CNC加工で部品の精度を制御するためのヒント

CNC加工精度は、加工部品の表面の実際のサイズ、形状、および位置のXNUMXつの幾何学的パラメーターが、図面に必要な理想的な幾何学的パラメーターに一致する程度です。 理想的な幾何学的パラメータは、寸法の平均サイズです。 サーフェスジオメトリの場合、それらは絶対円、円柱、平面、円錐、直線などです。 サーフェスの相互位置については、絶対的に平行、垂直、同軸、対称などです。パーツの実際の幾何学的パラメータの理想的な幾何学的パラメータからの偏差は、加工公差と呼ばれます。 部品の実際の幾何学的パラメータの理想的な幾何学的パラメータからの偏差は、加工公差と呼ばれます。

1.CNC加工精度の概念

加工精度は主に製品生産の程度に使用されます。CNC加工 精度と加工誤差は、加工面の幾何学的パラメータを評価するために使用される用語です。 加工精度は、公差等級の値が小さく、精度が高いことを表す場合、公差等級によって測定されます。 加工誤差は数値で表され、数値が大きいほど加工誤差が大きくなります。 加工精度が高いということは、加工誤差が小さいことを意味し、その逆も同様です。 規格の適用分野と有効範囲に応じて、一般的に次のように分類されます。 ISO、IECは、国際標準化機構および国際電気標準会議によって確立された標準です。 EN、ANSI、DINなどの地域規格は、それぞれ欧州連合、米国、ドイツによって開発された規格です。

CNC加工部品
許容レベル

IT20、IT01、IT0、IT1、IT2からIT3までの合計18の許容レベルがあります。 IT01は部品の最高の加工精度を示し、IT18は部品の最低の加工精度を示します。 一般的に、IT7とIT8は中レベルの加工精度です。

保証された加工精度

どの機械加工方法でも得られる実際のパラメータは、完全に正確ではありません。 部品の機能の観点から、加工誤差が部品図面で要求される許容範囲内である限り、加工精度は保証されていると見なされます。

CNCマシンの品質

機械の品質は、部品の加工品質と機械の組み立て品質に依存します。 部品の加工品質には、部品の精度と表面粗さのXNUMXつの主要部品が含まれます。

加工精度

加工精度は、加工部品の表面の実際のサイズ、形状、および位置のXNUMXつの幾何学的パラメーターが、図面に必要な理想的な幾何学的パラメーターに一致する程度です。 それらの違いは加工誤差と呼ばれます。 加工誤差の大きさは、加工精度のレベルを反映しています。 加工誤差が大きいほど加工精度が低く、加工誤差が小さいほど加工精度が高くなります。

2.CNC加工精度に関する関連情報

寸法精度

寸法精度とは、加工部品の実際のサイズと部品サイズの公差域の中心との間の適合度を指します。

位置精度

位置精度とは、加工後の部品の関連面間の実際の位置精度の差を指します。

形状精度

形状精度とは、加工部品の表面の実際の形状と理想的な形状との間の適合度を指します。

相互関係

一般に、機械部品を設計し、部品の加工精度を指定する場合は、形状誤差を位置公差内に抑えるように注意し、位置誤差を寸法公差より小さくする必要があります。 精密部品または部品の重要な表面の場合、形状精度要件は位置精度要件よりも高く、位置精度要件は寸法精度要件よりも高くする必要があります。

3.調整方法

  • (1)プロセスシステムを調整します

  • (2)工作機械のエラーを減らす

  • (3)トランスミッションチェーンのトランスミッションエラーを低減します

  • (4)カッターの摩耗を減らす

  • (5)プロセスシステムの強制変形を低減します

  • (6)プロセスシステムの熱歪みを低減します

  • (7)残留応力を減らす

4.影響の原因

(1)加工原理誤差

加工原理誤差とは、おおよそのブレードプロファイルまたはおおよその伝達関係で加工することによって生じる誤差を指します。 加工原理のエラーは、主にねじ、歯車、および複雑な3Dサーフェスの加工で発生します。

機械加工では、理論誤差が加工精度の要件を満たすことができるという前提で、生産性と経済性を向上させるために、一般的に近似加工が使用されます。

CNC機械加工における部品の精度

(2)調整エラー

工作機械の調整誤差とは、不正確な調整による誤差のことです。

5軸CNCマシニングセンター-2(1)

