra deras friktionsegenskaper från aspekter av struktur och smörjning, minska värmegenerering eller använd värmeisolerande material;
5) Använd forcerad luftkylning, vattenkylning och andra värmeavledningsåtgärder.
(2) Jämviktstemperaturfält
(3) Anta rimlig maskinverktygskomponentstruktur och monteringsriktmärke
1) Antagande av en termiskt symmetrisk struktur - i växellådan är axlarna, lagren, transmissionskugghjulen etc. arrangerade symmetriskt, vilket kan göra temperaturökningen på lådans vägg enhetlig och minska lådans deformation;
2) Välj rimligt monteringsdatum för verktygsmaskindelar.
(4) Accelerera för att nå värmeöverföringsjämvikt;
(5) Kontrollera omgivningstemperaturen.
7. Minska kvarvarande stress
(1) Öka värmebehandlingsprocessen för att eliminera inre stress;
(2) Ordna processen på ett rimligt sätt.
Faktorer som påverkar bearbetningsnoggrannheten
1. Bearbetningsprincipfel
Bearbetningsprincipfel hänvisar till felet som orsakas av att använda en ungefärlig bladprofil eller ett ungefärligt transmissionsförhållande för bearbetning. Bearbetningsprincipfel uppstår oftast vid bearbetning av gängor, kugghjul och komplexa krökta ytor.
Till exempel använder kugghjulshällen som används för att bearbeta evolventa kugghjul, för att underlätta tillverkningen av hällar, Archimedes basic mask eller normal rak profil basmask istället för evolvent basic mask, så att kugghjulets evolventa kuggform kan produceras fel. Ett annat exempel är när man vrider en modulmask, eftersom skruvens stigning är lika med stigningen på snäckhjulet (dvs. mπ), där m är modulen och π är ett irrationellt tal, men antalet tänder för ersättningen svarvens växel är begränsad, välj ersättningsväxeln När π endast kan beräknas som ett ungefärligt bråkvärde (π=3.1415), kommer detta att orsaka felaktighet i verktyget för arbetsstyckets formningsrörelse (spiralrörelse) , vilket resulterar i ett tonhöjdsfel.
Vid bearbetning används i allmänhet ungefärlig bearbetning för att förbättra produktiviteten och ekonomin under förutsättningen att det teoretiska felet kan uppfylla kraven på bearbetningsnoggrannhet (<=10%-15% dimensional tolerance).
2. Justeringsfel
Verktygsmaskinens justeringsfel avser felet som orsakas av felaktig justering.
3. Verktygsmaskin fel
Verktygsmaskinsfel avser tillverkningsfel, installationsfel och slitage på verktygsmaskinen. Det inkluderar huvudsakligen styrfelet för verktygsmaskinens styrskena, rotationsfelet för verktygsmaskinens spindel och transmissionsfelet för verktygsmaskinens transmissionskedja.
(1) Styrningsfel för verktygsmaskinens styrskena
1) Styrskenans noggrannhet - graden av överensstämmelse mellan den faktiska rörelseriktningen för de rörliga delarna av styrskensparet och den ideala rörelseriktningen. omfattar huvudsakligen:
① Styrskenans rakhet Δy i horisontalplanet och rakheten Δz i vertikalplanet (böjning);
② Parallellism (förvrängning) av de främre och bakre styrskenorna;
③ Parallellismfel eller vinkelräthetsfel för styrskenan mot huvudaxelns rotationsaxel i horisontalplanet och i vertikalplanet.
2) Inverkan av styrskenans styrningsnoggrannhet på skärprocessen tar främst hänsyn till den relativa förskjutningen mellan verktyget och arbetsstycket i den felkänsliga riktningen som orsakas av styrskenans fel. Under svarvning är den felkänsliga riktningen den horisontella riktningen, och bearbetningsfelet som orsakas av styrfelet som orsakas av den vertikala riktningen kan ignoreras; under borrning ändras den felkänsliga riktningen med verktygets rotation; under hyvling är den felkänsliga riktningen vertikal, och bäddstyrskenan Rakhet i vertikalplanet orsakar fel i rakhet och planhet hos den bearbetade ytan.
(2) Rotationsfel för verktygsmaskinens spindel
Rotationsfelet för verktygsmaskinens spindel hänvisar till den faktiska rotationsaxelns drift från den ideala rotationsaxeln. Det inkluderar huvudsakligen det cirkulära loppet av spindelns ändyta, det radiella cirkulära loppet av spindeln och lutningsvinkelns svängning av spindelns geometriska axel.
1) Inverkan av utloppet av spindeländytan på bearbetningsnoggrannheten:
①Ingen effekt vid bearbetning av cylindrisk yta;
② Vid vridning och borrning av ändytan kommer det att finnas ett fel i vinkelrätheten mellan ändytan och den cylindriska ytans axel eller ett fel i ändytans planhet;
③Under gängbearbetning kommer det att uppstå ett stigningscykelfel.
