Métodos para julgar a precisão de centros de usinagem verticais
Na área de processamento mecânico, a precisão dos centros de usinagem verticais é de crucial importância para a qualidade do processamento. Como operador, avaliar com precisão a precisão é fundamental para garantir o efeito do processamento. A seguir, detalharemos os métodos para avaliar a precisão dos centros de usinagem verticais.
Determinação dos Elementos Relacionados da Peça de Teste
Materiais, Ferramentas e Parâmetros de Corte do Corpo de Prova
A seleção dos materiais, ferramentas e parâmetros de corte das peças de teste tem impacto direto no julgamento da precisão. Esses elementos geralmente são determinados de acordo com o acordo entre a fábrica e o usuário e precisam ser devidamente registrados.
Em termos de velocidade de corte, para peças de ferro fundido, é de aproximadamente 50 m/min; para peças de alumínio, é de aproximadamente 300 m/min. A taxa de avanço apropriada está aproximadamente na faixa de (0,05 a 0,10) mm/dente. Em termos de profundidade de corte, a profundidade de corte radial para todas as operações de fresamento deve ser de 0,2 mm. A seleção criteriosa desses parâmetros é a base para um julgamento preciso da precisão subsequente. Por exemplo, uma velocidade de corte muito alta pode levar ao aumento do desgaste da ferramenta e afetar a precisão do processamento; uma taxa de avanço inadequada pode fazer com que a rugosidade da superfície da peça processada não atenda aos requisitos.
A seleção dos materiais, ferramentas e parâmetros de corte das peças de teste tem impacto direto no julgamento da precisão. Esses elementos geralmente são determinados de acordo com o acordo entre a fábrica e o usuário e precisam ser devidamente registrados.
Em termos de velocidade de corte, para peças de ferro fundido, é de aproximadamente 50 m/min; para peças de alumínio, é de aproximadamente 300 m/min. A taxa de avanço apropriada está aproximadamente na faixa de (0,05 a 0,10) mm/dente. Em termos de profundidade de corte, a profundidade de corte radial para todas as operações de fresamento deve ser de 0,2 mm. A seleção criteriosa desses parâmetros é a base para um julgamento preciso da precisão subsequente. Por exemplo, uma velocidade de corte muito alta pode levar ao aumento do desgaste da ferramenta e afetar a precisão do processamento; uma taxa de avanço inadequada pode fazer com que a rugosidade da superfície da peça processada não atenda aos requisitos.
Fixação da peça de teste
O método de fixação do corpo de prova está diretamente relacionado à estabilidade durante o processamento. O corpo de prova precisa ser instalado convenientemente em um dispositivo de fixação especial para garantir a máxima estabilidade da ferramenta e do dispositivo de fixação. As superfícies de instalação do dispositivo de fixação e do corpo de prova devem ser planas, o que é um pré-requisito para garantir a precisão do processamento. Ao mesmo tempo, o paralelismo entre a superfície de instalação do corpo de prova e a superfície de fixação do dispositivo de fixação deve ser verificado.
Em termos de método de fixação, deve-se utilizar um método adequado para permitir que a ferramenta penetre e processe todo o comprimento do furo central. Por exemplo, recomenda-se o uso de parafusos escareados para fixar a peça de teste, o que pode efetivamente evitar a interferência entre a ferramenta e os parafusos. É claro que outros métodos equivalentes também podem ser selecionados. A altura total da peça de teste depende do método de fixação selecionado. Uma altura adequada pode garantir a estabilidade da posição da peça de teste durante o processo de processamento e reduzir o desvio de precisão causado por fatores como vibração.
O método de fixação do corpo de prova está diretamente relacionado à estabilidade durante o processamento. O corpo de prova precisa ser instalado convenientemente em um dispositivo de fixação especial para garantir a máxima estabilidade da ferramenta e do dispositivo de fixação. As superfícies de instalação do dispositivo de fixação e do corpo de prova devem ser planas, o que é um pré-requisito para garantir a precisão do processamento. Ao mesmo tempo, o paralelismo entre a superfície de instalação do corpo de prova e a superfície de fixação do dispositivo de fixação deve ser verificado.
Em termos de método de fixação, deve-se utilizar um método adequado para permitir que a ferramenta penetre e processe todo o comprimento do furo central. Por exemplo, recomenda-se o uso de parafusos escareados para fixar a peça de teste, o que pode efetivamente evitar a interferência entre a ferramenta e os parafusos. É claro que outros métodos equivalentes também podem ser selecionados. A altura total da peça de teste depende do método de fixação selecionado. Uma altura adequada pode garantir a estabilidade da posição da peça de teste durante o processo de processamento e reduzir o desvio de precisão causado por fatores como vibração.
