В света на прецизното производство усъвършенстваните 5-осни CNC VMC (вертикални обработващи центри) се появиха като промяна на играта. Като доставчик на тези усъвършенствани обработващи центри, бях свидетел от първа ръка на трансформиращото въздействие, което имат върху различни индустрии, от космическата до производството на медицински устройства. Въпреки това, като всяка сложна машина, подобрените 5-осни CNC VMC са склонни към геометрични грешки, които могат значително да повлияят на качеството и точността на обработените части. В тази публикация в блога ще разгледам основните източници на геометрични грешки в тези машини и ще обсъдя как те могат да бъдат смекчени.
1. Структурна деформация
Един от най-значимите източници на геометрична грешка в подобрен 5-осов CNC VMC е структурната деформация. Структурата на машината, която включва основата, колоните и главата на шпиндела, е подложена на различни сили по време на процеса на обработка. Тези сили могат да причинят деформация на конструкцията, което води до отклонения в позицията и ориентацията на режещия инструмент спрямо детайла.
Силите на рязане, генерирани по време на обработка, допринасят основно за структурната деформация. Когато режещият инструмент се зацепи с детайла, той упражнява сила върху структурата на машината. Големината и посоката на тази сила зависят от няколко фактора, като параметрите на рязане (скорост на подаване, скорост на рязане и дълбочина на рязане), материала, който се обработва, и геометрията на режещия инструмент. Високите сили на рязане могат да доведат до огъване на структурата на машината, което води до грешки в процеса на обработка.
Топлинните ефекти също играят решаваща роля в структурната деформация. Топлината, генерирана по време на обработката, може да доведе до разширяване на компонентите на машината. Различните части на машината могат да се нагреят с различна скорост, което води до неравномерно термично разширение. Това може да доведе до изкривяване на структурата на машината, което да повлияе на точността на машинните операции. Например шпинделът може да се разшири поради топлината, генерирана от двигателя и процеса на рязане, което води до отклоняване на режещия инструмент от планираната му траектория.
За да смекчат ефектите от структурната деформация, дизайнерите на машини често използват високоякостни материали и оптимизират структурата на машината. Например, използването на чугун или стомана с висока твърдост може да намали степента на деформация при натоварване. Освен това могат да се използват усъвършенствани охладителни системи за контролиране на температурата на компонентите на машината, минимизирайки топлинното разширение.
2. Грешки при движение на оста
Движението на осите в подобрен 5-осов CNC VMC е друг критичен фактор, който може да въведе геометрични грешки. Всяка ос, включително линейните оси (X, Y и Z) и въртящите се оси (A и C), трябва да се движат прецизно, за да се осигури точна обработка. Няколко фактора обаче могат да причинят грешки в движението на оста.
Луфтът е често срещан проблем при движението на оста. Луфт възниква, когато има празнина между свързващите компоненти на задвижващата система, като водещия винт и гайката в линейна ос или зъбните колела в ротационна ос. Когато посоката на движение се промени, задвижващата система трябва първо да заеме тази празнина, преди оста да започне да се движи. Това може да доведе до забавяне на движението и загуба на точност.
Триенето в системата за задвижване на оста също може да причини грешки. Триенето между движещите се части на оста, като направляващи и плъзгачи, може да устои на движението на оста. Това може да доведе до промени в скоростта и позицията на оста, което да повлияе на точността на процеса на обработка. Освен това износването на компонентите на задвижващата система с течение на времето може да увеличи триенето и да влоши проблема.
За справяне с грешките при движение на оста, производителите често използват предварително натоварени лагери и високопрецизни задвижващи системи. Предварително натоварените лагери могат да елиминират хлабината чрез прилагане на постоянна сила към свързващите компоненти, като гарантират, че няма празнина между тях. Системите за задвижване с висока точност, като сачмени винтове и двигатели с директно задвижване, могат да осигурят по-точно и плавно движение, намалявайки въздействието на триенето и хлабината.
3. Грешки на шпиндела
Шпинделът е критичен компонент на усъвършенствана 5-осна CNC VMC, тъй като държи и върти режещия инструмент. Всички грешки в шпиндела могат да окажат пряко влияние върху качеството на обработваните части.
Изчерпването на шпиндела е значителен източник на грешка. Изтичането на шпиндела се отнася до отклонението на оста на въртене на шпиндела от неговата идеална позиция. Това може да бъде причинено от няколко фактора, като производствени допуски, износване и разкъсване на лагерите на шпиндела и дисбаланс на режещия инструмент. Изчерпването на шпиндела може да доведе до неравномерни сили на рязане, което води до лошо покритие на повърхността и неточности в размерите на обработваните части.
