CNC med høy presisjon. Undersøkelse av nøyaktigheten til CNC-maskinverktøy

Beklager at jeg har forsinket svaret. Jeg vil prøve å kompensere for dette med fullstendigheten av beskrivelsen.

1. Svensk enkel laser (D525, etc.)

Systemet er designet for ulike målinger og justering av maskiner og mekanismer fra liten til stor. forskjellige typer mål: fra innretting av aksler og remskiver til geometriske mål (flathet, retthet, etc.). Det er en delvis kompensasjon av innflytelsen miljø.

Det er et sett med forskjellige lasere og mottakere med braketter for å fikse dem.

Kostnad fra 450 st.

2. American Excel Precision's 1100B

Metrologisk system beregnet for verifisering av maskinverktøy. løselige oppgaver er ganske standard: vinkelrett, flathet, parallellitet, etc. Det er en delvis kompensasjon for innflytelsen fra det ytre miljøet.

Kostnaden er ukjent (jeg mottok ikke svar fra produsenten)

Den består av to moduler: en laser og en mottaker.

Nøyaktighet 0,0005-0,0002 mm / m avhengig av oppgaver

3. Svensk Fixturlaser Geometry System

Svært lik i funksjonalitet og parametere til Easy Laser.

Det er et sett med forskjellige lasere og mottakere med braketter for å fikse dem. Det er en delvis kompensasjon for miljøpåvirkninger.

Kostnad fra 600 st.

Nøyaktighet 0,01-0,02 mm / m avhengig av oppgaver

4. Italiensk OPTODYNE MCV-400 (etc.)

System for laserkalibrering og verifisering av maskiner og mekanismer. Det er et sett med laser, speilmoduler og mottakere. Det er kompensasjon for miljøpåvirkninger.

Kostnad fra 800 st.

Nøyaktighet 0,001-0,002 mm / m avhengig av oppgaver.

5. Estisk LSP30

Det er faktisk et system for målinger av lasergeometri. de. grensesnittet til kontrollprogrammet er dårlig. Det er en laserinterferometermodul og en enhet for måling av geometriske parametere: flathet, parallellitet osv. Ingen kompensasjon for miljøpåvirkninger.

Kostnad fra 500 st.

Nøyaktighet 0,00025-0,0025 mm / m avhengig av oppgavene.

6. Amerikansk Hamar Laser L-743.

et system som er veldig likt Renishaw ML10 med alle de påfølgende konsekvensene. Ulike moduler for dreining og mottak av bjelken.

Det er kompensasjon for miljøpåvirkninger.

Holdbarhet fra 1,5 millioner rubler.

Nøyaktighet 0,0001-0,0008 mm / m avhengig av oppgavene.

7. Amerikanske API XD lasermålesystemer

Et av de kraftigste systemene når det gjelder applikasjon og nøyaktighet. Det samme modulsystemet, men med 3 lasere og mange detektorer og roterende enheter. Det er kompensasjon for miljøpåvirkninger.

Nøyaktighet 0,00005-0,0025 mm / m avhengig av oppgaver og systemytelse.

Stabilitet er ukjent.

8. American PINPINT "PLS-100

En slik amerikansk "Lego" for å sjekke maskinen. Leser og forskjellige moduler for dreining og mottak av bjelken. Ingen kompensasjon for miljøpåvirkninger.

Nøyaktighet 0,001-0,01 mm / m avhengig av oppgaver og systemytelse.

Stabilitet er ukjent.

Hvert system er preget av maksimal arbeidsavstand, men selv på det enkleste er det ikke mindre enn 10 meter. (ganske nok for oppgavene mine).

Easy Laser har representasjonskontorer i Russland og, etter min mening, API. Da jeg snakket med estere, viste det seg at han i det øyeblikket var den mest kunnskapsrike personen i Kina, men han så ut til å ha kommet tilbake allerede.

Det virker så langt.

P.S. Akkurat nå har ledelsen endelig innsett behovet for et slikt system og ser ut til å være klare til å bestille noe fra ovenstående, men billig.

God dag!

Om billig! Kostnaden består vanligvis av kravene til justering, i det minste laserhode + optikk for lineære målinger + myk og vil utstede omtrent 700 tusen rubler. med mva., innstilt for arbeid i et termokonstant rom, eller med manuell inntasting av verdiene til miljøparametere og vil fungere opptil 40 meter. Det er bare det at du ved normal drift trenger en automatisk kompensasjonsenhet, fester, et stativ og så videre. Her når kostnaden linjen på 1,3 sitroner.

Og hele settet vil komme ut for mer enn 4 lemmaer. Jeg kan med sikkerhet si at kostnadene for et lignende sett ikke vil avvike mye fra produsenten.

Selv om vi har europeiske priser, når du importerer fra utlandet, kan andre bare spare på toll, noe som er fylt med en garantisak.

Her var det noen kommentarer om det dårlige arbeidet på St. Petersburg-kontoret, bare den innkommende informasjonen er ikke alltid riktig, og det er ofte nødvendig å avklare "hva klienten ønsker å få til slutt" for riktig forslag. Vel, problemet, St. Petersburg-kontoret ble stengt. :(

Nøyaktigheten til maskiner i ulastet tilstand kalles geometrisk. Avhengig av nøyaktighetsegenskapene er CNC-maskiner delt inn i rekkefølge etter økende nøyaktighet i fire klasser: normal H; økt P; høy B; spesielt høy A.

Maskinverktøy økt nøyaktighet avviker fra maskinverktøy vanlignøyaktighet, hovedsakelig ved mer nøyaktig utførelse eller valg av deler, samt individuelle trekk ved installasjon og drift hos forbrukere. De gir gjennomsnittlig bearbeidingsnøyaktighet innen 0,6 avvik oppnådd på normale presisjonsmaskiner. CNC-maskiner høynøyaktighetsklasse B gir behandlingsnøyaktighet innen 0,4, og klasse A-maskiner - innenfor 0,25 avvik oppnådd på maskiner med normal nøyaktighet. Klasse B- og A-maskiner oppnås som et resultat av en spesiell design, deres samlinger og elementer, samt høy produksjonsnøyaktighet.

