Глыбокі аналіз узроўню дакладнасці і патрабаванняў да дакладнасці апрацоўкі ключавых дэталяў станкоў з ЧПУ
У сучаснай вытворчасці станкі з ЧПУ сталі асноўным абсталяваннем для вырабу розных дакладных дэталяў дзякуючы высокай дакладнасці, высокай эфектыўнасці і высокай ступені аўтаматызацыі. Узровень дакладнасці станкоў з ЧПУ непасрэдна вызначае якасць і складанасць дэталяў, якія яны могуць апрацоўваць, а патрабаванні да дакладнасці апрацоўкі ключавых дэталяў тыповых дэталяў адыгрываюць вырашальную ролю пры выбары станкоў з ЧПУ.
Станкі з ЧПУ можна класіфікаваць на розныя тыпы ў залежнасці ад іх выкарыстання, у тым ліку простыя, паўнафункцыянальныя, звышдакладныя і г.д. Кожны тып можа дасягнуць рознага ўзроўню дакладнасці. Простыя станкі з ЧПУ да гэтага часу выкарыстоўваюцца ў некаторых такарных і фрэзерных станках, з мінімальным дазволам руху 0,01 мм, а дакладнасць руху і апрацоўкі звычайна перавышае (0,03-0,05) мм. Гэты тып станка падыходзіць для некаторых задач апрацоўкі з адносна нізкімі патрабаваннямі да дакладнасці.
Звышдакладныя станкі з ЧПУ ў асноўным выкарыстоўваюцца ў спецыяльных галінах апрацоўкі, і іх дакладнасць можа дасягаць уражлівых узроўняў ніжэй за 0,001 мм. Гэты звышдакладны станок можа вырабляць надзвычай дакладныя дэталі, якія адпавядаюць строгім патрабаванням высокадакладных і перадавых галін прамысловасці, такіх як аэракасмічная і медыцынская прамысловасць.
Акрамя класіфікацыі па прызначэнні, станкі з ЧПУ можна таксама класіфікаваць на звычайныя і дакладныя тыпы ў залежнасці ад дакладнасці. Пры праверцы дакладнасці станкоў з ЧПУ звычайна выкарыстоўваецца 20-30 пунктаў. Аднак найбольш рэпрэзентатыўнымі і характэрнымі пунктамі з'яўляюцца ў асноўным дакладнасць пазіцыянавання па адной восі, дакладнасць паўторнага пазіцыянавання па адной восі і круглявасць выпрабавальнага ўзору, вырабленага двума або больш звязанымі восямі апрацоўкі.
Дакладнасць пазіцыянавання па адной восі адносіцца да дыяпазону памылак пры пазіцыянаванні любой кропкі ў межах ходу восі і з'яўляецца ключавым паказчыкам, які непасрэдна адлюстроўвае дакладнасць апрацоўкі станка. У цяперашні час існуюць пэўныя адрозненні ў правілах, азначэннях, метадах вымярэння і метадах апрацоўкі дадзеных гэтага паказчыка ў розных краінах свету. Пры ўвядзенні ўзораў дадзеных для розных тыпаў станкоў з ЧПУ агульнымі стандартамі з'яўляюцца Амерыканскі стандарт (NAS), рэкамендаваныя стандарты Амерыканскай асацыяцыі вытворцаў станкоў, Нямецкі стандарт (VDI), Японскі стандарт (JIS), Міжнародная арганізацыя па стандартызацыі (ISO) і Нацыянальны стандарт Кітая (GB).
Варта адзначыць, што сярод гэтых стандартаў японскі стандарт вызначае найменшае значэнне. Метад вымярэння заснаваны на адным наборы стабільных дадзеных, а затым значэнне памылкі сціскаецца ўдвая, прымаючы значэнне ±. Такім чынам, дакладнасць пазіцыянавання, вымераная з дапамогай японскіх стандартных метадаў вымярэння, часта адрозніваецца больш чым у два разы ў параўнанні з вынікамі, вымеранымі з выкарыстаннем іншых стандартаў. Аднак іншыя стандарты, хоць і адрозніваюцца ў апрацоўцы дадзеных, усе яны прытрымліваюцца закона статыстыкі памылак для аналізу дакладнасці вымярэнняў і пазіцыянавання. Гэта азначае, што для пэўнай памылкі кропкі пазіцыянавання ў кіраваным ходзе восі станка з ЧПУ яна павінна адлюстроўваць сітуацыю памылак тысяч разоў пазіцыянавання падчас працяглага выкарыстання станка. Аднак пры рэальных вымярэннях з-за абмежаванняў умоў можна зрабіць толькі абмежаваную колькасць вымярэнняў (звычайна 5-7 разоў).