2) Inverkan av spindelns radiella utlopp på bearbetningsnoggrannheten:
①Om det radiella rotationsfelet manifesteras av den enkla harmoniska linjära rörelsen av den faktiska axeln i y-axelns koordinatriktning, är hålet som borras av borrmaskinen ett elliptiskt hål, och rundhetsfelet är amplituden för den radiella cirkulära utloppet; medan hålet som produceras av svarven inte har någon effekt;
②Om spindelns geometriska axel rör sig excentriskt kan en cirkel vars radie är avståndet från verktygsspetsen till medelaxeln erhållas oavsett vridning eller borrning.
3) Inverkan av spindelns geometriska axels lutningsvinkelsvängning på bearbetningsnoggrannheten:
① Den koniska banan för den geometriska axeln som bildar en viss konvinkel i rymden i förhållande till medelaxeln är ekvivalent med den geometriska axelns excentriska rörelse runt medelaxeln ur varje sektions perspektiv, och excentricitetsvärdena skiljer sig från det axiella perspektivet;
② Den geometriska axeln svänger i ett visst plan, vilket är ekvivalent med den enkla harmoniska linjära rörelsen av den faktiska axeln i ett plan ur varje sektions perspektiv, och hoppamplituderna är olika på olika ställen sett från axiell riktning;
③ I själva verket är lutningssvängningen för spindelns geometriska axel överlagringen av de två ovanstående.
(3) Överföringsfel i verktygsmaskinens överföringskedja
Transmissionsfelet för verktygsmaskinens transmissionskedja hänvisar till det relativa rörelsefelet mellan transmissionselementen vid den första och sista änden av transmissionskedjan.
1) Tillverkningsfel och slitage på fixturen
Felet i fixturen hänvisar huvudsakligen till:
①Tillverkningsfel för positioneringskomponenter, verktygsstyrningskomponenter, indexeringsmekanismer, klämkroppar, etc.;
② Efter att fixturen har monterats, det relativa storleksfelet mellan arbetsytorna på ovanstående olika komponenter;
③Nötning av armaturens arbetsyta under användning.
2) Tillverkningsfel och slitage på verktyg
Verktygsfelens inverkan på bearbetningsnoggrannheten varierar beroende på typen av verktyg.
① Måttnoggrannheten för verktyg med fast storlek (såsom borrar, brotschar, kilspårfräsar och runda broscher, etc.) påverkar direkt arbetsstyckets dimensionella noggrannhet.
②Formnoggrannheten för formverktyg (som formsvarvverktyg, formning av fräsar, formning av slipskivor, etc.) kommer direkt att påverka formnoggrannheten för arbetsstycken.
③ Bladformsfelet för genererade verktyg (såsom kugghjulshällar, splinehällar, kuggformningsverktyg etc.) kommer att påverka formnoggrannheten på den bearbetade ytan.
④ För allmänna verktyg (som svarvverktyg, borrverktyg, fräsar) har tillverkningsnoggrannheten ingen direkt inverkan på bearbetningsnoggrannheten, men verktygen är lätta att bära.
3) Påtvingad deformation av processsystemet
Processsystemet kommer att deformeras under inverkan av skärkraft, klämkraft, gravitation och tröghetskraft, etc., vilket förstör det ömsesidiga positionsförhållandet mellan komponenterna i det justerade processsystemet, vilket resulterar i bearbetningsfel och påverkar processens stabilitet sex. Tänk främst på verktygsmaskinens deformation, arbetsstyckets deformation och den totala deformationen av processsystemet.
4. Skärkraftens inverkan på bearbetningsnoggrannheten
Endast med tanke på deformationen av verktygsmaskinen, för bearbetning av axeldelar, gör deformationen av verktygsmaskinen under kraft att det bearbetade arbetsstycket har en sadelform med tjocka ändar och tunn mitt, det vill säga cylindricitetsfel. Endast arbetsstyckets deformation beaktas. För bearbetning av axeldelar deformeras arbetsstycket med kraft så att det bearbetade arbetsstycket har en trumform med tunna ändar och tjock mitt. För bearbetning av håldelar betraktas deformationen av verktygsmaskinen eller arbetsstycket separat, och formen på arbetsstycket efter bearbetning är motsatt den för de bearbetade axeldelarna.
5. Spännkraftens inverkan på bearbetningsnoggrannheten
När arbetsstycket är fastspänt, på grund av arbetsstyckets låga styvhet eller felaktig klämkraft, kommer arbetsstycket att deformeras i enlighet därmed, vilket resulterar i bearbetningsfel.
6. Termisk deformation av processsystemet
Under bearbetningsprocessen, på grund av värmen som genereras av interna värmekällor (skärvärme, friktionsvärme) eller externa värmekällor (omgivningstemperatur, värmestrålning), värms och deformeras processsystemet, vilket påverkar bearbetningsnoggrannheten. Vid bearbetning av stora arbetsstycken och precisionsbearbetning står de bearbetningsfel som orsakas av termisk deformation av processsystemet för 40 procent -70 procent av de totala bearbetningsfelen.
Inverkan av arbetsstyckets termiska deformation på bearbetningen av guld inkluderar två typer: jämn uppvärmning av arbetsstycket och ojämn uppvärmning av arbetsstycket.
