Mensen die werkzaam zijn in de verwerkende industrie hebben vaak een sterk verlangen om te winnen op het gebied van precisie, alsof het gemakkelijk is om verwerkingsprecisie op μm--niveau te bereiken. Maar in feite is verwerking met hoge-precisie een rigoureus technisch vakgebied. Veel mensen kennen niet eens het gezonde verstand van de invloed van temperatuur op precisie, maar ze praten over precisie, wat echt frustrerend is! Vervolgens zal dit artikel u voorzien van een uitgebreidere populaire wetenschap.
DEEL 1 Gezond verstand: de impact van temperatuurveranderingen op materialen Iedereen weet dat materialen over het algemeen de kenmerken hebben van thermische uitzetting en krimp. Bij precisieverwerking mag het temperatuurprobleem niet worden genegeerd! Het temperatuurverschil kan de "vijand" van precisie worden genoemd. Als deze sleutelfactor niet serieus wordt genomen, hoe kunnen we dan over precisie praten? De meeste machines zijn immers gemaakt van staal en gietijzer, die van vorm en lengte zullen veranderen afhankelijk van de kamertemperatuur en de warmte die door de machine zelf wordt gegenereerd. De specifieke mate van vervorming van het materiaal als gevolg van thermische uitzetting en krimp hangt af van de eigen eigenschappen van het materiaal en het temperatuurveranderingsbereik. Het volgende is een tabel met uitzettingscoëfficiënten van staal en koper. Als we staal als voorbeeld nemen, manifesteert de lineaire uitzetting zich als een verandering van 12 μm per meter lengte wanneer de temperatuur met 1 graad verandert. De uitzettingscoëfficiënt van staal wordt weergegeven in de onderstaande figuur:
Bijvoorbeeld: als de lengte van het werkstuk 200 mm is en de temperatuur met 10 graden verandert, is de uitzettingswaarde 0,02 mm. De uitzettingscoëfficiënt van koper wordt weergegeven in de onderstaande figuur:
Bijvoorbeeld: wanneer de elektrodelengte 200 mm is en de temperatuur met 10 graden verandert, is de uitzettingswaarde 0,05 mm. DEEL 2 Temperatuur veroorzaakt detectiefouten Als het werkstuk en het instrument en de meter die voor detectie worden gebruikt van verschillende materialen zijn gemaakt en zich tijdens de detectie niet onder de standaardtemperatuur (20 graden) bevinden, dan zal de afwijking van de standaardtemperatuur een belangrijke factor worden in de detectiefout. Detectiefout veroorzaakt door temperatuur
Als we bijvoorbeeld detectie als voorbeeld nemen: als een 100 mm lange stalen blokmeter wordt verwarmd door de handpalmtemperatuur en de temperatuur stijgt met 4 graden, zal deze in lengte veranderen met 4,6 μm. Bovendien moeten bij het meten van onderdelen met hoge-precisie hogere-precisiemeetmethoden beschikbaar zijn. Als de nauwkeurigheidsindex van het meetinstrument of de apparatuur zelf niet hoog is, hoe kan dan een hoge-precisiemeting worden bereikt? DEEL 3 Belangrijk verwerkingsconcept: Thermische stabiliteit behouden Neem als voorbeeld een stalen onderdeel met een afmeting van 100x30x20mm. Wanneer de temperatuur daalt van 25 graden naar 20 graden, verandert de grootte: bij 25 graden is de maat 6 μm groter, en wanneer de temperatuur daalt naar 20 graden, is de maat slechts 0,12 μm groter. Dit is een thermisch stabilisatieproces. Zelfs als de temperatuur snel daalt, duurt het een bepaalde hoeveelheid tijd om een stabiele nauwkeurigheid te behouden. Over het algemeen geldt dat hoe groter het object is, hoe langer het duurt om de stabiele nauwkeurigheid te herstellen wanneer de temperatuur verandert.
Sommige fabrieken zonder ervaring met precisiebewerkingen schrijven de oorzaak van de onstabiele nauwkeurigheid vaak toe aan problemen met de nauwkeurigheid van de apparatuur bij het uitvoeren van precisiebewerkingen. Ervaren fabrieken weten dat het gezond verstand is om aandacht te besteden aan het thermische evenwicht tussen de omgevingstemperatuur en de werktuigmachines. Ze begrijpen dat zelfs als de werktuigmachine een hoge nauwkeurigheid heeft, de stabiliteit van de bewerkingsnauwkeurigheid alleen kan worden gegarandeerd in een stabiele temperatuuromgeving en thermische balans.
