Tipps zur Kontrolle der Präzision von Teilen bei der CNC-Bearbeitung

Michin.Mu

Experte für Rapid Prototyping und Rapid Manufacturing

Spezialisiert auf CNC-Bearbeitung, 3D-Druck, Urethanguss, Rapid Tooling, Spritzguss, Metallguss, Blech und Extrusion

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Tipps zur Kontrolle der Präzision von Teilen bei der CNC-Bearbeitung

Die CNC-Bearbeitungsgenauigkeit ist der Grad, in dem die drei geometrischen Parameter der tatsächlichen Größe, Form und Position der Oberfläche für das bearbeitete Teil mit den idealen geometrischen Parametern übereinstimmen, die von der Zeichnung gefordert werden. Ideale geometrische Parameter sind die durchschnittliche Größe für Abmessungen; für die Oberflächengeometrie sind dies absolute Kreise, Zylinder, Ebenen, Kegel und gerade Linien und so weiter; für die gegenseitigen Positionen der Oberflächen sind sie absolut parallel, vertikal, koaxial, symmetrisch usw. Die Abweichung der tatsächlichen geometrischen Parameter des Teils von den idealen geometrischen Parametern wird als Bearbeitungstoleranz bezeichnet. Die Abweichung der tatsächlichen geometrischen Parameter des Teils von den idealen geometrischen Parametern wird als Bearbeitungstoleranz bezeichnet.

1. Das Konzept der CNC-Bearbeitungspräzision

Die Bearbeitungspräzision wird hauptsächlich für den Grad der Produktproduktion verwendet.CNC-VERARBEITUNG Präzision und Bearbeitungsfehler sind Begriffe, die verwendet werden, um die geometrischen Parameter der bearbeiteten Oberfläche zu bewerten. Die Bearbeitungspräzision wird durch die Toleranzklasse gemessen, wenn der Wert der Toleranzklasse kleiner ist und für eine höhere Präzision steht; Der Bearbeitungsfehler wird durch eine Zahl ausgedrückt, wenn die Zahl größer ist, bedeutet dies, dass der Bearbeitungsfehler größer ist. Hohe Bearbeitungspräzision bedeutet, dass Bearbeitungsfehler winzig sind und umgekehrt. Je nach Anwendungsbereich und Geltungsbereich der Norm wird diese im Allgemeinen unterteilt in: Internationale Normen, wie z ISO, IEC sind Normen, die von der International Standardization Organization und der International Electrotechnical Commission festgelegt wurden; regionale Normen, wie EN, ANSI, DIN, sind bzw. die Europäische Union, die Vereinigten Staaten, von Deutschland entwickelte Normen.

Toleranzstufe

Es gibt insgesamt 20 Toleranzstufen von IT01, IT0, IT1, IT2, IT3 bis IT18. IT01 gibt die höchste Bearbeitungspräzision des Teils an, und IT18 gibt die niedrigste Bearbeitungspräzision des Teils an. Im Allgemeinen sind IT7 und IT8 Bearbeitungspräzision auf mittlerem Niveau.

Garantierte Bearbeitungsgenauigkeit

Die tatsächlichen Parameter, die durch irgendein Bearbeitungsverfahren erhalten werden, sind nicht absolut genau. Aus Sicht der Funktion des Teils gilt die Bearbeitungsgenauigkeit als gewährleistet, solange der Bearbeitungsfehler innerhalb des von der Teilezeichnung geforderten Toleranzbereichs liegt.

Qualität von CNC-Maschinen

Die Qualität der Maschine hängt von der Verarbeitungsqualität der Teile und der Montagequalität der Maschine ab. Die Verarbeitungsqualität der Teile umfasst zwei Hauptkomponenten, die Genauigkeit der Teile und die Oberflächenrauhigkeit.

Bearbeitungsgenauigkeit

Die Bearbeitungsgenauigkeit ist der Grad, in dem die drei geometrischen Parameter der tatsächlichen Größe, Form und Lage der Oberfläche für das bearbeitete Teil mit den idealen geometrischen Parametern übereinstimmen, die von der Zeichnung gefordert werden. Der Unterschied zwischen ihnen wird als Bearbeitungsfehler bezeichnet. Die Größe des Bearbeitungsfehlers spiegelt die Bearbeitungspräzision wider. Der Bearbeitungsfehler ist größer, wenn die Bearbeitungspräzision geringer ist, und der Bearbeitungsfehler ist kleiner, wenn die Bearbeitungspräzision höher ist.

