Проанализируйте три основных пункта, которые требуют измерения точности при поставке обрабатывающего центра с ЧПУ._Новости отрасли_Новости_Qingdao Taizheng Precision Machinery Co., Ltd.

Анализ ключевых элементов прецизионной приемки обрабатывающих центров с ЧПУ

Аннотация: В этом документе подробно рассматриваются три ключевых параметра, которые необходимо измерять для обеспечения точности при поставке обрабатывающих центров с ЧПУ, а именно геометрическая точность, точность позиционирования и точность резки. Благодаря углубленному анализу значения каждого прецизионного элемента, содержания проверки, часто используемых инструментов проверки и мер предосторожности при проверке, он предоставляет комплексные и систематические рекомендации по приемке обрабатывающих центров с ЧПУ, что помогает гарантировать, что обрабатывающие центры имеют хорошую производительность и точность при доставке в эксплуатацию, отвечая требованиям высокоточной обработки промышленного производства.

I. Введение

Точность обрабатывающих центров с ЧПУ, являющихся одним из основных компонентов современного производства, напрямую влияет на качество обрабатываемых заготовок и эффективность производства. На этапе поставки крайне важно провести комплексные и тщательные измерения и принять геометрическую точность, точность позиционирования и точность резки. Это связано не только с надежностью оборудования при первоначальном вводе в эксплуатацию, но и является важной гарантией его последующей длительной стабильной работы и высокоточной обработки.

II. Контроль геометрической точности обрабатывающих центров с ЧПУ

(I) Объекты проверки и коннотации

Если взять в качестве примера обычный вертикальный обрабатывающий центр, то проверка его геометрической точности охватывает несколько важных аспектов.

Плоскостность поверхности рабочего стола: плоскостность поверхности рабочего стола, являющаяся эталоном зажима заготовок, напрямую влияет на точность установки заготовок и качество плоскости после обработки. Если плоскостность превышает допуск, при обработке плоских заготовок возникнут такие проблемы, как неравномерная толщина и ухудшение шероховатости поверхности.
Взаимная перпендикулярность движений в каждом направлении координат. Отклонение перпендикулярности координатных осей X, Y и Z приведет к искажению пространственной геометрической формы обрабатываемой детали. Например, при фрезеровании кубовидной заготовки первоначально перпендикулярные кромки будут иметь угловые отклонения, что серьезно повлияет на качество сборки заготовки.
Параллельность поверхности рабочего стола во время движений в направлениях координат X и Y: этот параллельность гарантирует, что относительное положение между режущим инструментом и поверхностью рабочего стола остается постоянным, когда инструмент движется в плоскостях X и Y. В противном случае при плоском фрезеровании возникнут неравномерные припуски на обработку, что приведет к ухудшению качества поверхности и даже чрезмерному износу режущего инструмента.
Параллельность стороны Т-образного паза на поверхности рабочего стола во время движения в направлении координаты X: для задач обработки, требующих позиционирования приспособления с использованием Т-образного паза, точность этого параллельности связана с точностью установки приспособления, что, в свою очередь, влияет на точность позиционирования и точность обработки заготовки.
Осевое биение шпинделя: Осевое биение шпинделя вызовет незначительное смещение режущего инструмента в осевом направлении. Во время сверления, растачивания и других процессов механической обработки это приведет к ошибкам в размере диаметра отверстия, ухудшению цилиндричности отверстия и увеличению шероховатости поверхности.
Радиальное биение отверстия шпинделя: влияет на точность зажима режущего инструмента, вызывая нестабильность радиального положения инструмента во время вращения. При фрезеровании внешнего круга или растачивания отверстий это увеличит погрешность формы контура обрабатываемой детали, что затруднит обеспечение круглости и цилиндричности.
Параллельность оси шпинделя, когда коробка шпинделя перемещается по направлению координаты Z: этот показатель точности имеет решающее значение для обеспечения постоянства относительного положения между режущим инструментом и заготовкой при обработке в различных положениях оси Z. Если параллельность плохая, во время глубокого фрезерования или растачивания произойдет неравномерная глубина обработки.
Перпендикулярность оси вращения шпинделя к поверхности рабочего стола. Для вертикальных обрабатывающих центров эта перпендикулярность напрямую определяет точность обработки вертикальных и наклонных поверхностей. Если есть отклонение, возникнут такие проблемы, как неперпендикулярность вертикальных поверхностей и неточные углы наклона поверхности.
Прямолинейность движения корпуса шпинделя по направлению координаты Z: ошибка прямолинейности приведет к отклонению режущего инструмента от идеальной прямой траектории во время движения вдоль оси Z. При обработке глубоких отверстий или многоступенчатых поверхностей это приведет к ошибкам соосности между ступенями и ошибкам прямолинейности отверстий.

