Методи за оценка на точността на вертикални обработващи центри
В областта на механичната обработка, точността на вертикалните обработващи центрове е от решаващо значение за качеството на обработката. Като оператор, точната оценка на тяхната точност е ключова стъпка за осигуряване на ефекта от обработката. По-долу ще бъдат разгледани подробно методите за оценка на точността на вертикалните обработващи центрове.
Определяне на свързани елементи на изпитваното парче
Материали, инструменти и параметри на рязане на изпитваното парче
Изборът на материали за изпитваните образци, инструменти и параметри на рязане има пряко влияние върху преценката за точност. Тези елементи обикновено се определят съгласно споразумението между производителя и потребителя и трябва да бъдат правилно документирани.
По отношение на скоростта на рязане, тя е приблизително 50 м/мин за чугунени детайли; докато за алуминиеви детайли е приблизително 300 м/мин. Подходящата скорост на подаване е приблизително в рамките на (0,05 – 0,10) мм/зъб. По отношение на дълбочината на рязане, радиалната дълбочина на рязане за всички фрезови операции трябва да бъде 0,2 мм. Разумният избор на тези параметри е основата за точна оценка на точността впоследствие. Например, твърде високата скорост на рязане може да доведе до повишено износване на инструмента и да повлияе на точността на обработката; неправилната скорост на подаване може да доведе до несъответствие между грапавостта на повърхността на обработваната част и изискванията.
Изборът на материали за изпитваните образци, инструменти и параметри на рязане има пряко влияние върху преценката за точност. Тези елементи обикновено се определят съгласно споразумението между производителя и потребителя и трябва да бъдат правилно документирани.
По отношение на скоростта на рязане, тя е приблизително 50 м/мин за чугунени детайли; докато за алуминиеви детайли е приблизително 300 м/мин. Подходящата скорост на подаване е приблизително в рамките на (0,05 – 0,10) мм/зъб. По отношение на дълбочината на рязане, радиалната дълбочина на рязане за всички фрезови операции трябва да бъде 0,2 мм. Разумният избор на тези параметри е основата за точна оценка на точността впоследствие. Например, твърде високата скорост на рязане може да доведе до повишено износване на инструмента и да повлияе на точността на обработката; неправилната скорост на подаване може да доведе до несъответствие между грапавостта на повърхността на обработваната част и изискванията.
Фиксиране на изпитваното парче
Методът на закрепване на изпитваното парче е пряко свързан със стабилността по време на обработката. Изпитваното парче трябва да бъде удобно монтирано върху специално приспособление, за да се осигури максимална стабилност на инструмента и приспособлението. Монтажните повърхности на приспособлението и изпитваното парче трябва да са плоски, което е предпоставка за осигуряване на точността на обработката. В същото време трябва да се провери успоредността между монтажната повърхност на изпитваното парче и затягащата повърхност на приспособлението.
По отношение на метода на затягане, трябва да се използва подходящ начин, който позволява на инструмента да проникне и обработи цялата дължина на централния отвор. Например, препоръчва се използването на винтове със скрита глава за фиксиране на изпитваното парче, което може ефективно да избегне смущения между инструмента и винтовете. Разбира се, могат да се изберат и други еквивалентни методи. Общата височина на изпитваното парче зависи от избрания метод на закрепване. Подходящата височина може да осигури стабилност на позицията на изпитваното парче по време на процеса на обработка и да намали отклонението в точността, причинено от фактори като вибрации.
Методът на закрепване на изпитваното парче е пряко свързан със стабилността по време на обработката. Изпитваното парче трябва да бъде удобно монтирано върху специално приспособление, за да се осигури максимална стабилност на инструмента и приспособлението. Монтажните повърхности на приспособлението и изпитваното парче трябва да са плоски, което е предпоставка за осигуряване на точността на обработката. В същото време трябва да се провери успоредността между монтажната повърхност на изпитваното парче и затягащата повърхност на приспособлението.
По отношение на метода на затягане, трябва да се използва подходящ начин, който позволява на инструмента да проникне и обработи цялата дължина на централния отвор. Например, препоръчва се използването на винтове със скрита глава за фиксиране на изпитваното парче, което може ефективно да избегне смущения между инструмента и винтовете. Разбира се, могат да се изберат и други еквивалентни методи. Общата височина на изпитваното парче зависи от избрания метод на закрепване. Подходящата височина може да осигури стабилност на позицията на изпитваното парче по време на процеса на обработка и да намали отклонението в точността, причинено от фактори като вибрации.