2. Zugehörige Informationen zur CNC-Bearbeitungspräzision

Maßgenauigkeit

Maßhaltigkeit bezieht sich auf den Grad der Übereinstimmung zwischen der tatsächlichen Größe des bearbeiteten Teils und der Mitte der Toleranzzone der Teilgröße.

Positionsgenauigkeit

Positionsgenauigkeit bezieht sich auf die tatsächliche Positionsgenauigkeitsdifferenz zwischen den relevanten Oberflächen der Teile nach der Bearbeitung.

Formpräzision

Die Formgenauigkeit bezeichnet den Grad der Übereinstimmung zwischen der tatsächlichen Geometrie der Oberfläche des bearbeiteten Teils und der idealen Geometrie.

Wechselbeziehung

Im Allgemeinen sollte beim Entwerfen von Maschinenteilen und beim Festlegen der Bearbeitungsgenauigkeit von Teilen darauf geachtet werden, den Formfehler innerhalb der Positionstoleranz zu kontrollieren, und der Positionsfehler sollte kleiner als die Maßtoleranz sein. Für Präzisionsteile oder wichtige Oberflächen von Teilen sollten die Anforderungen an die Formpräzision höher sein als die Anforderungen an die Positionspräzision, und die Anforderungen an die Positionspräzision sollten höher sein als die Anforderungen an die Maßgenauigkeit.

3. Anpassungsmethode

(1) Stellen Sie das Prozesssystem ein
(2) Reduzieren Sie Werkzeugmaschinenfehler
(3) Reduzieren Sie den Übertragungsfehler der Übertragungskette
(4) Reduzieren Sie den Verschleiß der Schneidwerkzeuge
(5) Reduzieren Sie die erzwungene Verformung des Prozesssystems
(6) Verringerung der thermischen Verformung des Prozesssystems
(7) Restspannung reduzieren

4. Ursache des Aufpralls

（1） Bearbeitungsprinzipfehler

Der Bearbeitungsprinzipfehler bezieht sich auf den Fehler, der durch die Verarbeitung mit einem ungefähren Klingenprofil oder einer ungefähren Übertragungsbeziehung erzeugt wird. Die Bearbeitungsprinzipfehler treten meist bei der Bearbeitung von Gewinden, Zahnrädern und komplexen 3D-Flächen auf.

Während der Bearbeitung wird im Allgemeinen eine Näherungsverarbeitung verwendet, um die Produktivität und Wirtschaftlichkeit unter der Prämisse zu verbessern, dass der theoretische Fehler die Anforderungen an die Bearbeitungspräzision erfüllen kann.

（2） Einstellfehler

Der Einstellfehler der Werkzeugmaschine bezieht sich auf den Fehler, der durch eine ungenaue Einstellung verursacht wird.

(3) Werkzeugmaschinenfehler

Werkzeugmaschinenfehler beziehen sich auf Herstellungsfehler, Installationsfehler und Verschleiß der Werkzeugmaschine. Dazu gehören hauptsächlich der Führungsfehler der Werkzeugmaschine, der Rotationsfehler der Spindel der Werkzeugmaschine und der Übertragungsfehler der Übertragungskette der Werkzeugmaschine. Ursache dafür ist der Maschinenfehler der Fertigungsmaschine, die auch als industrielle Leitmaschine bezeichnet wird. Mit anderen Worten, jede tatsächliche Größe ist nicht absolut, sondern nur relativ. Genauso wie es auf dieser Welt keinen absoluten Kreis gibt, weil hinter π3.1415926 ein unendlicher Wert steht.

5. Messmethoden

Für die Bearbeitungspräzision werden je nach Inhalt und Genauigkeitsanforderungen der Bearbeitungspräzision unterschiedliche Messmethoden angewendet. Generell gibt es folgende Arten von Methoden:

(1) Je nachdem, ob der gemessene Parameter direkt gemessen wird, kann er in direkte Messung und indirekte Messung unterteilt werden.

Direkte Messung: Messen Sie die gemessenen Parameter direkt, um die gemessene Größe zu erhalten. Verwenden Sie zum Messen beispielsweise Messschieber und Höhenmessgeräte.

Indirekte Messung: Messen Sie die geometrischen Parameter in Bezug auf die gemessene Größe und erhalten Sie die gemessene Größe durch Berechnung. Zum Beispiel: Durch Messen von zwei Größen kann eine andere Größe erhalten werden.