7. Restspänning inuti arbetsstycket
Generering av kvarvarande stress:
1) Kvarvarande spänning som genereras under råämnestillverkning och värmebehandling;
2) Kvarstående stress orsakad av kall uträtning;
3) Restspänning orsakad av skärning.
8. Miljöpåverkan från bearbetningsplatsen
Det finns ofta många små metallspån på bearbetningsplatsen. Om dessa metallspån finns på delens positioneringsyta eller positionen för positioneringshålet, kommer det att påverka detaljens bearbetningsnoggrannhet. För högprecisionsbearbetning kommer vissa metallspån som är så små att de inte kan ses att påverka noggrannheten. Denna påverkande faktor kommer att identifieras men det finns ingen särskilt effektiv metod för att eliminera den, och den förlitar sig ofta mycket på operatörens arbetsmetoder.
Mätmetoder
Bearbetningsnoggrannhet Beroende på olika bearbetningsnoggrannhetsinnehåll och noggrannhetskrav används olika mätmetoder. Generellt sett finns det följande typer av metoder:
1. Beroende på om de uppmätta parametrarna ska mätas direkt, kan de delas in i direkt mätning och indirekt mätning.
Direkt mätning: Mät de uppmätta parametrarna direkt för att få den uppmätta storleken. Mät till exempel med bromsok och komparatorer.
Indirekt mätning: mät de geometriska parametrarna relaterade till den uppmätta storleken och erhåll den uppmätta storleken genom beräkning.
Uppenbarligen är direkt mätning mer intuitiv, medan indirekt mätning är mer besvärlig. I allmänhet, när den uppmätta storleken inte kan uppfylla noggrannhetskraven genom direkt mätning, måste indirekt mätning användas.
2. Beroende på om mätinstrumentets avläsningsvärde direkt representerar värdet på den uppmätta storleken, kan det delas in i absolut mätning och relativ mätning.
Absolut mätning: avläsningsvärdet indikerar direkt storleken på den uppmätta storleken, till exempel mätning med en nockmätare.
Relativ mätning: Avläsningsvärdet indikerar endast avvikelsen för den uppmätta dimensionen i förhållande till standardmängden. Om du använder en komparator för att mäta diametern på axeln måste du först justera instrumentets nollposition med ett mätblock och sedan mäta. Det uppmätta värdet är skillnaden mellan diametern på sidoaxeln och storleken på mätblocket, vilket är relativ mätning. Generellt sett är noggrannheten för relativ mätning högre, men mätningen är mer besvärlig.
3. Beroende på om den uppmätta ytan är i kontakt med mätverktygets mäthuvud kan den delas in i kontaktmätning och beröringsfri mätning.
Kontaktmätning: Mäthuvudet är i kontakt med ytan som ska kontaktas och det finns en mekaniskt verkande mätkraft. Som att mäta delar med en mikrometer.
Beröringsfri mätning: Mäthuvudet är inte i kontakt med ytan på den uppmätta delen, och beröringsfri mätning kan undvika påverkan av mätkraft på mätresultaten. Såsom användningen av projektionsmetod, ljusvågsinterferometrimätning och så vidare.
4. Beroende på antalet mätparametrar kan det delas upp i enstaka mätningar och omfattande mätningar.
Enkel mätning: mät varje parameter för den del som testas separat.
Omfattande
Kombinerad mätning: mät det omfattande indexet som återspeglar de relevanta parametrarna för delen. Till exempel, vid mätning av gängor med ett verktygsmikroskop, kan den faktiska stigningsdiametern för gängan, halvvinkelfelet för tandformen och det kumulativa stigningsfelet mätas respektive.
Omfattande mätning är i allmänhet effektivare och mer tillförlitlig för att säkerställa utbytbarheten av delar. Det används ofta vid inspektion av färdiga delar. Mätning med en enda artikel kan fastställa felet för varje parameter separat och används vanligtvis för processanalys, processinspektion och mätning av specificerade parametrar.
5. Enligt mätningens roll i bearbetningsprocessen är den uppdelad i aktiv mätning och passiv mätning.
Aktiv mätning: Arbetsstycket mäts under bearbetningen, och resultaten används direkt för att kontrollera bearbetningen av delarna, för att förhindra generering av avfallsprodukter i tid.
Passiv mätning: Mätning utförd efter att arbetsstycket har bearbetats. Denna typ av mätning kan bara bedöma om de bearbetade delarna är kvalificerade och är begränsade till att upptäcka och avvisa avfallsprodukter.
6. Enligt tillståndet för den uppmätta delen under mätningsprocessen kan den delas in i statisk mätning och dynamisk mätning.
Statisk mätning: Mätningen är relativt statisk. Som en mikrometer för att mäta diameter.
Dynamisk mätning: Under mätningen gör den uppmätta ytan och mäthuvudet relativa rörelser i simulerat arbetsläge.
Den dynamiska mätmetoden kan spegla situationen för delarna nära användningstillståndet, vilket är utvecklingsriktningen för mättekniken.