Размери на изпитваното парче
След многократни операции по рязане, външните размери на изпитваното парче ще намалеят, а диаметърът на отвора ще се увеличи. Когато се използва за контрол на приемането, за да се отрази точно точността на рязане на обработващия център, се препоръчва да се изберат окончателни размери на изпитваното парче за контурна обработка, които да съответстват на посочените в стандарта. Изпитваното парче може да се използва многократно при тестове за рязане, но неговите спецификации трябва да се поддържат в рамките на ±10% от характерните размери, дадени в стандарта. Когато изпитваното парче се използва отново, трябва да се извърши тънкослойно рязане, за да се почистят всички повърхности, преди да се проведе ново изпитване за прецизно рязане. Това може да елиминира влиянието на остатъците от предишната обработка и да направи всеки резултат от изпитването по-точно отразяващ текущото състояние на точност на обработващия център.
След многократни операции по рязане, външните размери на изпитваното парче ще намалеят, а диаметърът на отвора ще се увеличи. Когато се използва за контрол на приемането, за да се отрази точно точността на рязане на обработващия център, се препоръчва да се изберат окончателни размери на изпитваното парче за контурна обработка, които да съответстват на посочените в стандарта. Изпитваното парче може да се използва многократно при тестове за рязане, но неговите спецификации трябва да се поддържат в рамките на ±10% от характерните размери, дадени в стандарта. Когато изпитваното парче се използва отново, трябва да се извърши тънкослойно рязане, за да се почистят всички повърхности, преди да се проведе ново изпитване за прецизно рязане. Това може да елиминира влиянието на остатъците от предишната обработка и да направи всеки резултат от изпитването по-точно отразяващ текущото състояние на точност на обработващия център.
Позициониране на изпитваното парче
Тестовият образец трябва да се постави в средната позиция на хода X на вертикалния обработващ център и на подходящо място по осите Y и Z, подходящо за позиционирането на тестовия образец и приспособлението, както и за дължината на инструмента. Въпреки това, когато има специални изисквания за позицията на позициониране на тестовия образец, те трябва да бъдат ясно посочени в споразумението между производителя и потребителя. Правилното позициониране може да осигури точно относително положение между инструмента и тестовия образец по време на процеса на обработка, като по този начин ефективно се гарантира точността на обработката. Ако тестовият образец е позициониран неточно, това може да доведе до проблеми като отклонение в размерите на обработката и грешки във формата. Например, отклонението от централната позиция в посока X може да причини грешки в размерите в посока на дължината на обработвания детайл; неправилното позициониране по осите Y и Z може да повлияе на точността на детайла във височина и ширина.
Тестовият образец трябва да се постави в средната позиция на хода X на вертикалния обработващ център и на подходящо място по осите Y и Z, подходящо за позиционирането на тестовия образец и приспособлението, както и за дължината на инструмента. Въпреки това, когато има специални изисквания за позицията на позициониране на тестовия образец, те трябва да бъдат ясно посочени в споразумението между производителя и потребителя. Правилното позициониране може да осигури точно относително положение между инструмента и тестовия образец по време на процеса на обработка, като по този начин ефективно се гарантира точността на обработката. Ако тестовият образец е позициониран неточно, това може да доведе до проблеми като отклонение в размерите на обработката и грешки във формата. Например, отклонението от централната позиция в посока X може да причини грешки в размерите в посока на дължината на обработвания детайл; неправилното позициониране по осите Y и Z може да повлияе на точността на детайла във височина и ширина.
Специфични елементи за откриване и методи за обработка, точност
Откриване на точност на размерите
Точност на линейните размери
Използвайте измервателни инструменти (като шублер, микрометри и др.), за да измерите линейните размери на обработваното тестово парче. Например, измерете дължината, ширината, височината и други размери на детайла и ги сравнете с проектираните размери. За обработващи центрове с високи изисквания за точност, отклонението на размерите трябва да се контролира в много малък диапазон, обикновено на микронно ниво. Чрез измерване на линейните размери в множество посоки, точността на позициониране на обработващия център по осите X, Y, Z може да бъде цялостно оценена.
Точност на линейните размери
Използвайте измервателни инструменти (като шублер, микрометри и др.), за да измерите линейните размери на обработваното тестово парче. Например, измерете дължината, ширината, височината и други размери на детайла и ги сравнете с проектираните размери. За обработващи центрове с високи изисквания за точност, отклонението на размерите трябва да се контролира в много малък диапазон, обикновено на микронно ниво. Чрез измерване на линейните размери в множество посоки, точността на позициониране на обработващия център по осите X, Y, Z може да бъде цялостно оценена.