Når de sjekker nøyaktighetsstandardene for maskinverktøy, fastslår de * nøyaktigheten til geometriske former og den relative posisjonen til støtteflatene som baserer arbeidsstykket og verktøyet; nøyaktighet av bevegelser langs føringene til maskinens arbeidskropper; nøyaktigheten av plasseringen av rotasjonsaksene og forskyvningsbanene til maskinens arbeidskropper, som bærer arbeidsstykket og verktøyet, i forhold til hverandre og i forhold til referanseflatene; nøyaktigheten av de behandlede overflatene til prøven; ruhet av de behandlede overflatene i prøven.

Nøyaktighetskontroll

Nøyaktigheten til CNC-maskiner avsløres i tillegg av følgende spesifikke kontroller: nøyaktigheten av den lineære posisjoneringen av arbeidslegemene; størrelsen på dødsonen, det vil si forsinkelsen i forskyvningen av arbeidsorganene når du endrer bevegelsesretningen; nøyaktigheten av at arbeidsorganene kommer tilbake til sin opprinnelige posisjon; stabiliteten til arbeidsorganenes utgang til et gitt punkt; nøyaktigheten av å trene sirkelen i sirkulær interpolasjonsmodus; stabiliteten til verktøyenes posisjon etter automatisk endring.

Under inspeksjoner avsløres både nøyaktighet og stabilitet, det vil si flere repetisjoner av ankomsten til arbeidsorganene i samme posisjon, og ofte er stabilitet viktigere for å oppnå nøyaktighet i behandlingen på CNC-maskiner enn nøyaktigheten i seg selv.

Den generelle tillatte feilen ved posisjonering av arbeidslegemene er Δ p \u003d Δ + δ.

Basert på de tillatte avvikene, den største feilen i å utarbeide bevegelsen, for eksempel 300 mm lang langs aksene Xog Y for en klasse P-maskin vil den være 17,2 mikron, og for en klasse B-maskin - 8,6 mikron.

For å opprettholde nøyaktigheten til maskinen i lang tid, skjerpes standardene for geometrisk nøyaktighet for nesten alle kontroller under produksjonen av maskinen, sammenlignet med de normative, med 40%. Dermed forbeholder produsenten seg en slitemargin i den nye maskinen.

Generell informasjon om CNC-maskiner. Designfunksjoner CNC-maskiner Presisjon og kvalitet på prosessering på CNC-maskiner. CNC-maskiner må sikre høy nøyaktighet og hastighet for å utarbeide bevegelsene til den spesifiserte UE og også opprettholde denne nøyaktigheten innenfor de angitte grensene under langvarig drift.

Hvis dette arbeidet ikke passet deg nederst på siden, er det en liste over lignende verk. Du kan også bruke søkeknappen

Kunnskapsdepartementet Russland

Føderalt byrå av utdanning

Stat utdanningsinstitusjon

høyere profesjonell utdanning

Komsomolsk-on-Amur-staten teknisk universitet»

IKP MTO

Institutt for TM

Individuell oppgave

om temaet "forskning om nøyaktigheten til CNC-maskiner"

2015

Innledning …………………………………………………………………………… ... 3

1 Generell informasjon om CNC-maskiner …………………………… ........................... 4

2 Designfunksjoner for CNC-maskiner ………………………………… 8

3 Nøyaktighet og kvalitet på behandlingen på CNC-maskiner ………………… ... …… ..13

Konklusjon ……………………………………………………………………………… .17

Liste over brukte kilder …………………………………………… ... 18

Introduksjon

CNC-maskiner må gi høy nøyaktighet og hastighet for å utarbeide bevegelsene som er spesifisert av UE, og også opprettholde denne nøyaktigheten innenfor de angitte grensene under langvarig drift. Utformingen av CNC-maskiner bør som regel sørge for kombinasjonen av forskjellige typer behandling, automatisering av lasting og lossing av deler, automatisk eller fjernstyring av verktøyskifte, muligheten til å integreres i en felles automatisk system ledelse. Høy prosesseringsnøyaktighet bestemmes av maskinens presisjon ved produksjon og stivhet. I utformingen av CNC-maskinverktøy brukes korte kinematiske kjeder, noe som øker maskinens statiske og dynamiske stivhet. For alle utøvende organer bruk autonome stasjoner med minst mulig antall mekaniske girkasser. Disse stasjonene må være raske.

Nøyaktigheten til CNC-maskiner øker som et resultat av å eliminere hull i overføringsmekanismene til drivenheter, redusere friksjonstap i føringer og mekanismer, øke vibrasjonsmotstanden og redusere termisk deformasjon.

1 Generell informasjon om CNC-maskiner.

Det er vanlig å forstå styringen av et maskinverktøy som et sett med innflytelse på dets mekanismer som sikrer gjennomføring av en teknologisk prosesseringssyklus, og under et styringssystem, en enhet eller et sett som realiserer disse effektene.

Numerisk kontroll (CNC) er en kontroll der programmet er satt i form av en informasjonsmatrise registrert på hvilket som helst medium. Kontrollinformasjon for CNC-systemer er diskret, og behandlingen i kontrollprosessen utføres av digitale metoder. Kontroll av teknologiske sykluser utføres nesten overalt ved hjelp av programmerbare logikkontrollere, implementert på grunnlag av prinsippene for digitale elektroniske databehandlingsenheter. CNC-systemer erstatter praktisk talt andre typer kontrollsystemer.