(II) Обычно используемые инструменты проверки

Проверка геометрической точности требует использования ряда высокоточных инструментов контроля. Прецизионные уровни можно использовать для измерения ровности поверхности рабочего стола, а также прямолинейности и параллельности в каждом направлении оси координат; точные квадратные прямоугольники, прямоугольные угольники и параллельные линейки могут помочь в обнаружении перпендикулярности и параллельности; параллельные световые трубки могут обеспечить высокоточные эталонные прямые линии для сравнительных измерений; циферблатные индикаторы и микрометры широко используются для измерения различных малых смещений и биений, таких как осевое биение и радиальное биение шпинделя; высокоточные испытательные стержни часто используются для определения точности отверстия шпинделя и соотношения положения между шпинделем и осями координат.

(III) Меры предосторожности при проверке

Проверка геометрической точности обрабатывающих центров с ЧПУ должна быть завершена сразу после точной настройки обрабатывающих центров с ЧПУ. Это связано с тем, что между различными показателями геометрической точности существуют взаимосвязанные и интерактивные отношения. Например, плоскостность поверхности рабочего стола и параллельность движения осей координат могут ограничивать друг друга. Изменение одного пункта может повлечь за собой цепную реакцию на другие связанные элементы. Если один элемент регулируется, а затем проверяется один за другим, трудно точно определить, действительно ли общая геометрическая точность соответствует требованиям, а также это не способствует выявлению основной причины отклонений точности и проведению систематических корректировок и оптимизаций.

III. Контроль точности позиционирования обрабатывающих центров с ЧПУ

(I) Определение и факторы, влияющие на точность позиционирования

Точность позиционирования относится к точности положения, которую может достичь каждая координатная ось обрабатывающего центра с ЧПУ под управлением устройства числового программного управления. В основном это зависит от точности управления системой числового программного управления и ошибок системы механической передачи. Разрешение системы числового программного управления, алгоритмы интерполяции и точность устройств обнаружения обратной связи — все это будет влиять на точность позиционирования. Что касается механической передачи, такие факторы, как погрешность шага ходового винта, зазор между ходовым винтом и гайкой, прямолинейность и трение направляющей, также во многом определяют уровень точности позиционирования.