(3)工作機械エラー

工作機械のエラーとは、工作機械の製造エラー、取り付けエラー、摩耗を指します。 主に工作機械のガイド誤差、工作機械の主軸の回転誤差、工作機械の伝達チェーンの伝達誤差を含みます。 これは、工業用マスターマシンとも呼ばれる製造機のマシンエラーが原因です。 つまり、実際のサイズは絶対的なものではなく、相対的なものにすぎません。 π3.1415926の後ろに無限の値があるので、この世界に絶対的な円がないのと同じように。

5.測定方法

加工精度は、加工精度の内容やプレシジョン要件に応じて、異なる測定方法を採用しています。 一般的に、次のタイプのメソッドがあります。

(1)直接測定するかどうかにより、直接測定と間接測定に分けられます。

直接測定:測定されたパラメータを直接測定して、測定されたサイズを取得します。 たとえば、キャリパーとハイトゲージを使用して測定します。

間接測定:測定サイズに関連する幾何学的パラメータを測定し、計算によって測定サイズを取得します。例:XNUMXつのサイズを測定すると、別のサイズを取得できます。

測定用補助治具:部品とは逆の形状にして、部品の組立サイズを確認してください。

明らかに、直接測定はより直感的であり、間接測定はより面倒です。 一般に、測定されたサイズまたは直接測定が精度要件を満たさない場合は、間接測定を使用する必要があります。

品質検査

(2)測定器の読み取り値により、測定サイズの数値を直接表すかどうかにより、絶対測定と相対測定に分けることができます。

絶対測定:読み取り値は、ノギス、マイクロメータでの測定など、測定されたサイズのサイズを直接示します。

相対測定:読み取り値は、標準測定からの測定サイズの偏差のみを示します。 たとえば、コンパレータを使用してシャフトの直径を測定するには、最初にゲージブロックを使用して測定ツールのゼロ位置を調整し、次に測定を処理する必要があります。 測定値は、シャフトの直径とゲージブロックのサイズの差であり、相対測定と呼ばれます。 一般的に、相対測定の精度は高くなりますが、測定はより複雑になります。 測定用の補助固定具を作る必要があります。

(3)測定面が測定器の測定ヘッドに接触しているかどうかにより、接触測定と非接触測定に分けられます。

接触測定:測定ヘッドが接触面に接触し、機械的な測定力があります。 たとえば、マイクロメータで部品を測定します。

非接触測定:測定ヘッドが測定部品の表面に接触していないため、非接触測定により測定力による測定結果への影響を回避できます。 たとえば、射影測定を使用して測定を行います。

接触測定

(4)測定パラメータの数により、単一測定と総合測定に分けられます。

単一測定:テストされた部品の各パラメータを個別に測定します。

包括的な測定:部品の関連パラメータを反映する包括的な指標を測定します。 たとえば、顕微鏡を使用してねじ山を測定する場合、実際のピッチ直径、歯形の半角誤差、およびねじ山ピッチの累積誤差を個別に測定できます。

一般に、包括的な測定は、部品の互換性を確保するためにより効率的で信頼性が高く、通常、完成部品の検査に使用されます。 XNUMX回の測定で各パラメータの誤差を個別に判断でき、通常、プロセス分析、プロセス検査、および指定されたパラメータの測定に使用されます。

包括的な測定

(5)機械加工における測定の役割により、能動測定と受動測定に分けられます。

アクティブ測定:加工工程でワークを測定し、その結果を直接使用して部品の加工を制御し、不良部品の発生を防ぎます。

パッシブ測定:ワークが加工完了した後の測定。 このような測定は、ワークピースの判定にのみ使用でき、適格かどうかを判断するためにのみ使用でき、欠陥部品の発見と拒否に限定されます。

CNC加工部品
アルミニウム6061または7075
CNCフライス部品

(6)測定過程での測定部の状態により、静的測定と動的測定に分けられます。

静的測定:測定は比較的静的です。 マイクロメータで直径を測定するなど。

動的測定:測定中、シミュレートされた動作状態での測定ヘッド間の測定された表面相対運動。  

動的測定法は、部品が使用条件に近い場合の状況を反映することができ、それが測定技術の開発の方向性です。