I henhold til deres teknologiske formål og funksjonalitet er CNC-systemer delt inn i fire grupper:

Posisjonell, der bare koordinatene til sluttpunktene til de utøvende organene er satt etter at de har fullført visse elementer i arbeidssyklusen;

Kontur, eller kontinuerlig, kontroll av bevegelsen til det utøvende organet langs en gitt krøllete bane;

Universal (kombinert), der programmering av begge bevegelser under posisjonering og bevegelse av utøvende organer langs stien, samt bytte av verktøy og lasting og lossing av arbeidsemner utføres;

Flerkretssystemer som gir samtidig eller sekvensiell kontroll av driften av en rekke enheter og maskinmekanismer.

I henhold til metoden for forberedelse og input av kontrollprogrammet, skiller man de såkalte operasjonelle CNC-systemene (i dette tilfellet blir kontrollprogrammet utarbeidet og redigert direkte på maskinen, under behandlingen av den første delen fra batchen eller simuleringen av behandlingen) og systemer som kontrollprogrammet forberedes for, uavhengig av behandlingssted. detaljer. Videre kan den uavhengige utarbeidelsen av kontrollprogrammet utføres enten ved hjelp av datafasiliteter som er en del av CNC-systemene til denne maskinen, eller utenfor den (manuelt eller ved hjelp av ettem).

Numeriske kontrollsystemer (CNC) er et sett med spesialiserte enheter, metoder og verktøy som er nødvendige for implementering av CNC-maskiner. CNC-enheten (CNC) av maskinverktøy er en del av CNC, laget som en helhet med den og utfører utstedelse av kontrollhandlinger i henhold til et gitt program.

I internasjonal praksis aksepteres følgende betegnelser: NC-CNC; HNC-type CNC med programtilordning fra operatøren fra fjernkontrollen ved hjelp av nøkler, brytere osv. SNS-CNC-enhet med minne for lagring av hele kontrollprogrammet; CNC-kontroll av en frittstående CNC-maskin, innholdet i en minidatamaskin eller prosessor; DNS-styring av en gruppe maskiner fra en vanlig datamaskin.

For CNC-maskiner er bevegelsesretningene og deres symboler standardiserte. ISO-R841-standarden anses å være den positive bevegelsesretningen til et maskinelement når verktøyet eller arbeidsstykket beveger seg fra hverandre. Referanseaksen (Z-aksen) er aksen til arbeidsspindelen. Hvis denne aksen er roterende, velges posisjonen vinkelrett på planet for delens feste. Den positive retningen til Z-aksen er fra enheten for å feste arbeidsstykket til verktøyet.

Bruken av en bestemt type CNC-utstyr avhenger av kompleksiteten i delproduksjonen og serieproduksjonen. Jo mindre serieproduksjon, jo mer teknologisk fleksibilitet skal maskinen ha.

Når man produserer deler med komplekse romlige profiler i engangs- og småskalaproduksjon, er bruk av CNC-maskiner nesten den eneste teknisk forsvarlige løsningen. Det anbefales å bruke dette utstyret hvis det er umulig å produsere verktøyet raskt. Det anbefales også å bruke CNC-maskiner i serieproduksjon. Nylig har frittstående CNC-maskiner eller systemer for slike maskiner blitt mye brukt i sammenheng med omstillbar storproduksjon.

Et grunnleggende trekk ved en CNC-maskin er arbeidet i henhold til et kontrollprogram (PC), hvor driftssyklusen til utstyret for behandling av en bestemt del og teknologiske moduser blir registrert. Når du endrer delen som behandles på maskinen, trenger du bare å endre programmet, noe som reduserer kompleksiteten til omstillingen med 80 ... 90% sammenlignet med kompleksiteten av denne operasjonen på manuelle maskiner.

De viktigste fordelene med CNC-maskiner:

Produktiviteten til maskinen økes med 1,5 ... 2,5 ganger i forhold til produktiviteten til lignende maskiner med manuell kontroll;

Fleksibiliteten til universelt utstyr kombineres med nøyaktigheten og produktiviteten til en automatisk maskin;

Behovet for dyktige maskinoperatører avtar, og forberedelsen av produksjonen overføres til området for arbeidskraft;

Vilkårene for klargjøring og overgang til produksjon av nye deler reduseres på grunn av foreløpig utarbeidelse av programmer, enklere og mer allsidig teknologisk utstyr;

Syklusstiden for produksjon av deler reduseres og lagerbeholdningen av pågående arbeid reduseres, og det opprettes fleksible automatiserte produksjonsanlegg, primært innen maskinteknikk.

2 Designfunksjoner til CNC-maskiner

CNC-maskiner har avanserte teknologiske evner samtidig som de opprettholder høy driftssikkerhet. Utformingen av CNC-maskiner bør som regel sikre kombinasjonen av forskjellige typer bearbeiding (dreiefresing, fresing), enkel lasting av arbeidsstykker, lossing av deler (noe som er spesielt viktig ved bruk av industrielle roboter), automatisk eller fjernstyring av verktøyskift osv. ...

En økning i prosesseringsnøyaktighet oppnås ved høy produksjonsnøyaktighet og stivhet på maskinen, som overstiger stivheten til en konvensjonell maskin for samme formål, for hvilken lengden på dens kinematiske kjeder reduseres: autonome stasjoner brukes, antall mekaniske overføringer reduseres hvis mulig. CNC-maskinstasjoner må også gi høy hastighet.

Eliminering av hull i overføringsmekanismene til matestasjonene, reduksjon av friksjonstap i føringene og andre mekanismer, økningen i vibrasjonsmotstand, reduksjon av termiske deformasjoner og bruken av tilbakemeldingssensorer i maskinverktøy bidrar også til en økning i nøyaktighet. For å redusere termiske deformasjoner er det nødvendig å sikre en uniform temperaturregime i maskinens mekanismer, som for eksempel blir lettere ved forvarming av maskinen og dens hydrauliske system. Temperaturfeilen til maskinen kan også reduseres ved å korrigere matestasjonen fra temperatursensorsignalene.