Dimensões da peça de teste
Após múltiplas operações de corte, as dimensões externas da peça de teste diminuirão e o diâmetro do furo aumentará. Quando usada para inspeção de aceitação, a fim de refletir com precisão a precisão de corte do centro de usinagem, recomenda-se selecionar as dimensões da peça de teste de usinagem de contorno final para serem consistentes com aquelas especificadas na norma. A peça de teste pode ser usada repetidamente em testes de corte, mas suas especificações devem ser mantidas dentro de ±10% das dimensões características fornecidas pela norma. Quando a peça de teste for usada novamente, um corte de camada fina deve ser realizado para limpar todas as superfícies antes de conduzir um novo teste de corte de precisão. Isso pode eliminar a influência do resíduo do processamento anterior e fazer com que cada resultado de teste reflita com mais precisão o status de precisão atual do centro de usinagem.
Após múltiplas operações de corte, as dimensões externas da peça de teste diminuirão e o diâmetro do furo aumentará. Quando usada para inspeção de aceitação, a fim de refletir com precisão a precisão de corte do centro de usinagem, recomenda-se selecionar as dimensões da peça de teste de usinagem de contorno final para serem consistentes com aquelas especificadas na norma. A peça de teste pode ser usada repetidamente em testes de corte, mas suas especificações devem ser mantidas dentro de ±10% das dimensões características fornecidas pela norma. Quando a peça de teste for usada novamente, um corte de camada fina deve ser realizado para limpar todas as superfícies antes de conduzir um novo teste de corte de precisão. Isso pode eliminar a influência do resíduo do processamento anterior e fazer com que cada resultado de teste reflita com mais precisão o status de precisão atual do centro de usinagem.
Posicionamento da peça de teste
A peça de teste deve ser colocada na posição central do curso X do centro de usinagem vertical e em uma posição apropriada ao longo dos eixos Y e Z, adequada para o posicionamento da peça de teste e do dispositivo de fixação, bem como para o comprimento da ferramenta. No entanto, quando houver requisitos especiais para a posição de posicionamento da peça de teste, eles devem ser claramente especificados no acordo entre a fábrica e o usuário. O posicionamento correto pode garantir a posição relativa precisa entre a ferramenta e a peça de teste durante o processo de processamento, garantindo assim efetivamente a precisão do processamento. Se a peça de teste for posicionada incorretamente, isso pode levar a problemas como desvio de dimensão de processamento e erro de forma. Por exemplo, o desvio da posição central na direção X pode causar erros de dimensão na direção do comprimento da peça de trabalho processada; o posicionamento incorreto ao longo dos eixos Y e Z pode afetar a precisão da peça de trabalho nas direções de altura e largura.
A peça de teste deve ser colocada na posição central do curso X do centro de usinagem vertical e em uma posição apropriada ao longo dos eixos Y e Z, adequada para o posicionamento da peça de teste e do dispositivo de fixação, bem como para o comprimento da ferramenta. No entanto, quando houver requisitos especiais para a posição de posicionamento da peça de teste, eles devem ser claramente especificados no acordo entre a fábrica e o usuário. O posicionamento correto pode garantir a posição relativa precisa entre a ferramenta e a peça de teste durante o processo de processamento, garantindo assim efetivamente a precisão do processamento. Se a peça de teste for posicionada incorretamente, isso pode levar a problemas como desvio de dimensão de processamento e erro de forma. Por exemplo, o desvio da posição central na direção X pode causar erros de dimensão na direção do comprimento da peça de trabalho processada; o posicionamento incorreto ao longo dos eixos Y e Z pode afetar a precisão da peça de trabalho nas direções de altura e largura.
Itens de detecção específicos e métodos de precisão de processamento
Detecção de Precisão Dimensional
Precisão das Dimensões Lineares
Utilize ferramentas de medição (como paquímetros, micrômetros, etc.) para medir as dimensões lineares da peça de teste processada. Por exemplo, meça o comprimento, a largura, a altura e outras dimensões da peça e compare-as com as dimensões projetadas. Para centros de usinagem com altos requisitos de precisão, o desvio dimensional deve ser controlado dentro de uma faixa muito pequena, geralmente na ordem de µm. Medindo as dimensões lineares em múltiplas direções, a precisão de posicionamento do centro de usinagem nos eixos X, Y e Z pode ser avaliada de forma abrangente.
Precisão das Dimensões Lineares
Utilize ferramentas de medição (como paquímetros, micrômetros, etc.) para medir as dimensões lineares da peça de teste processada. Por exemplo, meça o comprimento, a largura, a altura e outras dimensões da peça e compare-as com as dimensões projetadas. Para centros de usinagem com altos requisitos de precisão, o desvio dimensional deve ser controlado dentro de uma faixa muito pequena, geralmente na ordem de µm. Medindo as dimensões lineares em múltiplas direções, a precisão de posicionamento do centro de usinagem nos eixos X, Y e Z pode ser avaliada de forma abrangente.
