Metoder för att bedöma noggrannheten hos vertikala fleroperationsmaskiner
Inom området mekanisk bearbetning är noggrannheten hos vertikala fleroperationsmaskiner av avgörande betydelse för bearbetningskvaliteten. Som operatör är en korrekt bedömning av dess noggrannhet ett viktigt steg för att säkerställa bearbetningseffekten. Följande kommer att utveckla metoderna för att bedöma noggrannheten hos vertikala fleroperationsmaskiner.
Bestämning av relaterade element i provstycket
Material, verktyg och skärparametrar för teststycket
Valet av material, verktyg och skärparametrar för teststycket har en direkt inverkan på bedömningen av noggrannhet. Dessa element bestäms vanligtvis enligt överenskommelse mellan tillverkningsfabriken och användaren och måste dokumenteras korrekt.
När det gäller skärhastighet är den cirka 50 m/min för gjutjärnsdelar; medan den för aluminiumdelar är cirka 300 m/min. Lämplig matningshastighet ligger ungefär inom (0,05–0,10) mm/tand. När det gäller skärdjup bör det radiella skärdjupet för alla fräsoperationer vara 0,2 mm. Ett rimligt val av dessa parametrar är grunden för att korrekt bedöma noggrannheten i efterhand. Till exempel kan en för hög skärhastighet leda till ökat verktygsslitage och påverka bearbetningsnoggrannheten; felaktig matningshastighet kan göra att den bearbetade delens ytjämnhet inte uppfyller kraven.
Valet av material, verktyg och skärparametrar för teststycket har en direkt inverkan på bedömningen av noggrannhet. Dessa element bestäms vanligtvis enligt överenskommelse mellan tillverkningsfabriken och användaren och måste dokumenteras korrekt.
När det gäller skärhastighet är den cirka 50 m/min för gjutjärnsdelar; medan den för aluminiumdelar är cirka 300 m/min. Lämplig matningshastighet ligger ungefär inom (0,05–0,10) mm/tand. När det gäller skärdjup bör det radiella skärdjupet för alla fräsoperationer vara 0,2 mm. Ett rimligt val av dessa parametrar är grunden för att korrekt bedöma noggrannheten i efterhand. Till exempel kan en för hög skärhastighet leda till ökat verktygsslitage och påverka bearbetningsnoggrannheten; felaktig matningshastighet kan göra att den bearbetade delens ytjämnhet inte uppfyller kraven.
Fixering av testbiten
Fästmetoden för teststycket är direkt relaterad till stabiliteten under bearbetningen. Teststycket behöver installeras på ett speciellt sätt för att säkerställa maximal stabilitet hos verktyget och fixturen. Fixturens och teststyckets monteringsytor måste vara plana, vilket är en förutsättning för att säkerställa bearbetningsnoggrannheten. Samtidigt bör parallelliteten mellan teststyckets monteringsyta och fixturens klämyta kontrolleras.
När det gäller fastspänningsmetoden bör ett lämpligt sätt användas för att verktyget ska kunna penetrera och bearbeta hela centrumhålets längd. Till exempel rekommenderas det att använda försänkta skruvar för att fixera teststycket, vilket effektivt kan undvika störningar mellan verktyget och skruvarna. Naturligtvis kan andra likvärdiga metoder också väljas. Teststyckets totala höjd beror på den valda fixeringsmetoden. En lämplig höjd kan säkerställa teststyckets stabilitet under bearbetningsprocessen och minska noggrannhetsavvikelser orsakade av faktorer som vibrationer.
Fästmetoden för teststycket är direkt relaterad till stabiliteten under bearbetningen. Teststycket behöver installeras på ett speciellt sätt för att säkerställa maximal stabilitet hos verktyget och fixturen. Fixturens och teststyckets monteringsytor måste vara plana, vilket är en förutsättning för att säkerställa bearbetningsnoggrannheten. Samtidigt bör parallelliteten mellan teststyckets monteringsyta och fixturens klämyta kontrolleras.