Grunnleggende deler (senger, søyler, glider). Bord er for eksempel boksformet med langsgående og tverrgående ribber. Grunnleggende deler er støpt eller sveiset. Det er en tendens til å lage slike deler av polymerbetong eller syntetisk granitt, noe som ytterligere øker maskinens stivhet og vibrasjonsmotstand.

Retningslinjer for CNC-maskinverktøy har høy slitestyrke og lav friksjonskraft, noe som gjør det mulig å redusere kraften til følgerdrevet, øke nøyaktigheten til bevegelser og redusere feiljusteringen i følgesystemet.

For å redusere friksjonskoeffisienten skaper sengens glideføringer og støtten i form av et par glidende "stål (eller høykvalitets støpejern) -plastbelegg (fluorplast, etc.)"

Rullestyr har høy holdbarhet, er preget av lav friksjon, og friksjonskoeffisienten er praktisk talt uavhengig av bevegelseshastigheten. Ruller brukes som rullende kropper. Forbelastningen øker stivheten til føringene med 2 ... 3 ganger; reguleringsenheter brukes til å skape tetthet.

Drivere og omformere for CNC-maskinverktøy. I forbindelse med utviklingen av mikroprosessorteknologi brukes omformere til matnings- og hovedbevegelsesdrev med full mikroprosessorstyring - digitale stasjoner er elektriske motorer som kjører på likestrøm eller vekselstrøm. Strukturelt sett er frekvensomformere, servostasjoner og hovedstart- og reverseringsenheter separate elektroniske styreenheter.

Matestasjon for CNC-maskiner. Som stasjon brukes motorer, som er synkrone eller asynkrone maskiner styrt av digitale omformere. Børsteløse synkrone (ventil) motorer for CNC-maskiner er laget med en permanent magnet basert på sjeldne jordarter og er utstyrt med tilbakemeldingssensorer og bremser. Asynkronmotorer brukes sjeldnere enn synkronmotorer. Fôringsbevegelsen kjennetegnes av minst mulig avstand, korte akselerasjons- og retardasjonstider, lave friksjonskrefter, redusert oppvarming av drivelementene og et stort kontrollområde. Å sikre at disse egenskapene er mulig på grunn av bruk av kule- og hydrostatisk skrue, rullestyr og hydrostatiske føringer, tilbakeslagsfrie girkasser med korte kinematiske kjeder, etc.

Hovedbevegelsesstasjonene for CNC-maskinverktøy er vanligvis vekselstrømsmotorer med høy effekt og DC-motorer med lav effekt. Tre-fasede asynkronmotorer med fire bånd brukes som drivenheter som oppfatter store overbelastninger og opererer i nærvær av metallstøv, flis, olje, etc. i luften. Derfor er de designet med en ekstern vifte. Forskjellige sensorer er innebygd i motoren, for eksempel en spindelposisjonssensor, som er nødvendig for orientering eller for å gi en uavhengig koordinat.

Frekvensomformere for styring av asynkrone motorer har et reguleringsområde på opptil 250. Omformere er elektroniske enheter basert på mikroprosessorteknologi. Programmering og parameterisering av arbeidet deres utføres fra innebygde programmerere med digital eller grafisk skjerm. Optimalisering av kontroll oppnås automatisk etter at du har angitt motorparametrene. Programvaren inkluderer muligheten til å konfigurere stasjonen og sette den i drift.

Spindlene til CNC-maskinverktøy er presise, stive, med økt slitestyrke på hals, sitte- og lokaliseringsflater. Utformingen av spindelen er betydelig komplisert av den innebygde automatiske modusen og verktøyfastspenningsenheter, sensorer med adaptiv kontroll og automatisk diagnostikk.

Spindelstøttene må sikre spindelens nøyaktighet i lang tid under varierende arbeidsforhold, økt stivhet, små temperaturdeformasjoner. Nøyaktigheten til spindelrotasjonen sikres primært av lagrene med høy presisjon.

De mest brukte spindellagrene er rullelager. For å redusere påvirkningen av klaring og øke stivheten til støttene, blir lagre vanligvis installert med en forhåndsbelastning eller antall rullende elementer økes. Vanlige lagre i spindeldorn brukes sjeldnere og bare i nærvær av enheter med periodisk (manuell) eller automatisk regulering klaring i aksial eller radiell retning. I presisjonsverktøy brukes aerostatiske lagre, hvor trykkluft er plassert mellom akseljournalen og lagerflaten, på grunn av hvilken slitasje og oppvarming av lageret reduseres, rotasjonsnøyaktigheten økes osv.

Positioneringsdrevet (dvs. å flytte maskinens arbeidslegeme til ønsket posisjon i henhold til programmet) må ha høy stivhet og sikre jevn bevegelse ved lave hastigheter, høye hastigheter for arbeidsbevegelsene til arbeidslegemene (opptil 10 m / min eller mer).

Hjelpemaskiner for CNC-maskinverktøy inkluderer verktøybyttere, flisoppsamlere, smøresystemer, klemmeinnretninger, lastere, etc. Denne gruppen mekanismer i CNC-maskinverktøy er vesentlig forskjellig fra lignende mekanismer som brukes i konvensjonelle universelle maskinverktøy. For eksempel, som et resultat av en økning i produktiviteten til CNC-maskiner, var det en kraftig økning i mengden som kommer av chips per tidsenhet, og derav behovet for å lage spesielle enheter for å fjerne chips. For å redusere tapet av tid under lasting brukes enheter som lar deg installere arbeidsstykket samtidig og fjerne delen mens du behandler et annet arbeidsemne.

Automatiske verktøybyttere (magasiner, biloperatører, tårn) må levere minimumskostnader tid for verktøyskift, høy driftssikkerhet, stabilitet av verktøyposisjonen, dvs. fastheten til overhenget og aksens posisjon under gjentatte verktøyskift, har den nødvendige magasinkapasiteten eller tårnene.

