La precisión del mecanizado se utiliza principalmente para medir el grado de producción. La precisión del mecanizado y el error de mecanizado son términos para evaluar los parámetros geométricos de la superficie de mecanizado. La precisión del mecanizado se mide por el grado de tolerancia. Cuanto menor sea el valor de la calificación, mayor será la precisión; El error de mecanizado se expresa mediante un valor numérico. Cuanto mayor sea el valor numérico, mayor será el error. Una alta precisión de mecanizado significa un pequeño error de mecanizado y viceversa. Hay 20 grados de tolerancia desde IT01, IT0, IT1, IT2, IT3 hasta IT18. Entre ellos, IT01 indica que la pieza tiene la precisión de mecanizado más alta y IT18 indica que la pieza tiene la precisión de mecanizado más baja. Generalmente, IT7 y IT8 tienen una precisión de mecanizado media. Los parámetros reales obtenidos mediante cualquier método de mecanizado no serán absolutamente precisos. Desde la función de la pieza, siempre que el error de mecanizado esté dentro del rango de tolerancia requerido por el plano de la pieza, se considera que la precisión del mecanizado está garantizada.
La calidad de una máquina depende de la calidad del procesamiento de las piezas y de la calidad del ensamblaje de la máquina. La calidad del procesamiento de las piezas incluye la precisión del procesamiento de dos piezas y la calidad de la superficie.
La precisión del mecanizado se refiere al grado en que los parámetros geométricos reales (tamaño, forma y posición) de las piezas después del procesamiento son consistentes con los parámetros geométricos ideales. La diferencia entre ellos se llama error de procesamiento. El tamaño del error de procesamiento refleja el nivel de precisión del procesamiento. Cuanto mayor sea el error, menor será la precisión del procesamiento y cuanto menor sea el error, mayor será la precisión del procesamiento.
(1) Mejorar la precisión de fabricación de los componentes del husillo.
1) Se debe mejorar la precisión de rotación de los rodamientos:
① Seleccione rodamientos de alta precisión;
② Utilice cojinetes de presión dinámica de cuña de aceite múltiple de alta precisión;
③ Utilice cojinetes de presión estática de alta precisión.
2) Se debe mejorar la precisión de los accesorios con rodamientos:
① Mejorar la precisión del mecanizado del orificio del soporte de la caja y del muñón del husillo;
② Mejorar la precisión del mecanizado de la superficie que coincide con el rodamiento;
③ Mida y ajuste el rango de desviación radial de las piezas correspondientes para compensar o compensar los errores.
(2). Precargar adecuadamente los rodamientos
① Eliminar la brecha;
② Aumentar la rigidez del rodamiento;
③ Igualar el error del elemento rodante.
(3). Haga que la precisión de rotación del husillo no se refleje en la pieza de trabajo.
(1) Ajuste del método de corte de prueba
Corte de prueba - medición del tamaño - ajuste de la profundidad de corte de la herramienta - corte - corte de prueba nuevamente, repitiendo hasta alcanzar el tamaño requerido. Este método tiene una baja eficiencia de producción y se utiliza principalmente para la producción de lotes pequeños de una sola pieza.
(2) Método de ajuste
El tamaño requerido se obtiene preajustando las posiciones relativas de la máquina herramienta, el dispositivo, la pieza de trabajo y la herramienta. Este método tiene una alta productividad y se utiliza principalmente para la producción en masa a gran escala.
La herramienta debe afilarse antes de que el tamaño de la herramienta alcance la etapa de desgaste rápido.
(1) Menos piezas de transmisión, cadena de transmisión más corta y mayor precisión de transmisión;
(2) El uso de transmisión de velocidad reducida es un principio importante para garantizar la precisión de la transmisión, y cuanto más cerca esté el par de transmisión del final, menor debe ser la relación de transmisión;
(3) La precisión de la pieza final debe ser mayor que la de otras piezas de transmisión.
(1) Mejorar la rigidez del sistema, especialmente la rigidez de los eslabones débiles del sistema de proceso.
1) Diseño estructural razonable
① Minimizar el número de superficies de conexión;
② Prevenir la aparición de enlaces locales de baja rigidez;
③ La estructura y la forma de la sección transversal de la base y las piezas de soporte deben seleccionarse razonablemente.
2) Mejorar la rigidez de contacto de la superficie de conexión.
① Mejorar la calidad de la superficie de unión entre piezas de los componentes de la máquina herramienta;
② Precargar los componentes de la máquina herramienta;
③ Mejore la precisión de la superficie de referencia de posicionamiento de la pieza de trabajo y reduzca su valor de rugosidad superficial.
3) Utilice métodos razonables de sujeción y posicionamiento.
(2) Reducir la carga y sus cambios.
1) Seleccionar racionalmente los parámetros de geometría de la herramienta y los parámetros de corte para reducir la fuerza de corte;
2) Agrupe los espacios en blanco para que el margen de mecanizado del espacio en blanco sea uniforme durante el ajuste.