Дакладнасць паўторнага пазіцыянавання адной восі ўсебакова адлюстроўвае поўную дакладнасць кожнага рухомага кампанента восі, асабліва для адлюстравання стабільнасці пазіцыянавання восі ў любой кропцы пазіцыянавання ў межах ходу, што мае вялікае значэнне. Гэта асноўны паказчык для вымярэння таго, ці можа вось працаваць стабільна і надзейна. У сучасных сістэмах ЧПУ праграмнае забеспячэнне звычайна мае багатыя функцыі кампенсацыі памылак, якія могуць стабільна кампенсаваць сістэмныя памылкі кожнага звяна ў ланцугу перадачы падачы.
Напрыклад, зазор, пругкая дэфармацыя і кантактная калянасць кожнага звяна ў ланцугу перадачы будуць дэманстраваць розныя імгненныя рухі ў залежнасці ад такіх фактараў, як памер нагрузкі на варштат, даўжыня адлегласці руху і хуткасць пазіцыянавання руху. У некаторых сервасістэмах падачы з разамкнутым і напаўзамкнутым контурам на механічныя прывадныя кампаненты пасля вымярэння кампанентаў будуць уплываць розныя выпадковыя фактары, што прывядзе да значных выпадковых памылак. Напрыклад, цеплавое падаўжэнне шарыкавых шруб можа выклікаць зрух фактычнага становішча пазіцыянавання варштата.
Для ўсебаковай ацэнкі дакладнасці станкоў з ЧПУ, акрамя вышэйзгаданых паказчыкаў дакладнасці адной восі, важна таксама ацаніць дакладнасць апрацоўкі шматвосевых рычагоў. Дакладнасць фрэзеравання цыліндрычных паверхняў або фрэзеравання прасторавых спіральных канавак (разьбы) — гэта паказчык, які дазваляе ўсебакова ацаніць характарыстыкі руху сервапрывада восяў з ЧПУ (дзве ці тры восі) і функцыю інтэрпаляцыі сістэм ЧПУ ў станках. Звычайным метадам ацэнкі з'яўляецца вымярэнне кругласці апрацаванай цыліндрычнай паверхні.
Пры пробным рэзанні на станках з ЧПУ фрэзераванне з косай прастакутнай апрацоўкай з чатырох бакоў таксама з'яўляецца эфектыўным спосабам ацэнкі, які можна выкарыстоўваць для ацэнкі дакладнасці дзвюх кіраваных восяў пры лінейным інтэрпаляцыйным руху. Падчас гэтага пробнага рэзання фрэзера, якая выкарыстоўваецца для дакладнай апрацоўкі, усталёўваецца на шпіндзель станка, і круглы ўзор, размешчаны на варштаце, фрэзеруецца. Для станкоў малога і сярэдняга памеру круглыя ўзоры звычайна выбіраюцца ў дыяпазоне ад 200 да 300 юаняў. Пасля завяршэння фрэзеравання ўзор змяшчаюць на вымяральны прыбор для вымярэння кругласці апрацаванай паверхні.
Назіраючы і аналізуючы вынікі апрацоўкі, можна атрымаць шмат важнай інфармацыі аб дакладнасці і прадукцыйнасці станкоў. Калі на апрацаванай цыліндрычнай паверхні ёсць відавочныя заканамернасці вібрацыі фрэзы, гэта адлюстроўвае нестабільную хуткасць інтэрпаляцыі станка; калі ёсць значная эліптычная памылка ў кругласці, якая ўзнікае пры фрэзераванні, гэта сведчыць аб тым, што каэфіцыенты ўзмацнення дзвюх кіраваных восевых сістэм для інтэрпаляцыйнага руху не супадаюць; на круглай паверхні, калі ёсць адзнакі прыпынку ў кропках, дзе кожная кіраваная вось змяняе кірунак (г.зн. пры бесперапынным руху рэзання, калі рух падачы спыняецца ў пэўным становішчы, інструмент утварае невялікую частку слядоў рэзання металу на апрацоўванай паверхні), гэта сведчыць аб тым, што зазоры восі для руху наперад і назад не былі адрэгуляваны належным чынам.
Ацэнка дакладнасці станкоў з ЧПУ — складаны і цяжкі працэс, і некаторыя з іх патрабуюць дакладнай ацэнкі нават пасля завяршэння апрацоўкі. Гэта звязана з тым, што на дакладнасць станкоў уплывае спалучэнне розных фактараў, у тым ліку канструкцыя станка, дакладнасць вырабу кампанентаў, якасць зборкі, працаздольнасць сістэм кіравання і ўмовы навакольнага асяроддзя падчас працэсу апрацоўкі.