Precisão do diâmetro do furo
Para furos processados, ferramentas como medidores de diâmetro interno e máquinas de medição por coordenadas podem ser utilizadas para detectar o diâmetro do furo. A precisão do diâmetro do furo inclui não apenas o requisito de que o tamanho do diâmetro atenda aos requisitos, mas também indicadores como a cilindricidade. Se o desvio do diâmetro do furo for muito grande, pode ser causado por fatores como desgaste da ferramenta e desvio radial do fuso.
Para furos processados, ferramentas como medidores de diâmetro interno e máquinas de medição por coordenadas podem ser utilizadas para detectar o diâmetro do furo. A precisão do diâmetro do furo inclui não apenas o requisito de que o tamanho do diâmetro atenda aos requisitos, mas também indicadores como a cilindricidade. Se o desvio do diâmetro do furo for muito grande, pode ser causado por fatores como desgaste da ferramenta e desvio radial do fuso.
Detecção de precisão de forma
Detecção de Planicidade
Utilize instrumentos como níveis e planos ópticos para detectar a planicidade do plano processado. Posicione o nível sobre o plano processado e determine o erro de planicidade observando a mudança na posição da bolha. Para processamento de alta precisão, o erro de planicidade deve ser extremamente pequeno, caso contrário, afetará a montagem subsequente e outros processos. Por exemplo, ao processar trilhos-guia de máquinas-ferramentas e outros planos, o requisito de planicidade é extremamente alto. Se exceder o erro permitido, as peças móveis nos trilhos-guia funcionarão de forma instável.
Detecção de Planicidade
Utilize instrumentos como níveis e planos ópticos para detectar a planicidade do plano processado. Posicione o nível sobre o plano processado e determine o erro de planicidade observando a mudança na posição da bolha. Para processamento de alta precisão, o erro de planicidade deve ser extremamente pequeno, caso contrário, afetará a montagem subsequente e outros processos. Por exemplo, ao processar trilhos-guia de máquinas-ferramentas e outros planos, o requisito de planicidade é extremamente alto. Se exceder o erro permitido, as peças móveis nos trilhos-guia funcionarão de forma instável.
Detecção de circularidade
Para contornos circulares processados (como cilindros, cones, etc.), um testador de circularidade pode ser usado para detectar. O erro de circularidade reflete a situação de precisão do centro de usinagem durante o movimento de rotação. Fatores como a precisão de rotação do fuso e o desvio radial da ferramenta afetarão a circularidade. Se o erro de circularidade for muito grande, pode levar ao desequilíbrio durante a rotação das peças mecânicas e afetar o funcionamento normal do equipamento.
Para contornos circulares processados (como cilindros, cones, etc.), um testador de circularidade pode ser usado para detectar. O erro de circularidade reflete a situação de precisão do centro de usinagem durante o movimento de rotação. Fatores como a precisão de rotação do fuso e o desvio radial da ferramenta afetarão a circularidade. Se o erro de circularidade for muito grande, pode levar ao desequilíbrio durante a rotação das peças mecânicas e afetar o funcionamento normal do equipamento.
Detecção de Precisão de Posição
Detecção de Paralelismo
Detecte o paralelismo entre superfícies processadas ou entre furos e superfícies. Por exemplo, para medir o paralelismo entre dois planos, pode-se usar um relógio comparador. Fixe o relógio comparador no fuso, faça o cabeçote do relógio entrar em contato com o plano medido, mova a bancada e observe a variação na leitura do relógio comparador. Erros excessivos de paralelismo podem ser causados por fatores como o erro de retilinidade do trilho-guia e a inclinação da bancada.
Detecção de Paralelismo
Detecte o paralelismo entre superfícies processadas ou entre furos e superfícies. Por exemplo, para medir o paralelismo entre dois planos, pode-se usar um relógio comparador. Fixe o relógio comparador no fuso, faça o cabeçote do relógio entrar em contato com o plano medido, mova a bancada e observe a variação na leitura do relógio comparador. Erros excessivos de paralelismo podem ser causados por fatores como o erro de retilinidade do trilho-guia e a inclinação da bancada.
Detecção de perpendicularidade
Detecte a perpendicularidade entre superfícies processadas ou entre furos e superfícies utilizando ferramentas como esquadros e instrumentos de medição de perpendicularidade. Por exemplo, ao processar peças do tipo caixa, a perpendicularidade entre as diferentes superfícies da caixa tem um impacto significativo na montagem e no desempenho de uso das peças. O erro de perpendicularidade pode ser causado pelo desvio de perpendicularidade entre os eixos coordenados da máquina-ferramenta.