El error de principio de mecanizado se refiere al error causado por el uso de un perfil de hoja aproximado o una relación de transmisión aproximada para el mecanizado. A menudo se producen errores en los principios de mecanizado al mecanizar roscas, engranajes y superficies curvas complejas.
Por ejemplo, la fresadora de engranajes utilizada para mecanizar engranajes de involuta utiliza tornillos sin fin básicos de Arquímedes o gusanos básicos de perfil recto normal en lugar de gusanos básicos de involuta para facilitar la fabricación de la fresa, lo que provoca errores en la forma de los dientes de involuta del engranaje. Para otro ejemplo, al girar un gusano de módulo, dado que el paso del gusano es igual al paso de la rueda helicoidal (es decir, mπ), donde m es el módulo y π es un número irracional, el número de dientes del reemplazo El engranaje del torno es limitado. Al seleccionar el engranaje de reemplazo, π solo se puede convertir en un valor fraccionario aproximado (π =3.1415) para el cálculo, lo que hará que la herramienta sea inexacta en el movimiento de formación (movimiento en espiral) de la pieza de trabajo, lo que resultará en un error de paso.
En el procesamiento, el procesamiento aproximado se utiliza generalmente para mejorar la productividad y la economía bajo la premisa de que el error teórico puede cumplir con los requisitos de precisión del procesamiento (<=10%-15% de tolerancia dimensional).
El error de ajuste de las máquinas herramienta se refiere al error causado por un ajuste inexacto.
El error de los aparatos se refiere principalmente a:
(1) Error de fabricación de elementos de posicionamiento, elementos de guía de herramientas, mecanismo de indexación, base de fijación, etc.;
(2) Error dimensional relativo entre las superficies de trabajo de los diversos componentes anteriores después de ensamblar el dispositivo;
(3) Desgaste de la superficie de trabajo del dispositivo durante el uso.
El error de máquina herramienta se refiere al error de fabricación, error de instalación y desgaste de la máquina herramienta. Incluye principalmente error de guía del riel guía de la máquina herramienta, error de rotación del husillo de la máquina herramienta y error de transmisión de la cadena de transmisión de la máquina herramienta.
(1) Error de guía del riel guía de la máquina herramienta
1) Precisión de la guía del riel guía: el grado de conformidad entre la dirección de movimiento real de las partes móviles del par de rieles guía y la dirección de movimiento ideal. Incluye principalmente:
① La rectitud Δy del riel guía en el plano horizontal y la rectitud Δz (flexión) en el plano vertical;
② El paralelismo (giro) de los rieles guía delanteros y traseros;
③ El error de paralelismo o error de verticalidad del riel guía con respecto al eje de rotación del husillo en el plano horizontal y el plano vertical.
2) La influencia de la precisión de la guía del riel guía en el procesamiento de corte
Considere principalmente el desplazamiento relativo de la herramienta y la pieza de trabajo en la dirección sensible al error causado por el error del riel guía. En el procesamiento de torneado, la dirección sensible al error es la dirección horizontal y se puede ignorar el error de procesamiento causado por el error de guía en la dirección vertical; en el mecanizado de mandrinado, la dirección sensible al error cambia con la rotación de la herramienta; en el procesamiento de cepillado, la dirección sensible al error es la dirección vertical, y la rectitud del riel guía de la cama en el plano vertical provoca errores de rectitud y planitud de la superficie mecanizada.
El error de rotación del husillo de la máquina herramienta se refiere a la deriva del eje de rotación real en relación con el eje de rotación ideal. Incluye principalmente el descentramiento circular de la cara del extremo del husillo, el descentramiento circular radial del husillo y la oscilación de inclinación del eje geométrico del husillo.
1) La influencia del descentramiento circular de la cara del extremo del husillo en la precisión del mecanizado:
① Ninguna influencia al mecanizar superficies cilíndricas;
② Al girar o perforar la cara del extremo, se generará un error vertical entre la cara del extremo y el eje cilíndrico o un error de planitud de la cara del extremo;
③ Al mecanizar roscas, se generará un error en el período de paso.
2) La influencia del descentramiento circular radial del husillo en la precisión del mecanizado:
① Si el error de rotación radial se manifiesta como un movimiento lineal armónico simple de su eje real en la dirección de coordenadas del eje y, el orificio perforado por la máquina perforadora es un orificio elíptico y el error de redondez es la amplitud de descentramiento circular radial; mientras que el agujero realizado por el torno no tiene influencia;
② Si el eje geométrico del husillo se mueve excéntricamente, se puede obtener un círculo con un radio igual a la distancia desde la punta de la herramienta al eje medio independientemente del torneado o taladrado.