När det gäller fastspänningsmetoden bör ett lämpligt sätt användas för att verktyget ska kunna penetrera och bearbeta hela centrumhålets längd. Till exempel rekommenderas det att använda försänkta skruvar för att fixera teststycket, vilket effektivt kan undvika störningar mellan verktyget och skruvarna. Naturligtvis kan andra likvärdiga metoder också väljas. Teststyckets totala höjd beror på den valda fixeringsmetoden. En lämplig höjd kan säkerställa teststyckets stabilitet under bearbetningsprocessen och minska noggrannhetsavvikelser orsakade av faktorer som vibrationer.
Testbitens mått
Efter flera skäroperationer minskar teststyckets yttermått och håldiametern ökar. Vid användning för godkännandekontroll, för att korrekt återspegla skärnoggrannheten hos bearbetningscentret, rekommenderas det att välja de slutliga konturbearbetningsteststyckets dimensioner så att de överensstämmer med de som anges i standarden. Teststycket kan användas upprepade gånger i skärtester, men dess specifikationer bör hållas inom ±10 % av de karakteristiska dimensioner som anges i standarden. När teststycket används igen bör en tunnskiktsskärning utföras för att rengöra alla ytor innan ett nytt precisionsskärtest utförs. Detta kan eliminera påverkan av rester från tidigare bearbetning och göra att varje testresultat mer exakt återspeglar bearbetningscentrets aktuella noggrannhetsstatus.
Efter flera skäroperationer minskar teststyckets yttermått och håldiametern ökar. Vid användning för godkännandekontroll, för att korrekt återspegla skärnoggrannheten hos bearbetningscentret, rekommenderas det att välja de slutliga konturbearbetningsteststyckets dimensioner så att de överensstämmer med de som anges i standarden. Teststycket kan användas upprepade gånger i skärtester, men dess specifikationer bör hållas inom ±10 % av de karakteristiska dimensioner som anges i standarden. När teststycket används igen bör en tunnskiktsskärning utföras för att rengöra alla ytor innan ett nytt precisionsskärtest utförs. Detta kan eliminera påverkan av rester från tidigare bearbetning och göra att varje testresultat mer exakt återspeglar bearbetningscentrets aktuella noggrannhetsstatus.
Placering av teststycket
Teststycket ska placeras i mittpositionen för X-slaget på den vertikala fleroperationsmaskinen och på en lämplig position längs Y- och Z-axlarna, lämplig för positioneringen av teststycket och fixturen samt verktygets längd. Men när det finns särskilda krav på teststyckets positioneringsläge bör dessa tydligt specificeras i avtalet mellan tillverkningsfabriken och användaren. Korrekt positionering kan säkerställa en korrekt relativ position mellan verktyget och teststycket under bearbetningsprocessen, vilket effektivt säkerställer bearbetningsnoggrannheten. Om teststycket är felaktigt positionerat kan det leda till problem som avvikelser i bearbetningsmåtten och formfel. Till exempel kan avvikelse från mittpositionen i X-riktningen orsaka måttfel i det bearbetade arbetsstyckets längdriktning; felaktig positionering längs Y- och Z-axlarna kan påverka arbetsstyckets noggrannhet i höjd- och breddriktningen.
Teststycket ska placeras i mittpositionen för X-slaget på den vertikala fleroperationsmaskinen och på en lämplig position längs Y- och Z-axlarna, lämplig för positioneringen av teststycket och fixturen samt verktygets längd. Men när det finns särskilda krav på teststyckets positioneringsläge bör dessa tydligt specificeras i avtalet mellan tillverkningsfabriken och användaren. Korrekt positionering kan säkerställa en korrekt relativ position mellan verktyget och teststycket under bearbetningsprocessen, vilket effektivt säkerställer bearbetningsnoggrannheten. Om teststycket är felaktigt positionerat kan det leda till problem som avvikelser i bearbetningsmåtten och formfel. Till exempel kan avvikelse från mittpositionen i X-riktningen orsaka måttfel i det bearbetade arbetsstyckets längdriktning; felaktig positionering längs Y- och Z-axlarna kan påverka arbetsstyckets noggrannhet i höjd- och breddriktningen.