Топлинният растеж на шпиндела също може да причини грешки. Както бе споменато по-рано, топлината, генерирана по време на обработката, може да доведе до разширяване на шпиндела. Това може да промени позицията и ориентацията на режещия инструмент, което води до грешки в процеса на обработка. Освен това термичното разширение на шпиндела може да повлияе на предварителното натоварване на лагерите, потенциално намалявайки живота им и увеличавайки риска от повреда.
За да сведат до минимум грешките на шпиндела, производителите използват високопрецизни шпиндели с ниско биене. Тези шпиндели са внимателно балансирани по време на производствения процес, за да намалят вибрациите и да подобрят точността. Усъвършенстваните системи за охлаждане на шпиндела също могат да се използват за контролиране на температурата на шпиндела, минимизирайки топлинния растеж.
4. Грешки при инструментите
Режещият инструмент е интерфейсът между машината и детайла и всякакви грешки в инструменталната екипировка могат да окажат значително влияние върху процеса на обработка.
Износването на инструмента е често срещан проблем при машинната обработка. Докато се използва режещият инструмент, режещият ръб постепенно се износва. Това може да промени геометрията на режещия инструмент, което води до промени в силите на рязане и качеството на обработваната повърхност. Износването на инструмента може също да доведе до отклонение на инструмента от предвидения му път, което води до грешки в размерите на обработените части.
Грешките в настройката на инструмента също могат да доведат до геометрични грешки. Неправилната настройка на инструмента, като например настройка на инструмента на грешна височина или ъгъл, може да доведе до това режещият инструмент да бъде в грешна позиция спрямо детайла. Това може да доведе до грешки в процеса на обработка, като например неправилна дълбочина на отворите или профили на повърхността.
Редовната проверка и подмяна на инструментите са от съществено значение за отстраняване на грешки в инструментите. Системите за управление на инструменти могат да се използват за наблюдение на състоянието на режещите инструменти и планиране на тяхната подмяна в подходящо време. Освен това точните процедури за настройка на инструмента, като например използване на устройства за предварително настройване на инструмента, могат да гарантират, че режещият инструмент е настроен правилно.
5. Грешки при калибриране и измерване
Калибрирането и измерването са решаващи стъпки за осигуряване на точността на подобрен 5-осов CNC VMC. Грешките в калибрирането и измерването обаче могат да доведат до значителни геометрични грешки в процеса на обработка.
Неточното калибриране на осите на машината може да причини грешки в позицията и ориентацията на режещия инструмент. Ако осите не са калибрирани правилно, машината може да не се придвижи до предвидените позиции, което води до грешки в размерите на обработените части. Грешките при калибриране могат да бъдат причинени от фактори като неправилно измервателно оборудване, човешка грешка по време на процеса на калибриране или промени в околната среда на машината.
Грешките в измерването също могат да повлияят на точността на процеса на обработка. При измерване на размерите на детайла или позицията на режещия инструмент могат да възникнат грешки поради ограниченията на измервателното оборудване или уменията на оператора. Тези грешки могат да доведат до извършване на неправилни настройки на машината, което води до геометрични грешки в обработените части.
За да се минимизират грешките при калибриране и измерване, е необходимо редовно калибриране на машината. Оборудване за измерване с висока прецизност, като лазерни интерферометри и сферични пръти, може да се използва за осигуряване на точно калибриране. Освен това, правилното обучение на операторите в техниките на измерване може да намали вероятността от грешки в измерването.
Смекчаване и контакт за покупка
Като доставчик наПодобрена 5-осна CNC VMC, ние разбираме значението на минимизирането на геометричните грешки в нашите машини. Ние използваме модерни технологии и строги мерки за контрол на качеството, за да гарантираме точността и надеждността на нашите продукти.
НашитеTC - U260 Компактен 5 - осен обработващ центъре CNC машина за начално ниво, предназначена за малки прецизни части. Отличава се със твърда структура и високопрецизни компоненти за намаляване на геометричните грешки. TheTC - U380 5 - осен обработващ центъре надеждна CNC машина от среден клас, подходяща за формовъчни вложки и прецизни части. Той включва усъвършенствани системи за задвижване на шпиндела и осите за подобряване на точността.
Ако се интересувате от закупуването на усъвършенстван 5-ос CNC VMC или имате въпроси относно смекчаването на геометричните грешки, моля не се колебайте да се свържете с нас. Ние се ангажираме да ви предоставим най-добрите решения за вашите нужди от прецизна обработка.
Референции
- Алтинтас, Й. (2000). Автоматизация на производството: механика на металорежещи машини, вибрации на машинни инструменти и проектиране с ЦПУ. Cambridge University Press.
- Byington, CS, & Inman, DJ (1996). Интелигентни конструкции и материали 1996: Интелигентни системи за мостове, конструкции и магистрали. ШПИОН.
- Dow, TA, & Dornfeld, DA (1996). Наръчник за обработка с шлифовъчни колела. Марсел Декер.