3) La influencia de la inclinación del eje geométrico del husillo en la precisión del mecanizado:
① El eje geométrico forma una trayectoria cónica con un cierto ángulo de cono con respecto al eje medio en el espacio. Desde la perspectiva de cada sección transversal, es equivalente a que el centro del eje geométrico se mueva excéntricamente alrededor del centro del eje promedio, mientras que los valores de excentricidad en diferentes ubicaciones son diferentes de la dirección axial;
② El eje geométrico oscila en un plano determinado. Desde la perspectiva de cada sección transversal, es equivalente a que el centro del eje real se mueva en un plano en un movimiento lineal armónico simple, mientras que la amplitud de la desviación en diferentes ubicaciones es diferente de la dirección axial;
③ De hecho, la inclinación del eje geométrico del husillo es la superposición de los dos anteriores.
(3) Error de transmisión de la cadena de transmisión de la máquina herramienta.
El error de transmisión de la cadena de transmisión de la máquina herramienta se refiere al error de movimiento relativo entre los elementos de transmisión en el primer y último extremo de la cadena de transmisión.
El sistema de proceso se deformará bajo la acción de la fuerza de corte, la fuerza de sujeción, la gravedad y la fuerza de inercia, destruyendo así la relación de posición relativa de los componentes del sistema de proceso ajustado, lo que provocará errores de mecanizado y afectará la estabilidad del proceso de mecanizado. Considere principalmente la deformación de la máquina herramienta, la deformación de la pieza de trabajo y la deformación total del sistema de proceso.
(1) La influencia de la fuerza de corte en la precisión del mecanizado
Solo considerando la deformación de la máquina herramienta, para mecanizar piezas de eje, la deformación de la máquina herramienta bajo fuerza hace que la pieza de trabajo mecanizada tenga forma de silla de montar con extremos gruesos y delgados en el medio, es decir, se produce un error de cilindricidad. Considerando únicamente la deformación de la pieza de trabajo, para el mecanizado de piezas del eje, la deformación de la pieza de trabajo bajo fuerza hace que la pieza de trabajo tenga forma de tambor con extremos delgados y gruesos en el medio después del mecanizado. Para mecanizar piezas de orificios, considerando solo la deformación de la máquina herramienta o la pieza de trabajo, la forma de la pieza de trabajo después del mecanizado es opuesta a la de las piezas de eje mecanizadas.
(2) La influencia de la fuerza de sujeción en la precisión del mecanizado
Cuando se sujeta la pieza de trabajo, debido a la baja rigidez de la pieza de trabajo o al punto de fuerza de sujeción inadecuado, la pieza de trabajo producirá la deformación correspondiente, lo que resultará en un error de mecanizado.
La influencia del error de la herramienta en la precisión del mecanizado varía según el tipo de herramienta.
(1) La precisión dimensional de las herramientas de tamaño fijo (como taladros, escariadores, fresas de chavetero y brochas circulares, etc.) afecta directamente la precisión dimensional de la pieza de trabajo.
(2) La precisión de la forma de las herramientas de conformado (como herramientas de torneado, fresas, muelas abrasivas, etc.) afectará directamente la precisión de la forma de la pieza de trabajo.
(3) El error en la forma de la hoja de la herramienta de desarrollo (como la fresadora dentada, la fresadora estriada, la herramienta de modelado de engranajes, etc.) afectará la precisión de la forma de la superficie mecanizada.
(4) La precisión de fabricación de herramientas generales (como herramientas de torneado, herramientas de mandrinado, fresas) no tiene un impacto directo en la precisión del mecanizado, pero las herramientas son fáciles de desgastar.
En el lugar de procesamiento suele haber muchas virutas de metal pequeñas. Si estas virutas de metal entran en contacto con la superficie de posicionamiento o el orificio de posicionamiento de la pieza, afectará la precisión del mecanizado de la pieza. Para el mecanizado de alta precisión, algunas virutas de metal que son demasiado pequeñas para verse afectarán la precisión. Este factor de influencia se identificará, pero no existe un método muy eficaz para eliminarlo y, a menudo, depende en gran medida de las habilidades operativas del operador.
Durante el proceso de mecanizado, el sistema de proceso se calienta y deforma debido al calor generado por fuentes de calor internas (calor de corte, calor de fricción) o fuentes de calor externas (temperatura ambiente, radiación térmica), afectando así la precisión del mecanizado. En el mecanizado de piezas de trabajo a gran escala y el mecanizado de precisión, el error de mecanizado causado por la deformación térmica del sistema de proceso representa entre el 40% y el 70% del error total de mecanizado.
La influencia de la deformación térmica de la pieza de trabajo sobre el metal procesado incluye dos tipos: calentamiento uniforme de la pieza de trabajo y calentamiento desigual de la pieza de trabajo.
Generación de estrés residual:
(1) Tensión residual generada durante la fabricación de piezas en bruto y el tratamiento térmico;
(2) Estrés residual causado por el alisado en frío;
(3) Tensión residual causada por el corte.
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