Specifika detektionsobjekt och metoder för bearbetningsnoggrannhet
Detektion av dimensionell noggrannhet
Noggrannhet hos linjära dimensioner
Använd mätverktyg (som skjutmått, mikrometer etc.) för att mäta de linjära dimensionerna på det bearbetade teststycket. Mät till exempel längd, bredd, höjd och andra dimensioner på arbetsstycket och jämför dem med de konstruerade dimensionerna. För fleroperationsmaskiner med höga noggrannhetskrav bör dimensionsavvikelsen kontrolleras inom ett mycket litet område, vanligtvis på mikronnivå. Genom att mäta de linjära dimensionerna i flera riktningar kan fleroperationsmaskineriets positioneringsnoggrannhet i X-, Y- och Z-axlarna utvärderas på ett omfattande sätt.
Noggrannhet hos linjära dimensioner
Använd mätverktyg (som skjutmått, mikrometer etc.) för att mäta de linjära dimensionerna på det bearbetade teststycket. Mät till exempel längd, bredd, höjd och andra dimensioner på arbetsstycket och jämför dem med de konstruerade dimensionerna. För fleroperationsmaskiner med höga noggrannhetskrav bör dimensionsavvikelsen kontrolleras inom ett mycket litet område, vanligtvis på mikronnivå. Genom att mäta de linjära dimensionerna i flera riktningar kan fleroperationsmaskineriets positioneringsnoggrannhet i X-, Y- och Z-axlarna utvärderas på ett omfattande sätt.
Noggrannhet av håldiameter
För de bearbetade hålen kan verktyg som innerdiametermätare och koordinatmätare användas för att detektera håldiametern. Noggrannheten hos håldiametern inkluderar inte bara kravet att diameterstorleken uppfyller kraven, utan även indikatorer som cylindricitet. Om avvikelsen från håldiametern är för stor kan det orsakas av faktorer som verktygsslitage och spindelns radiella rundgång.
För de bearbetade hålen kan verktyg som innerdiametermätare och koordinatmätare användas för att detektera håldiametern. Noggrannheten hos håldiametern inkluderar inte bara kravet att diameterstorleken uppfyller kraven, utan även indikatorer som cylindricitet. Om avvikelsen från håldiametern är för stor kan det orsakas av faktorer som verktygsslitage och spindelns radiella rundgång.
Detektion av formens noggrannhet
Detektion av planhet
Använd instrument som vattenpass och optiska planmått för att detektera planheten på det bearbetade planet. Placera vattenpasset på det bearbetade planet och bestäm planhetsfelet genom att observera förändringen i bubblans position. För högprecisionsbearbetning bör planhetsfelet vara extremt litet, annars kommer det att påverka efterföljande montering och andra processer. Till exempel, vid bearbetning av styrskenor på verktygsmaskiner och andra plan, är planhetskravet extremt högt. Om det överskrider det tillåtna felet kommer det att orsaka att de rörliga delarna på styrskenorna rör sig ostadigt.
Detektion av planhet
Använd instrument som vattenpass och optiska planmått för att detektera planheten på det bearbetade planet. Placera vattenpasset på det bearbetade planet och bestäm planhetsfelet genom att observera förändringen i bubblans position. För högprecisionsbearbetning bör planhetsfelet vara extremt litet, annars kommer det att påverka efterföljande montering och andra processer. Till exempel, vid bearbetning av styrskenor på verktygsmaskiner och andra plan, är planhetskravet extremt högt. Om det överskrider det tillåtna felet kommer det att orsaka att de rörliga delarna på styrskenorna rör sig ostadigt.