(II) Содержание проверки

Точность позиционирования и повторяющаяся точность позиционирования каждой оси линейного движения. Точность позиционирования отражает диапазон отклонения между заданным положением и фактически достигнутым положением оси координат, тогда как точность повторяющегося позиционирования отражает степень дисперсии положения, когда ось координат неоднократно перемещается в одно и то же заданное положение. Например, при контурном фрезеровании низкая точность позиционирования приведет к отклонениям между формой обработанного контура и расчетным контуром, а низкая повторяющаяся точность позиционирования приведет к несогласованным траекториям обработки при многократной обработке одного и того же контура, влияя на качество поверхности и точность размеров.
Точность возврата механического начала каждой оси линейного движения. Механическое начало координат является опорной точкой оси координат, и точность его возврата напрямую влияет на точность исходного положения оси координат после включения станка или выполнения операции возврата в нулевую точку. Если точность возврата невысока, это может привести к отклонениям между началом системы координат заготовки при последующей обработке и расчетным началом координат, что приведет к систематическим ошибкам положения во всем процессе обработки.
Люфт каждой оси линейного движения: когда ось координат переключается между движением вперед и назад, из-за таких факторов, как зазор между компонентами механической трансмиссии и изменения трения, возникает люфт. В задачах обработки с частыми движениями вперед и назад, таких как фрезерование резьбы или выполнение возвратно-поступательной контурной обработки, люфт вызывает «ступенчатые» ошибки в траектории обработки, влияя на точность обработки и качество поверхности.
Точность позиционирования и повторяющаяся точность позиционирования каждой оси поворотного движения (поворотный рабочий стол): Для обрабатывающих центров с поворотными рабочими столами точность позиционирования и повторяющаяся точность позиционирования осей вращательного движения имеют решающее значение для обработки заготовок с круговым индексированием или многостанционной обработки. Например, при обработке заготовок со сложными характеристиками кругового распределения, таких как лопатки турбин, точность оси вращения напрямую определяет угловую точность и равномерность распределения между лопатками.
Точность возврата начала каждой оси вращательного движения. Подобно оси линейного движения, точность возврата начала оси вращательного движения влияет на точность ее исходного углового положения после операции возврата в ноль и является важной основой для обеспечения точности многостанционной обработки или обработки круговой индексации.
Люфт каждой оси вращательного движения. Люфт, возникающий при переключении оси вращения между прямым и обратным вращением, вызывает угловые отклонения при обработке круговых контуров или выполнении угловой индексации, влияя на точность формы и точность положения заготовки.

(III) Методы и оборудование проверки

Для проверки точности позиционирования обычно используется высокоточное контрольное оборудование, такое как лазерные интерферометры и решетчатые весы. Лазерный интерферометр точно измеряет смещение оси координат, излучая лазерный луч и измеряя изменения его интерференционных полос, чтобы получить различные показатели, такие как точность позиционирования, точность повторяющегося позиционирования и люфт. Шкала решетки устанавливается непосредственно на оси координат и передает информацию о положении оси координат, считывая изменения в полосах решетки, что можно использовать для онлайн-мониторинга и проверки параметров, связанных с точностью позиционирования.

IV. Проверка точности резки обрабатывающих центров с ЧПУ

(I) Характер и значение точности резания

Точность резки обрабатывающего центра с ЧПУ представляет собой комплексную точность, которая отражает уровень точности обработки, которого станок может достичь в реальном процессе резки, путем всестороннего учета различных факторов, таких как геометрическая точность, точность позиционирования, производительность режущего инструмента, параметры резания и стабильность технологической системы. Проверка точности резки является окончательной проверкой общей производительности станка и напрямую связана с тем, может ли обработанная заготовка соответствовать проектным требованиям.

(II) Классификация и содержание проверок

Проверка точности единичной обработки

Точность растачивания – округлость, цилиндричность. Растачивание – это обычный процесс обработки в обрабатывающих центрах. Округлость и цилиндричность расточенного отверстия напрямую отражают уровень точности станка, когда вращательное и линейное движения работают вместе. Ошибки круглости приведут к неравномерности диаметров отверстий, а ошибки цилиндричности приведут к изгибу оси отверстия, что повлияет на точность подгонки других деталей.
Плоскостность и разница шага плоского фрезерования концевыми фрезами: при фрезеровании плоскости концевой фрезой плоскостность отражает параллельность между поверхностью рабочего стола и плоскостью движения инструмента, а также равномерный износ режущей кромки инструмента, а разница шага отражает постоянство глубины резания инструмента в разных положениях в процессе плоского фрезерования. Если есть разница шагов, это говорит о проблемах с равномерностью движения станка в плоскости X и Y.
Перпендикулярность и параллельность бокового фрезерования концевыми фрезами: при фрезеровании боковой поверхности перпендикулярность и параллельность соответственно проверяют перпендикулярность между осью вращения шпинделя и осью координат, а также соотношение параллельности между инструментом и базовой поверхностью при резке на боковой поверхности, что имеет большое значение для обеспечения точности формы и точности сборки боковой поверхности заготовки.