Het handhaven van thermische stabiliteit is een belangrijk concept dat diepgaand moet worden begrepen bij precisiebewerking. Sommige mensen kunnen zich afvragen of de temperatuur op 20 graden of 23 graden moet worden gehouden. In feite is het de sleutel om de doeltemperatuurwaarde stabiel te houden. Theoretisch moet de temperatuur over het algemeen 20 graden zijn, maar in echte werkplaatsen wordt de temperatuur meestal geregeld op 22 graden ~ 23 graden, zolang de temperatuurschommelingen strikt onder controle worden gehouden. DEEL 4 Begrijp de verwerkingsnauwkeurigheid en analyse correct. Over het algemeen kan de verwerkingsnauwkeurigheid worden onderverdeeld in precisie en nauwkeurigheid. Via de onderstaande figuur kunnen we een meer intuïtief begrip krijgen. Precisie (Precisie) Precisie verwijst naar de reproduceerbaarheid en consistentie tussen de resultaten die worden verkregen wanneer hetzelfde reservemonster wordt gebruikt voor herhaalde metingen. Soms betekent hoge precisie niet een hoge nauwkeurigheid. De drie resultaten die worden verkregen door te meten met een lengte van standaard 1 mm zijn bijvoorbeeld respectievelijk 1,051 mm, 1,053 mm en 1,052 mm. Hoewel de nauwkeurigheid van deze reeks gegevens hoog is, is deze niet nauwkeurig. Nauwkeurigheid (Accuracy) Nauwkeurigheid verwijst naar de mate van overeenkomst tussen het meetresultaat en de werkelijke waarde. Wanneer de meetnauwkeurigheid hoog is, betekent dit dat de systeemfout klein is en dat de afwijking van de gemiddelde waarde van de gemeten gegevens van de werkelijke waarde klein is, maar de discretie van de gegevens, dat wil zeggen de omvang van de toevallige fout, is niet duidelijk. De relatie tussen precisie, nauwkeurigheid en temperatuur hangt meestal nauw samen met precisie en nauwkeurigheid. Als de precisie van de bewerkte onderdelen hoog is maar de nauwkeurigheid onvoldoende, kan het zijn dat de werkplaatstemperatuur enigszins fluctueert maar sterk afwijkt van de standaardtemperatuur; als de onderdelen een hoge nauwkeurigheid hebben maar een slechte nauwkeurigheid, is het waarschijnlijk dat de temperatuur in de werkplaats sterk fluctueert, wat resulteert in een grote discretie van de nauwkeurigheid; als de onderdelen noch precies noch accuraat zijn, betekent dit dat de werkplaatstemperatuur sterk afwijkt van de standaard temperatuur- en controle-eisen. DEEL 5 Vergeten voorverwarmen van werktuigmachines Wanneer u precisie-CNC-bewerkingsmachines gebruikt voor hoog-precieze bewerkingen in de fabriek, heeft u wellicht zo'n ervaring gehad: elke ochtend als de machine wordt aangezet voor bewerking, is de bewerkingsnauwkeurigheid van het eerste product vaak onbevredigend; de eerste batch onderdelen die na een lange vakantie worden bewerkt voor bewerking, hebben vaak een onstabiele nauwkeurigheid, en de kans op falen is zeer hoog bij het uitvoeren van hoge-precisiebewerkingen, vooral in termen van positienauwkeurigheid. De werktuigmachine kan de stabiliteit van de bewerkingsnauwkeurigheid alleen garanderen in een stabiele temperatuuromgeving en thermische evenwichtstoestand. Wanneer bewerkingen met hoge-precisie worden uitgevoerd direct nadat de machine is ingeschakeld, is het voorverwarmen van de werktuigmachine een fundamenteel gezond verstand voor precisiebewerkingen. De nauwkeurigheid van de bewerking varieert sterk wanneer de werktuigmachine langere tijd stilstaat en zich in thermisch evenwicht bevindt. Dit komt omdat de temperatuur van de spil en elke bewegende as van de CNC-werktuigmachine na een bepaalde tijd relatief stabiel zal zijn op een bepaald niveau, en naarmate de verwerkingstijd toeneemt, zal de thermische nauwkeurigheid van de CNC-werktuigmachine geleidelijk stabiliseren, wat volledig de noodzaak aantoont van het voorverwarmen van de spil en de bewegende delen vóór verwerking. Veel fabrieken negeren echter de voorbereidingslink van de 'opwarmoefening' van werktuigmachines, of weten er zelfs niets van. Als de werktuigmachine langer dan een paar dagen niet wordt gebruikt, wordt aanbevolen deze langer dan 30 minuten voor te verwarmen voordat de bewerking met hoge-precisie wordt uitgevoerd; als de inactieve tijd slechts een paar uur bedraagt, verwarm dan 5 tot 10 minuten voor. Tijdens het voorverwarmen kan de werktuigmachine worden toegestaan deel te nemen aan de herhaalde beweging van de bewerkingsas, en het is het beste om meerassige verbindingen uit te voeren, zoals het verplaatsen van de XYZ-as van de linkerbenedenhoek van het coördinatensysteem naar de rechterbovenhoek, en herhaaldelijk diagonaal lopen. Tijdens de daadwerkelijke werking kan een macroprogramma op de werktuigmachine worden geschreven, zodat de werktuigmachine automatisch en herhaaldelijk voorverwarmingsacties kan uitvoeren. Wanneer de werktuigmachine volledig is voorverwarmd, kan deze in productie met hoge-precisie worden uitgevoerd, en op dit moment kan een stabiele en consistente verwerkingsnauwkeurigheid worden verkregen.