Detecte a perpendicularidade entre superfícies processadas ou entre furos e superfícies utilizando ferramentas como esquadros e instrumentos de medição de perpendicularidade. Por exemplo, ao processar peças do tipo caixa, a perpendicularidade entre as diferentes superfícies da caixa tem um impacto significativo na montagem e no desempenho de uso das peças. O erro de perpendicularidade pode ser causado pelo desvio de perpendicularidade entre os eixos coordenados da máquina-ferramenta.
Avaliação da Precisão Dinâmica
Detecção de vibração
Durante o processamento, utilize sensores de vibração para detectar a situação de vibração do centro de usinagem. A vibração pode levar a problemas como aumento da rugosidade da superfície da peça processada e desgaste acelerado da ferramenta. Ao analisar a frequência e a amplitude da vibração, é possível determinar se há fontes anormais de vibração, como peças rotativas desbalanceadas e componentes soltos. Para centros de usinagem de alta precisão, a amplitude da vibração deve ser controlada em um nível muito baixo para garantir a estabilidade da precisão do processamento.
Durante o processamento, utilize sensores de vibração para detectar a situação de vibração do centro de usinagem. A vibração pode levar a problemas como aumento da rugosidade da superfície da peça processada e desgaste acelerado da ferramenta. Ao analisar a frequência e a amplitude da vibração, é possível determinar se há fontes anormais de vibração, como peças rotativas desbalanceadas e componentes soltos. Para centros de usinagem de alta precisão, a amplitude da vibração deve ser controlada em um nível muito baixo para garantir a estabilidade da precisão do processamento.
Detecção de Deformação Térmica
O centro de usinagem gera calor durante a operação a longo prazo, causando deformação térmica. Utilize sensores de temperatura para medir as variações de temperatura dos componentes principais (como o fuso e o trilho-guia) e combine-os com instrumentos de medição para detectar a alteração na precisão do processamento. A deformação térmica pode levar a alterações graduais nas dimensões do processamento. Por exemplo, o alongamento do fuso sob alta temperatura pode causar desvios dimensionais na direção axial da peça processada. Para reduzir o impacto da deformação térmica na precisão, alguns centros de usinagem avançados são equipados com sistemas de resfriamento para controlar a temperatura.
O centro de usinagem gera calor durante a operação a longo prazo, causando deformação térmica. Utilize sensores de temperatura para medir as variações de temperatura dos componentes principais (como o fuso e o trilho-guia) e combine-os com instrumentos de medição para detectar a alteração na precisão do processamento. A deformação térmica pode levar a alterações graduais nas dimensões do processamento. Por exemplo, o alongamento do fuso sob alta temperatura pode causar desvios dimensionais na direção axial da peça processada. Para reduzir o impacto da deformação térmica na precisão, alguns centros de usinagem avançados são equipados com sistemas de resfriamento para controlar a temperatura.
Consideração da precisão do reposicionamento
Comparação da precisão do processamento múltiplo do mesmo corpo de prova
Processando repetidamente a mesma peça de teste e utilizando os métodos de detecção acima para medir a precisão de cada peça de teste processada, observe a repetibilidade de indicadores como precisão dimensional, precisão de forma e precisão de posição. Se a precisão de reposicionamento for baixa, isso pode levar à instabilidade da qualidade das peças processadas em lote. Por exemplo, no processamento de moldes, se a precisão de reposicionamento for baixa, isso pode causar inconsistências nas dimensões da cavidade do molde, afetando seu desempenho de uso.
Processando repetidamente a mesma peça de teste e utilizando os métodos de detecção acima para medir a precisão de cada peça de teste processada, observe a repetibilidade de indicadores como precisão dimensional, precisão de forma e precisão de posição. Se a precisão de reposicionamento for baixa, isso pode levar à instabilidade da qualidade das peças processadas em lote. Por exemplo, no processamento de moldes, se a precisão de reposicionamento for baixa, isso pode causar inconsistências nas dimensões da cavidade do molde, afetando seu desempenho de uso.
Em conclusão, como operador, para avaliar de forma abrangente e precisa a precisão dos centros de usinagem verticais, é necessário considerar múltiplos aspectos, como a preparação dos corpos de prova (incluindo materiais, ferramentas, parâmetros de corte, fixação e dimensões), o posicionamento dos corpos de prova, a detecção de diversos itens de precisão de processamento (precisão dimensional, precisão de forma, precisão de posicionamento), a avaliação da precisão dinâmica e a consideração da precisão de reposicionamento. Somente dessa forma o centro de usinagem pode atender aos requisitos de precisão de processamento durante o processo de produção e produzir peças mecânicas de alta qualidade.