Hilfsvorrichtung für die Messung: Machen Sie die entgegengesetzte Form zum Teil, um die Montagegröße des Teils zu überprüfen.

Offensichtlich ist die direkte Messung intuitiver und die indirekte Messung umständlicher. Wenn die gemessene Größe oder direkte Messung die Genauigkeitsanforderungen nicht erfüllt, muss im Allgemeinen eine indirekte Messung verwendet werden.

(2) Entsprechend dem Lesewert der Messwerkzeuge, ob er direkt die Zahl der gemessenen Größe darstellt, kann er in absolute Messung und relative Messung unterteilt werden.

Absolutmaß: Der abgelesene Wert gibt direkt die Größe der gemessenen Größe an, z. B. Messen mit Messschieber, Mikrometer.

Relative Messung: Der Messwert zeigt nur die Abweichung der gemessenen Größe von der Standardmessung an. Um beispielsweise den Durchmesser der Welle mit einem Komparator zu messen, müssen Sie zuerst die Nullposition der Messwerkzeuge mit einem Endmaß einstellen und dann die Messung verarbeiten. Der gemessene Wert ist die Differenz zwischen dem Durchmesser der Welle und der Größe des Endmaßes, was als Relativmessung bezeichnet wird. Im Allgemeinen ist die Genauigkeit der relativen Messung höher, aber die Messung ist komplexer. Es muss eine Hilfsvorrichtung für die Messung hergestellt werden.

(3) Je nachdem, ob die zu messende Oberfläche mit dem Messkopf der Messwerkzeuge in Kontakt steht, wird sie in Kontaktmessung und berührungslose Messung unterteilt.

Kontaktmessung: Der Messkopf hat Kontakt mit der berührten Oberfläche, es entsteht eine mechanische Messkraft. Messen Sie die Teile beispielsweise mit einem Mikrometer.

Berührungslose Messung: Der Messkopf hat keinen Kontakt mit der Oberfläche der gemessenen Teile, und durch die berührungslose Messung kann der Einfluss der Messkraft auf das Messergebnis vermieden werden. Verwenden Sie beispielsweise die projektive Messung, um die Messung durchzuführen.

（4） Entsprechend der Anzahl der Messparameter wird es in Einzelmessung und umfassende Messung unterteilt.

Einzelmessung: Messen Sie jeden Parameter des getesteten Teils separat.

Umfassende Messung: Messen Sie den umfassenden Index, der die relevanten Parameter des Teils widerspiegelt. Wenn beispielsweise das Gewinde unter Verwendung eines Mikroskops gemessen wird, können der tatsächliche Steigungsdurchmesser, der Halbwinkelfehler des Zahnprofils und der kumulative Fehler der Gewindesteigung separat gemessen werden.

Im Allgemeinen ist eine umfassende Messung effizienter und zuverlässiger, um die Austauschbarkeit von Teilen zu gewährleisten, und wird normalerweise zur Inspektion fertiger Teile verwendet. Eine Einzelmessung kann den Fehler jedes Parameters separat bestimmen und wird im Allgemeinen zur Prozessanalyse, Prozessinspektion und Messung bestimmter Parameter verwendet.

(5) Entsprechend der Rolle der Messung im Bearbeitungsprozess wird sie in aktive und passive Messung unterteilt.

Aktive Messung: Das Werkstück wird während des Bearbeitungsprozesses gemessen, und das Ergebnis wird direkt zur Steuerung der Bearbeitung des Teils verwendet, um so zu verhindern, dass fehlerhafte Teile passieren.

Passive Messung: Messung nach abgeschlossener Bearbeitung des Werkstücks. Eine solche Messung kann nur dazu verwendet werden, um zu beurteilen, ob das Werkstück qualifiziert ist oder nicht, und beschränkt sich auf das Entdecken und Aussortieren fehlerhafter Teile.

(6) Entsprechend dem Zustand des gemessenen Teils im Messprozess kann in statische Messung und dynamische Messung unterteilt werden.

Statische Messung: Die Messung ist relativ statisch. Messen Sie beispielsweise den Durchmesser mit einem Mikrometer.

Dynamische Messung: Während der Messung die gemessene Oberflächenrelativbewegung zwischen dem Messkopf im simulierten Arbeitszustand.

Das dynamische Messverfahren kann die Situation widerspiegeln, wenn sich das Teil in der Nähe von Nutzungsbedingungen befindet, was die Entwicklungsrichtung der Messtechnologie ist.