Tårnet er den enkleste verktøyveksleren: verktøyet installeres og festes manuelt. I arbeidsstillingen drives en av spindlene av maskinens hoveddrift. Tårnhodene er installert på sving, boring, fresing, flerfunksjons CNC maskiner; fra 4 til 12 instrumenter er festet i hodet.

3 Presisjon og kvalitet på prosessering på CNC-maskiner.

Under kvalitet i vid forstand forstås som et sett med viktige trekk, egenskaper, trekk ved det aktuelle objektet som en helhet, karakteriserer det som sådan og skiller det fra andre objekter. I industriell produksjon produktkvalitet (i henhold til de nyeste utgavene av GOST) er i hvilken grad egenskapene oppfyller kravene. Følgelig introduseres konseptet med produktnøyaktighet som et mål på samsvar med en prøve (vanligvis spesifisert av tegning og tekniske produksjonsbetingelser). Nøyaktighet av dimensjoner, former og gjensidig ordning av produktelementer er hovedkarakteristikken for kvaliteten.

Kvaliteten på produkter påvirkes av en rekke faktorer, som vanligvis er delt inn i ekstern og intern. Eksterne faktorer er forbrukerens etterspørsel og krav, samt juridiske standarder. Interne faktorer inkluderer selskapets materielle base, personalets kvalifikasjoner og egenskapene til utstyret som produserer produkter. Dermed er det umulig å møte ekstern etterspørsel og oppnå et konkurransefortrinn i markedet uten å sikre og permanent arbeid for å forbedre kvaliteten på produktene produsert av bedriften.

Behandler kvalitetssikringsproblemer.

Fresing er en av hovedmetodene for kutting av emner. Som i andre tilfeller er fresing på maskinverktøy forbundet med det uunngåelige utseendet til unøyaktigheter i behandlingen. Blant årsakene til at det oppstår feil i produktets størrelse og form er:

1. grad av nøyaktighet (perfeksjon) av fresemaskinen;

2. feil i basering (installasjon, feste) av arbeidsstykket;

3. slitasje på skjæreverktøyet (samt feil ved installasjon / sikring av det);

4. elastiske og termiske deformasjoner av "maskin-armatur-emne" -systemet under behandlingen;

5. gjenværende indre spenninger i arbeidsstykket.

I tillegg til det ovennevnte er det mulig å skille ut den "menneskelige faktoren", dvs. personalets kvalifikasjoner. For manuelt betjente maskiner har denne faktoren en avgjørende innflytelse på kvaliteten på produktene. Når du freser på moderne automatiserte CNC-maskiner, spiller denne faktoren (i motsetning til vanlig misforståelse) mer stor rolle, bare i litt "offset" -form. Her utføres hovedarbeidet til justeringene og operatørene under klargjøring av maskinen for arbeid, programmering, prøvekjøring, samt påfølgende periodisk vedlikehold. Direkte under behandlingen, påvirkning av den "menneskelige faktor" på kvaliteten på produktene under behandlingen på fresemaskiner med CNC som skal minimeres, men likevel ikke helt ekskludert.

Behandlingskvalitet på moderne maskinverktøy med CNC.

De fleste av årsakene til feil i behandlingen av produkter beskrevet ovenfor er nesten fullstendig eliminert eller minimert når du bruker moderne fresemaskiner CNC:

1. En høy grad av nøyaktighet - på grunn av perfeksjonen av den mekaniske utformingen og den utbredte bruken av elektroniske komponenter - når verdier i størrelsesorden 0,05-0,01 mm og reduseres ikke under drift (det er ingen akkumulering av såkalte "flytende feil").

2. Unøyaktigheter i plasseringen av arbeidsstykket har ikke en avgjørende effekt, siden de fleste maskiner har muligheten til å korrigere "nullpunktet" (innledende posisjonering av skjæreverktøyet), og noen modeller er utstyrt med spesielle sensorer som bestemmer dimensjonene på arbeidsstykket og automatisk korrigerer deres "verktøy null". Hjelpesystemer for å feste arbeidsstykket på arbeidsbordet (både standardklemmer og "vakuumbord" av kompleks type) lar deg plassere og fikse arbeidsstykker i nesten hvilken som helst geometri. Og maskinens kontrollprogram gjør det mulig å telle arbeidsstykkets koordinater fra et hvilket som helst praktisk punkt (dvs. valg av hoveddesignbaser er veldig forenklet).

3. Fremveksten av CNC-maskiner som er i stand til høyhastighetsfresing har ansporet den tilsvarende utviklingen av skjæreverktøy. For øyeblikket blir diamantbelagte wolframkarbidkuttere vanligere. Karakterisert av lavdimensjonale feil og lave vibrasjoner, motstår moderne kuttere vellykket slitasje og gir høy kvalitet overflatebehandling. For å feste knivene i maskinens chuck, brukes spennehylser, enkle i design og pålitelige i drift. På denne måten minimeres også risikoen for feil / usikker innstilling og sikring av verktøyet.

4. Moderne CNC-maskiner er som regel preget av økt strukturell stivhet som effektivt tåler vibrasjoner (selv ved bearbeiding med høye hastigheter) og minimerer deformasjon av systemet "maskin - inventar - arbeidsemne". Dette eliminerer verktøydrift under bearbeiding og forbedrer fresekvaliteten. Pålitelige kjølesystemer (både maskinspindelen og selve kutteren) bidrar til å opprettholde et konstant termisk regime og sørger for at høye nøyaktighetsgrader opprettholdes selv under langvarig stressende prosessering.

En annen viktig fordel med en automatisk CNC-maskin er konstantiteten til prosesseringsegenskapene, noe som betyr at det ikke er noen signifikante forskjeller i nøyaktigheten til enkeltdeler i den bearbeidede serien.