Прецизионный контроль обработки стандартного комплексного контрольного образца

Точность расстояния между отверстиями — в направлении оси X, направлении оси Y, диагональном направлении и отклонении диаметра отверстия: точность расстояния между отверстиями всесторонне проверяет точность позиционирования станка в плоскостях X и Y и способность контролировать точность размеров в разных направлениях. Отклонение диаметра отверстия также отражает стабильность точности процесса растачивания.
Прямолинейность, параллельность, разница в толщине и перпендикулярность фрезерования окружающих поверхностей концевыми фрезами. При фрезеровании окружающих поверхностей концевыми фрезами можно определить прецизионное соотношение положения инструмента относительно различных поверхностей заготовки во время обработки с многоосным рычажным механизмом. Прямолинейность, параллельность и перпендикулярность соответственно проверяют точность геометрической формы поверхностей, а разница в толщине отражает точность контроля глубины резания инструмента в направлении оси Z.
Прямолинейность, параллельность и перпендикулярность двухосного рычажного фрезерования прямых линий: Двухосное рычажное фрезерование прямых линий является основной операцией контурной обработки. Этот контроль точности позволяет оценить точность траектории станка, когда оси X и Y движутся согласованно, что играет ключевую роль в обеспечении точности обработки заготовок с различными прямыми формами контуров.
Округлость дугового фрезерования концевыми фрезами. Точность дугового фрезерования в основном проверяет точность станка во время интерполяционного движения по дуге. Ошибки круглости влияют на точность формы заготовок с дугообразными контурами, таких как корпуса подшипников и шестерни.
Содержание проверки точности резки горизонтальных обрабатывающих центров

(III) Условия и требования для проверки точности резки

Проверка точности резания должна проводиться после того, как геометрическая точность и точность позиционирования станка будут признаны аттестованными. Должны быть выбраны соответствующие режущие инструменты, параметры резки и материалы заготовки. Режущие инструменты должны иметь хорошую остроту и износостойкость, а параметры резания должны быть разумно выбраны в соответствии с производительностью станка, материалом режущего инструмента и материалом заготовки, чтобы обеспечить проверку истинной точности резания станка при нормальных условиях резания. Между тем, в процессе контроля обрабатываемая заготовка должна быть точно измерена, а высокоточное измерительное оборудование, такое как координатно-измерительные машины и профилометры, должно использоваться для всесторонней и точной оценки различных показателей точности резки.

V. Заключение

Проверка геометрической точности, точности позиционирования и точности резки при поставке обрабатывающих центров с ЧПУ является ключевым звеном в обеспечении качества и производительности станков. Геометрическая точность обеспечивает гарантию базовой точности станков, точность позиционирования определяет точность станков при управлении движением, а точность резания представляет собой комплексную проверку общей обрабатывающей способности станков. В ходе фактического процесса приемки необходимо строго следовать соответствующим стандартам и спецификациям, использовать соответствующие инструменты и методы контроля, а также всесторонне и тщательно измерять и оценивать различные показатели точности. Только тогда, когда все три требования к точности будут выполнены, обрабатывающий центр с ЧПУ может быть официально запущен в производство и использование, обеспечивая высокоточные и высокоэффективные услуги обработки для обрабатывающей промышленности и способствуя развитию промышленного производства в направлении более высокого качества и большей точности. Между тем, регулярная перепроверка и калибровка точности обрабатывающего центра также является важной мерой для обеспечения его долгосрочной стабильной работы и постоянной надежности точности обработки.