Точност на диаметъра на отвора
За обработваните отвори могат да се използват инструменти като измервателни уреди за вътрешен диаметър и координатно-измервателни машини за определяне на диаметъра на отвора. Точността на диаметъра на отвора включва не само изискването размерът на диаметъра да отговаря на изискванията, но и показатели като цилиндричност. Ако отклонението в диаметъра на отвора е твърде голямо, това може да е причинено от фактори като износване на инструмента и радиално биене на шпиндела.
За обработваните отвори могат да се използват инструменти като измервателни уреди за вътрешен диаметър и координатно-измервателни машини за определяне на диаметъра на отвора. Точността на диаметъра на отвора включва не само изискването размерът на диаметъра да отговаря на изискванията, но и показатели като цилиндричност. Ако отклонението в диаметъра на отвора е твърде голямо, това може да е причинено от фактори като износване на инструмента и радиално биене на шпиндела.
Откриване на точност на формата
Откриване на плоскост
Използвайте инструменти като нивелири и оптични равнини, за да откриете плоскостта на обработваната равнина. Поставете нивелира върху обработваната равнина и определете грешката в плоскостта, като наблюдавате промяната в позицията на мехурчето. За високопрецизна обработка грешката в плоскостта трябва да бъде изключително малка, в противен случай ще повлияе на последващия монтаж и други процеси. Например, при обработка на водещи релси на машини и други равнини, изискването за плоскост е изключително високо. Ако надвиши допустимата грешка, това ще доведе до нестабилно движение на движещите се части на водещите релси.
Откриване на плоскост
Използвайте инструменти като нивелири и оптични равнини, за да откриете плоскостта на обработваната равнина. Поставете нивелира върху обработваната равнина и определете грешката в плоскостта, като наблюдавате промяната в позицията на мехурчето. За високопрецизна обработка грешката в плоскостта трябва да бъде изключително малка, в противен случай ще повлияе на последващия монтаж и други процеси. Например, при обработка на водещи релси на машини и други равнини, изискването за плоскост е изключително високо. Ако надвиши допустимата грешка, това ще доведе до нестабилно движение на движещите се части на водещите релси.
Откриване на закръгленост
За обработвани кръгли контури (като цилиндри, конуси и др.) може да се използва тестер за кръглост. Грешката в кръглост отразява точността на обработващия център по време на ротационното движение. Фактори като точността на въртене на шпиндела и радиалното биене на инструмента ще повлияят на кръглостта. Ако грешката в кръглост е твърде голяма, това може да доведе до дисбаланс по време на въртене на механичните части и да повлияе на нормалната работа на оборудването.
За обработвани кръгли контури (като цилиндри, конуси и др.) може да се използва тестер за кръглост. Грешката в кръглост отразява точността на обработващия център по време на ротационното движение. Фактори като точността на въртене на шпиндела и радиалното биене на инструмента ще повлияят на кръглостта. Ако грешката в кръглост е твърде голяма, това може да доведе до дисбаланс по време на въртене на механичните части и да повлияе на нормалната работа на оборудването.
Откриване на точност на позицията
Откриване на паралелизъм
Откриване на паралелизъм между обработени повърхности или между отвори и повърхности. Например, за измерване на паралелизъм между две равнини може да се използва индикаторен часовник. Фиксирайте индикаторния часовник върху шпиндела, накарайте главата на индикатора да докосне измерената равнина, преместете работната маса и наблюдавайте промяната в показанията на индикаторния часовник. Прекомерната грешка в паралелизма може да бъде причинена от фактори като грешката в праволинейността на водещата релса и наклона на работната маса.
Откриване на паралелизъм
Откриване на паралелизъм между обработени повърхности или между отвори и повърхности. Например, за измерване на паралелизъм между две равнини може да се използва индикаторен часовник. Фиксирайте индикаторния часовник върху шпиндела, накарайте главата на индикатора да докосне измерената равнина, преместете работната маса и наблюдавайте промяната в показанията на индикаторния часовник. Прекомерната грешка в паралелизма може да бъде причинена от фактори като грешката в праволинейността на водещата релса и наклона на работната маса.
Откриване на перпендикулярност
Открийте перпендикулярността между обработваните повърхности или между отвори и повърхност, като използвате инструменти като триъгълници и инструменти за измерване на перпендикулярност. Например, при обработка на кутии, перпендикулярността между различните повърхности на кутията има важно влияние върху сглобяването и експлоатационните характеристики на частите. Грешката от перпендикулярност може да бъде причинена от отклонението от перпендикулярността между координатните оси на машинния инструмент.