Konklusjon

Basert på ovenstående kan man se at moderne CNC-utstyr muliggjør høy nøyaktighet, men reserven for forbedring av kvaliteten er langt fra oppbrukt og ligger i større grad i perfeksjon av kontrollprogrammer. Det vil si at det igjen avhenger av den "menneskelige faktoren" - dyktigheten og talentet til forskere som jobber for å identifisere nye teknologiske muligheter.

Liste over brukte kilder

1 Gzhirov R.I. Programmering av CNC-maskinering/ R.I. Gzhirov .- : Maskinteknikk, 1990. - 592 s.

2 Shurkov V.N. Produksjonsautomatiseringsgrunnlag/ V.N. Shurkov, 1989 - 240 s.

3 Kharchenko A.O. CNC maskiner og utstyr for fleksible produksjonssystemer / A.O. Kharchenko.-: "Profesjonell", 2004. - 304 s.

Metallbearbeiding med høy (presisjon) presisjon krever en spesiell tilnærming for produksjon av maskinverktøy. Alle presisjonsverktøy er delt inn i klasser i henhold til graden av ekstrem nøyaktighet som de er i stand til å behandle deler:

• Klasse A-maskiner (spesielt høy presisjon).
• Klasse B (utstyr med høy presisjon).
• Klasse C (spesielle presisjonsmaskiner).
• Klasse P-maskiner (økt bearbeidingsnøyaktighet).

Presisjonsutstyr gir behandling av deler med ideell geometrisk form, spesielt nøyaktig romlig plassering av rotasjonsaksene. Maskinene lar deg oppnå overflateruhet opp til den ellevte klassen av renhet. Produksjonsparametere, under visse forhold, når verdiene som er karakteristiske for den første renhetsklassen.

For å oppnå slike indikatorer er det nødvendig å bruke maskinverktøyenheter og enheter produsert i henhold til relevante standarder, med minimale feil i produksjonen. Lagrene som brukes er av spesiell betydning. Hydrodynamiske og aerostatiske lagre av høy kvalitet brukes på presisjonsskjæremaskiner.

Under driften av metallbearbeidingsutstyr genereres en stor mengde varme som påvirker både maskinkomponentene og arbeidsstykkene. Samtidig opplever både de og andre mekaniske deformasjoner, noe som fører til en redusert produksjonsnøyaktighet. I maskiner med høy presisjon realiseres funksjonen for aktiv varmefjerning, noe som forhindrer geometriske avvik fra maskinelementer og deler. Å redusere uønsket vibrasjon bidrar også til presisjonsproduksjon.

Grunnleggende om teorien om metallbearbeiding med høy presisjon

En moderne metallskjæremaskin kan sees på som et slags system med tre komponenter: måling, databehandling og utøvende. Ingen av dem er perfekte, hver introduserer feil i produksjonsnøyaktighet.

Nøyaktigheten til måledelen avhenger av målingene til sensorene som brukes. Målenøyaktigheten økes ved bruk av mer avanserte sensorer - måleenheter. I dag er slike enheter i stand til å spore størrelser ned til noen få nanometer.

Den nøyaktige nøyaktigheten avhenger direkte av maskinens komponenter og monteringer. Jo høyere parametrene til komponentene i utstyret, jo mindre blir den endelige feilen.

Feilene til metallbearbeidingsmaskiner inkluderer:

• Geometrisk, avhengig av kvaliteten på produksjonen av maskinkomponenter og montering. Nøyaktigheten av plasseringen av arbeidsverktøyet og arbeidsstykket i forhold til hverandre under behandlingen avhenger av dette.
• Kinematisk feilene avhenger av korrespondansen mellom girforholdene i maskinmekanismene. Kinematiske kjeder har en spesiell effekt på presisjonen ved produksjon av girelementer og gjenger.
• Elastisk feil bestemmes av maskindeformasjoner. Under skjæringsprosessen er det et avvik under virkningen av de oppståtte kreftene, den relative posisjonen til verktøyet og arbeidsstykket. I presisjonsmaskiner, for å bekjempe slike manifestasjoner, skaper de spesielt stive strukturer.
• Temperatur... Ujevn oppvarming av maskinenheter fører til tap av innledende geometrisk nøyaktighet, noe som reduserer kvaliteten på utførelsen.
• Dynamisk feil forklares av relative svingninger i arbeidsverktøyet og arbeidsstykket.
• Produksjons- og installasjonsfeil skjæreverktøy.

Motorer, girkasser inneholder bevegelige deler med tilbakeslag, glidende overflater gjennomgår slitasje over tid - alt dette påvirker direkte behandlingskvaliteten. Et slikt konsept

hvordan posisjonsnøyaktigheten til "maskinstykkesystemet" direkte avhenger av den eksakte nøyaktigheten.

Noen er i stand til å bearbeide deler med en nøyaktighet på 0,0002 mm, med en spindelhastighet på 15 000 o / min. Slike indikatorer har også en ulempe. Kostnaden for utstyret er betydelig høyere enn konvensjonelle maskiner. Dette er en konsekvens av bruk av den nyeste høyteknologien i produksjon av maskinverktøy. Et eksempel er bruk av aerostatiske føringer, der tykkelsen med arbeidsverktøyet glir i en avstand på flere mikroner fra overflaten. Det vil si at det faktisk er i "luften".

En moderne presisjonsslipemaskin er et automatisert kompleks som lar deg behandle deler med en nøyaktighet på 0,01 mm. Serverer til sliping av verktøy laget av diamanter, harde legeringer, verktøystål. Ultra presisjon slipemaskiner er i stand til å behandle delens indre og ytre overflater i en installasjon. Presisjonsboremaskinen har en stiv struktur og er utstyrt med et digitalt display som viser boreparametrene.

Felles for alle typer presisjonsverktøy er bruk av friksjonsstasjoner i stasjoner. Dette øker kvaliteten på utførelsen og forenkler de kinematiske kjedene. Høyere effektivitet reduserer arbeidskostnadene.