Detektion av rundhet
För bearbetade cirkulära konturer (såsom cylindrar, koner etc.) kan en rundhetsprovare användas för att detektera. Rundhetsfelet återspeglar bearbetningscentrets noggrannhetssituation under rotationsrörelsen. Faktorer som spindelns rotationsnoggrannhet och verktygets radiella rundgång påverkar rundheten. Om rundhetsfelet är för stort kan det leda till obalans under rotationen av mekaniska delar och påverka utrustningens normala drift.
För bearbetade cirkulära konturer (såsom cylindrar, koner etc.) kan en rundhetsprovare användas för att detektera. Rundhetsfelet återspeglar bearbetningscentrets noggrannhetssituation under rotationsrörelsen. Faktorer som spindelns rotationsnoggrannhet och verktygets radiella rundgång påverkar rundheten. Om rundhetsfelet är för stort kan det leda till obalans under rotationen av mekaniska delar och påverka utrustningens normala drift.
Detektion av positionsnoggrannhet
Detektion av parallellism
Detektera parallelliteten mellan bearbetade ytor eller mellan hål och ytor. För att till exempel mäta parallelliteten mellan två plan kan en mätklocka användas. Fäst mätklockan på spindeln, se till att mäthuvudet kommer i kontakt med det uppmätta planet, flytta arbetsbänken och observera förändringen i mätklockans avläsning. För stort parallellitetsfel kan orsakas av faktorer som styrskenans rakhetsfel och arbetsbänkens lutning.
Detektion av parallellism
Detektera parallelliteten mellan bearbetade ytor eller mellan hål och ytor. För att till exempel mäta parallelliteten mellan två plan kan en mätklocka användas. Fäst mätklockan på spindeln, se till att mäthuvudet kommer i kontakt med det uppmätta planet, flytta arbetsbänken och observera förändringen i mätklockans avläsning. För stort parallellitetsfel kan orsakas av faktorer som styrskenans rakhetsfel och arbetsbänkens lutning.
Detektion av vinkelräthet
Detektera vinkelrätheten mellan bearbetade ytor eller mellan hål och yta med hjälp av verktyg som vinkelhakar och vinkelräthetsmätningsinstrument. Till exempel, vid bearbetning av lådliknande delar har vinkelrätheten mellan lådans olika ytor en viktig inverkan på delarnas monterings- och användningsprestanda. Vinkelräthetsfelet kan orsakas av vinkelräthetsavvikelsen mellan verktygsmaskinens koordinataxlar.
Detektera vinkelrätheten mellan bearbetade ytor eller mellan hål och yta med hjälp av verktyg som vinkelhakar och vinkelräthetsmätningsinstrument. Till exempel, vid bearbetning av lådliknande delar har vinkelrätheten mellan lådans olika ytor en viktig inverkan på delarnas monterings- och användningsprestanda. Vinkelräthetsfelet kan orsakas av vinkelräthetsavvikelsen mellan verktygsmaskinens koordinataxlar.
Utvärdering av dynamisk noggrannhet
Detektering av vibrationer
Under bearbetningsprocessen, använd vibrationssensorer för att detektera vibrationssituationen i bearbetningscentret. Vibrationer kan leda till problem som ökad ytjämnhet hos den bearbetade detaljen och accelererat verktygsslitage. Genom att analysera vibrationens frekvens och amplitud är det möjligt att avgöra om det finns onormala vibrationskällor, såsom obalanserade roterande delar och lösa komponenter. För högprecisionsbearbetningscenter bör vibrationsamplituden kontrolleras på en mycket låg nivå för att säkerställa stabiliteten i bearbetningsnoggrannheten.