Што тычыцца канструкцый станкоў, то разумная структурная кампаноўка і жорсткая канструкцыя могуць эфектыўна знізіць вібрацыю і дэфармацыю падчас працэсу апрацоўкі, тым самым павышаючы дакладнасць апрацоўкі. Напрыклад, выкарыстанне высокатрывалых матэрыялаў станіны, аптымізаваных канструкцый калон і папярочных бэлек і г.д. можа дапамагчы павысіць агульную ўстойлівасць станка.
Дакладнасць вырабу кампанентаў таксама адыгрывае фундаментальную ролю ў дакладнасці станкоў. Дакладнасць ключавых кампанентаў, такіх як шарыкавыя шрубы, лінейныя накіроўвалыя і шпіндзелі, непасрэдна вызначае дакладнасць руху кожнай восі руху станка. Высокаякасныя шарыкавыя шрубы забяспечваюць дакладны лінейны рух, а высокадакладныя лінейныя накіроўвалыя забяспечваюць плаўнае кіраванне.
Якасць зборкі таксама з'яўляецца важным фактарам, які ўплывае на дакладнасць станкоў. У працэсе зборкі станка неабходна строга кантраляваць такія параметры, як дакладнасць пасадкі, паралельнасць і вертыкальнасць паміж рознымі кампанентамі, каб забяспечыць дакладную сувязь руху паміж рухомымі часткамі станка падчас працы.
Прадукцыйнасць сістэмы кіравання мае вырашальнае значэнне для кантролю дакладнасці станкоў. Сучасныя сістэмы ЧПУ дазваляюць дасягнуць больш дакладнага кантролю становішча, кантролю хуткасці і аперацый інтэрпаляцыі, тым самым паляпшаючы дакладнасць апрацоўкі станкоў. У той жа час функцыя кампенсацыі памылак сістэмы ЧПУ можа забяспечыць кампенсацыю розных памылак станка ў рэжыме рэальнага часу, што яшчэ больш паляпшае дакладнасць апрацоўкі.
Умовы навакольнага асяроддзя падчас працэсу апрацоўкі таксама могуць уплываць на дакладнасць станка. Змены тэмпературы і вільготнасці могуць выклікаць цеплавое пашырэнне і сцісканне кампанентаў станка, што ўплывае на дакладнасць апрацоўкі. Таму ў сітуацыях высокадакладнай апрацоўкі звычайна неабходна строга кантраляваць асяроддзе апрацоўкі і падтрымліваць пастаянную тэмпературу і вільготнасць.
Карацей кажучы, дакладнасць станкоў з ЧПУ — гэта комплексны паказчык, на які ўплывае ўзаемадзеянне шматлікіх фактараў. Пры выбары станка з ЧПУ неабходна ўлічваць такія фактары, як тып станка, узровень дакладнасці, тэхнічныя параметры, а таксама рэпутацыю і пасляпродажнае абслугоўванне вытворцы, зыходзячы з патрабаванняў да дакладнасці апрацоўкі дэталяў. У той жа час падчас выкарыстання станка неабходна рэгулярна праводзіць праверку дакладнасці і тэхнічнае абслугоўванне, каб своечасова выяўляць і вырашаць праблемы, гарантуючы, што станок заўсёды будзе падтрымліваць добрую дакладнасць і забяспечваючы надзейныя гарантыі вытворчасці высакаякасных дэталяў.
З пастаянным развіццём тэхналогій і хуткім развіццём вытворчасці патрабаванні да дакладнасці станкоў з ЧПУ таксама пастаянна растуць. Вытворцы станкоў з ЧПУ пастаянна праводзяць даследаванні і ўкараняюць інавацыі, укараняючы больш перадавыя тэхналогіі і працэсы для павышэння дакладнасці і прадукцыйнасці станкоў. У той жа час пастаянна ўдасканальваюцца адпаведныя галіновыя стандарты і спецыфікацыі, што забяспечвае больш навуковую і адзіную аснову для ацэнкі дакладнасці і кантролю якасці станкоў з ЧПУ.
У будучыні станкі з ЧПУ будуць развівацца ў напрамку павышэння дакладнасці, эфектыўнасці і аўтаматызацыі, што забяспечыць больш моцную падтрымку трансфармацыі і мадэрнізацыі вытворчай прамысловасці. Для вытворчых прадпрыемстваў глыбокае разуменне характарыстык дакладнасці станкоў з ЧПУ, разумны выбар і выкарыстанне станкоў з ЧПУ будуць ключом да паляпшэння якасці прадукцыі і павышэння канкурэнтаздольнасці на рынку.