Utgangsparametere til maskinen når det gjelder nøyaktighet

Når du vurderer maskinens kvalitet og tekniske nivå, er det først og fremst nødvendig å etablere de utgangsparametrene som karakteriserer dens nøyaktighet. Samtidig kan ikke nøyaktigheten til delene som er maskinert på maskinen velges som en slik parameter, siden det er et resultat av innflytelsen fra alle komponenter i det teknologiske systemet (verktøy, arbeidsemne, etc.). Derfor, når du designer et maskinverktøy, er det nødvendig å etablere og regulere de parametrene som bestemmer nøyaktigheten av behandlingen og blir lagt inn i det teknologiske systemet (se figur 2.1).

Kvaliteten på maskinen avhenger av nøyaktighetsgraden som de gjensidige bevegelsene til verktøyet og arbeidsstykket som ligger i den teknologiske prosessen utføres når maskinen utsettes for hele komplekset av kraft og termiske faktorer. Derfor er maskinens viktigste utgangsparametere som et element i det teknologiske systemet kjennetegnene til nøyaktigheten av bevegelsen til dens formingsenheter.

Du kan få disse egenskapene på en av følgende måter.

1. Å evaluere disse parametrene for banene til maskinens formingsenheter, som påvirker nøyaktigheten av behandlingen. I dette tilfellet refererer stiene til maskinens datum, som bestemmer posisjonen til armaturet, arbeidsstykket eller verktøyet.

2. Å evaluere den totale innflytelsen av parametrene til banene til maskinverktøyets arbeidslegemer på dannelsen av det såkalte "geometriske bildet" til den bearbeidede delen, når feilene bestemmes uten å ta hensyn til effekten på nøyaktigheten til andre komponenter i det teknologiske systemet.

Hovedmålet med å regulere maskinens utgangsparametere er å lage et slikt teknologisk utstyr, hvis feil vil være innenfor grensene som teknologen har etablert i løpet av hele driftsperioden.

Banene til de formende nodene, hvis parametere er satt som utdata, refererer til spesielt utvalgte referansepunkter, som er plassert på maskinens monteringsbunn, som bestemmer arbeidsstykkets, armaturets eller verktøyets posisjon. Antall referansepunkter og deres plassering er assosiert med prosesseringsmetoden, maskinens strukturelle ordning, bevegelsen til formingsorganene og metoden for å feste arbeidsstykket og verktøyet.

Siden posisjonen til et stivt legeme i rommet bestemmes av tre faste punkter eller parametere for en romvektor referert til ett punkt, deretter i generell visning det er nødvendig å sette seks koordinater (for eksempel tre lineære og tre vinkelavvik for vektoren til et gitt punkt fra en gitt posisjon). Imidlertid, når man vurderer forskjellige utforminger av maskinens formingsenheter, kan antallet av disse egenskapene reduseres hvis individuelle avvik ikke har en signifikant effekt (vilkårene i andre rekkefølge av litenhet) på behandlingsnøyaktigheten.

Figur: 2.3. Referansepunkter for maskinens formingsenheter:
og - Brukerstøtte; b - bord; i - spindel

I fig. 2.3 viser typiske tilfeller av valg av kontrollpunkter. For å karakterisere nøyaktighetsparametrene til dreiebenkstøtten, er det tilstrekkelig med et referansepunkt 1, som sammenfaller med toppen av kutteren (fig. 2.3, og), siden målet med å skape tykkelsen er å streve for å gi en rett bane for verktøyet, som ikke endrer form og posisjon under krafteffekter og forskjellige posisjoner av verktøyet i arbeidsområdet. Banen til dette referansepunktet vil tjene som et kjennetegn på støttens evner for å behandle en gitt nomenklatur for deler, samtidig som det sikres nøyaktigheten til størrelsen, formen på den bearbeidede overflaten, bølgethet, ruhet og andre nøyaktighetsindikatorer.

Når du flytter et bord med et arbeidsstykke festet på det (fig. 2.3, b) for fresing, boring, sliping og andre maskiner er det nødvendig å evaluere nøyaktigheten av bordbevegelse i rommet. Plasseringen av arbeidsstykket eller armaturet for å feste det bestemmes av posisjonen i rommet til bordets plan. Generelt sett må enten tre referansepunkter settes 1 , 2, 3, banene som blir vurdert, eller en vektor vurderes for et av punktene i tabellen med egenskapene til dens posisjon i rommet ved hvert punkt av banen (tre lineære og tre vinkelavvik fra en gitt posisjon under den romlige bevegelsen av tabellen).

For spindelenheten (fig. 2.3, i) nøyaktigheten av dens rotasjon og endringen i posisjonen til spindelaksen er forbundet med den geometriske feilen til elementene i enheten, med kraft og termiske deformasjoner. Alt dette påvirker posisjonen til verktøyet eller arbeidsstykket som er installert i spindelen ved hjelp av en armatur (chuck, midt).

Når posisjonen til chucken bestemmer planet til spindelens forende, er tre faste punkter plassert på dette planet, eller mer hensiktsmessig bestemmes en posisjon i vektorområdet for et punkt som ligger i midten av spindelen R, vinkelrett på monteringsbunnens plan. Karakteristikkene til banene til referansepunktene til formingsenhetene bestemmer maskinens kvalitet ut fra det mulige oppnåelsen av prosessnøyaktighet og dens bidrag til den totale prosesseringsfeilen.

Figur: 2.4. Typiske ensembler av baner under translasjonell bevegelse av maskinens arbeidslegeme

Når forskjellige teknologiske prosesser utføres på maskinen (i samsvar med formålet og graden av allsidighet), vises banene til kontrollpunktene som tilfeldige funksjoner og skjemasett (ensembler) av banene. Slike aggregater kan ha forskjellige former som karakteriserer fenomenenes statistiske natur (for eksempel med sterk eller svak blanding av realiseringer eller med andre funksjoner). I fig. 2.4 viser typiske sett med baner for translasjonsbevegelsen til maskinverktøyets arbeidslegemer (støtter, bord, glidere osv.).