Under bearbetningsprocessen, använd vibrationssensorer för att detektera vibrationssituationen i bearbetningscentret. Vibrationer kan leda till problem som ökad ytjämnhet hos den bearbetade detaljen och accelererat verktygsslitage. Genom att analysera vibrationens frekvens och amplitud är det möjligt att avgöra om det finns onormala vibrationskällor, såsom obalanserade roterande delar och lösa komponenter. För högprecisionsbearbetningscenter bör vibrationsamplituden kontrolleras på en mycket låg nivå för att säkerställa stabiliteten i bearbetningsnoggrannheten.
Detektion av termisk deformation
Fleroperationscentret genererar värme under långvarig drift, vilket orsakar termisk deformation. Använd temperatursensorer för att mäta temperaturförändringar i nyckelkomponenterna (såsom spindeln och styrskenan) och kombinera med mätinstrument för att detektera förändringar i bearbetningsnoggrannheten. Termisk deformation kan leda till gradvisa förändringar i bearbetningsdimensionerna. Till exempel kan förlängning av spindeln under hög temperatur orsaka dimensionsavvikelser i det bearbetade arbetsstyckets axiella riktning. För att minska effekten av termisk deformation på noggrannheten är vissa avancerade fleroperationscenter utrustade med kylsystem för att kontrollera temperaturen.
Fleroperationscentret genererar värme under långvarig drift, vilket orsakar termisk deformation. Använd temperatursensorer för att mäta temperaturförändringar i nyckelkomponenterna (såsom spindeln och styrskenan) och kombinera med mätinstrument för att detektera förändringar i bearbetningsnoggrannheten. Termisk deformation kan leda till gradvisa förändringar i bearbetningsdimensionerna. Till exempel kan förlängning av spindeln under hög temperatur orsaka dimensionsavvikelser i det bearbetade arbetsstyckets axiella riktning. För att minska effekten av termisk deformation på noggrannheten är vissa avancerade fleroperationscenter utrustade med kylsystem för att kontrollera temperaturen.
Hänsyn till ompositioneringsnoggrannhet
Jämförelse av noggrannheten vid flera bearbetningar av samma teststycke
Genom att upprepade gånger bearbeta samma testbit och använda ovanstående detektionsmetoder för att mäta noggrannheten hos varje bearbetad testbit. Observera repeterbarheten hos indikatorer som dimensionsnoggrannhet, formnoggrannhet och positionsnoggrannhet. Om ompositioneringsnoggrannheten är dålig kan det leda till instabil kvalitet på batchbearbetade arbetsstycken. Till exempel, vid formbearbetning, om ompositioneringsnoggrannheten är låg, kan det orsaka att formens kavitetsdimensioner blir inkonsekventa, vilket påverkar formens prestanda.
Genom att upprepade gånger bearbeta samma testbit och använda ovanstående detektionsmetoder för att mäta noggrannheten hos varje bearbetad testbit. Observera repeterbarheten hos indikatorer som dimensionsnoggrannhet, formnoggrannhet och positionsnoggrannhet. Om ompositioneringsnoggrannheten är dålig kan det leda till instabil kvalitet på batchbearbetade arbetsstycken. Till exempel, vid formbearbetning, om ompositioneringsnoggrannheten är låg, kan det orsaka att formens kavitetsdimensioner blir inkonsekventa, vilket påverkar formens prestanda.
Sammanfattningsvis, för att som operatör heltäckande och korrekt bedöma noggrannheten hos vertikala fleroperationsmaskiner är det nödvändigt att utgå från flera aspekter, såsom förberedelse av teststycken (inklusive material, verktyg, skärparametrar, fixering och dimensioner), positionering av teststycken, detektering av olika bearbetningsnoggrannhetstecken (dimensionsnoggrannhet, formnoggrannhet, positionsnoggrannhet), utvärdering av dynamisk noggrannhet och hänsyn till ompositioneringsnoggrannhet. Endast på detta sätt kan fleroperationsmaskineriet uppfylla kraven på bearbetningsnoggrannhet under produktionsprocessen och producera högkvalitativa mekaniska delar.