Открийте перпендикулярността между обработваните повърхности или между отвори и повърхност, като използвате инструменти като триъгълници и инструменти за измерване на перпендикулярност. Например, при обработка на кутии, перпендикулярността между различните повърхности на кутията има важно влияние върху сглобяването и експлоатационните характеристики на частите. Грешката от перпендикулярност може да бъде причинена от отклонението от перпендикулярността между координатните оси на машинния инструмент.
Оценка на динамичната точност
Откриване на вибрации
По време на процеса на обработка използвайте сензори за вибрации, за да откриете вибрационната ситуация на обработващия център. Вибрациите могат да доведат до проблеми като повишена грапавост на повърхността на обработваната част и ускорено износване на инструмента. Чрез анализ на честотата и амплитудата на вибрациите е възможно да се определи дали има анормални източници на вибрации, като например небалансирани въртящи се части и хлабави компоненти. При високопрецизните обработващи центрове амплитудата на вибрациите трябва да се контролира на много ниско ниво, за да се гарантира стабилност на точността на обработка.
По време на процеса на обработка използвайте сензори за вибрации, за да откриете вибрационната ситуация на обработващия център. Вибрациите могат да доведат до проблеми като повишена грапавост на повърхността на обработваната част и ускорено износване на инструмента. Чрез анализ на честотата и амплитудата на вибрациите е възможно да се определи дали има анормални източници на вибрации, като например небалансирани въртящи се части и хлабави компоненти. При високопрецизните обработващи центрове амплитудата на вибрациите трябва да се контролира на много ниско ниво, за да се гарантира стабилност на точността на обработка.
Откриване на термична деформация
Обработващият център генерира топлина по време на продължителна работа, което води до термична деформация. Използвайте температурни сензори за измерване на температурните промени на ключовите компоненти (като шпиндела и водещата релса) и ги комбинирайте с измервателни инструменти, за да откриете промяната в точността на обработката. Термичната деформация може да доведе до постепенни промени в размерите на обработката. Например, удължаването на шпиндела под висока температура може да причини отклонения в размерите в аксиална посока на обработвания детайл. За да се намали влиянието на термичната деформация върху точността, някои съвременни обработващи центрове са оборудвани с охлаждащи системи за контрол на температурата.
Обработващият център генерира топлина по време на продължителна работа, което води до термична деформация. Използвайте температурни сензори за измерване на температурните промени на ключовите компоненти (като шпиндела и водещата релса) и ги комбинирайте с измервателни инструменти, за да откриете промяната в точността на обработката. Термичната деформация може да доведе до постепенни промени в размерите на обработката. Например, удължаването на шпиндела под висока температура може да причини отклонения в размерите в аксиална посока на обработвания детайл. За да се намали влиянието на термичната деформация върху точността, някои съвременни обработващи центрове са оборудвани с охлаждащи системи за контрол на температурата.
Вземане предвид на точността на препозициониране
Сравнение на точността на многократна обработка на едно и също изпитвано парче
Чрез многократна обработка на едно и също изпитвано парче и използване на горепосочените методи за откриване, за да се измери точността на всяко обработено изпитвано парче. Наблюдавайте повторяемостта на показатели като точност на размерите, точност на формата и точност на позиционирането. Ако точността на препозициониране е ниска, това може да доведе до нестабилно качество на партидно обработваните детайли. Например, при обработка на матрици, ако точността на препозициониране е ниска, това може да доведе до неравномерни размери на кухината на матрицата, което да повлияе на експлоатационните характеристики на матрицата.
Чрез многократна обработка на едно и също изпитвано парче и използване на горепосочените методи за откриване, за да се измери точността на всяко обработено изпитвано парче. Наблюдавайте повторяемостта на показатели като точност на размерите, точност на формата и точност на позиционирането. Ако точността на препозициониране е ниска, това може да доведе до нестабилно качество на партидно обработваните детайли. Например, при обработка на матрици, ако точността на препозициониране е ниска, това може да доведе до неравномерни размери на кухината на матрицата, което да повлияе на експлоатационните характеристики на матрицата.
В заключение, като оператор, за да прецени всеобхватно и точно точността на вертикалните обработващи центрове, е необходимо да се изхожда от множество аспекти, като например подготовката на тестовите парчета (включително материали, инструменти, параметри на рязане, фиксиране и размери), позиционирането на тестовите парчета, откриването на различни елементи за точност на обработка (точност на размерите, точност на формата, точност на позиционирането), оценката на динамичната точност и отчитането на точността на препозициониране. Само по този начин обработващият център може да отговори на изискванията за точност на обработка по време на производствения процес и да произвежда висококачествени механични части.