Bredbåndens ensembler av baner (figur 2.4, og) typisk for tilfellet når hovedinnflytelsen på banens form og forskyvning i forhold til midtlinjen eller til den faste koordinataksen utøves av eksterne krefter. Smalbånds baneensembler (figur 2.4, b) er karakteristiske med den rådende innflytelsen fra den geometriske feilen til føringene, som bestemmer formen på den matematiske forventningskurven til banene M X. Spredningen assosiert med krafteffektene på noden spiller her en sekundær rolle. Migrering av sett med baner (figur 2.4, i) forårsaket som regel av termiske deformasjoner av enheten.

Hver implementering av ethvert sett er assosiert med nøyaktighetsparametrene til den bestemte delen, som ble behandlet samtidig, og egenskapene til hele ensemblet påvirker nøyaktighetsegenskapene til en serie deler behandlet på en maskin. Derfor, for hver spesifikke modell av maskinen, avhengig av formålet, er det nødvendig å etablere og regulere de parametrene til banene som bestemmer visse typer feil som oppstår på de bearbeidede overflatene.

Behandlingsfeilen er som kjent delt inn i fem hovedtyper: dimensjonsfeil, avvik i plasseringen av overflater, avvik i form, avvik i parametrene for bølgeformighet og overflateruhet.

Når du tildeler nomenklaturen for parametrene til banene til maskinverktøyets arbeidskropper, blir deres forhold til behandlingsfeilen tatt i betraktning, som avhenger av behandlingsmetoden og kinematikken til formingsprosessen.

I fig. 2.5 viser typiske baner for translasjonsbevegelse av maskinens formingsenhet. Parametrene deres (X 1, X 2, ..., X n), bestemme den tilsvarende behandlingsfeilen er gitt i tabellen. 2.2. Disse parametrene er relatert til størrelsen og formen på den bearbeidede overflaten, nøyaktigheten av den relative posisjonen til overflater, bølgethet og overflateruhet.

2.2. Utgangsparametere til maskinen når det gjelder nøyaktighet

Til roterende bevegelse overføring av feil i banen til spindelreferansepunktet (dens form og høyfrekvente komponenter) til den bearbeidede overflaten er karakteristisk sylindrisk del (fig. 2.6).

For periodiske kurver lar utvidelsen av banen i en Fourier-serie deg velge de parametrene som bestemmer formen, bølgen og ruheten til de bearbeidede overflatene under sving, kjedelig, sliping og andre operasjoner.

Det er tilrådelig å analysere banene, med tanke på avviket fra den nåværende radien R fra den nominelle R0 i det polare koordinatsystemet, og bestemme

der f (φ) er banefeilen som en funksjon av strømvinkelen φ.

Vi utvider denne funksjonen i en Fourier-serie med et begrenset antall ord:

hvor Сk er amplituden til k-harmonisk; φ er den innledende fasen; n er det ordinære tallet for polynomets høyeste harmoniske. I følge Fourier-teorien er nullbegrepet Co for utvidelsen gjennomsnittsverdien for funksjonen f (φ) over perioden 2π:

derfor bestemmer Co størrelsesfeilverdien.

Figur: 2.5. Typiske typer realiseringer av baner i translasjonell bevegelse

Den første termen for utvidelsen C1cos (φ + φ) uttrykker uoverensstemmelsen mellom spindelens rotasjonssenter i O "og det geometriske sentrum av banene O, det vil si eksentrisiteten e \u003d OO", som bestemmer feilen i avviket til plasseringen av de bearbeidede sylindriske overflatene (figur 2.6, b). De resterende medlemmene av serien, med utgangspunkt i den andre, bestemmer karakteristikken for formen som banene danner og som er direkte relatert til formen på den bearbeidede delen (ovalitet og kutt).

Figur: 2.6. Tverrsnittsform bearbeidet sylindrisk overflate (a) og banen til spindelreferansepunktet (b):
1 - overflateform; 2 - bølgete 3 - ruhet; R d - nominell radius for den bearbeidede delen

Når du velger nomenklaturen for utgangsparametrene til en gitt maskinemodell og fastlegger tillatte verdier, bør følgende vurderes.

1. Jo høyere nøyaktighetsklassen til maskinen er og kravene til nøyaktigheten til de bearbeidede overflatene, jo større er antallet tildelte utgangsparametere (karakteristikkene til banene til formingsenhetene) på maskinen.

2. De tillatte verdiene for maskinens utgangsparametere er en del av den tilsvarende toleransen for fremstilling av delen, siden maskineringsfeilen avhenger av alle komponenter i det teknologiske systemet.

3. Beregningen av andelen av den totale feilen som tilskrives maskinen og andre komponenter i det teknologiske systemet, utføres ved hjelp av metodene som brukes i maskinteknikk for å beregne prosessnøyaktigheten.

Som en første tilnærming kan vi ta den tillatte verdien for utgangsparameteren til maskinen som en brøkdel av den tilsvarende toleransen for nøyaktigheten av produksjonen av delen, lik 6 \u003d 0,4 ... 0,8, med tanke på innflytelsesgraden til andre komponenter i det teknologiske systemet og gi en margin for en mulig endring i maskinens parametere i under drift.

For presisjonsverktøy anses verdien av k for å være stor, siden maskinen i dette tilfellet spiller en viktig rolle for å sikre bearbeidingsnøyaktighet.

Nøyaktighet er hovedindikatoren for et maskinverktøy, men for å vurdere dets tekniske nivå og en fullstendig karakteristikk av kvaliteten, er det nødvendig å bruke indikatorer som bestemmer hele spekteret av krav som er pålagt maskinen av forbrukeren.