Orang-orang yang terlibat dalam permesinan tidak mau mengakui kekalahan dalam hal akurasi. Terkadang, beberapa orang tampaknya menganggap keakuratan pemrosesan 1 mikron sebagai hal yang mudah ketika mereka membicarakannya. Namun, pada kenyataannya, pemesinan presisi tinggi adalah topik teknis yang perlu ditangani dengan cermat. Artikel ini bertujuan untuk membekali semua orang dengan pengetahuan yang lebih komprehensif tentang pemesinan presisi tinggi.
01
Akal sehat dasar: pengaruh perubahan suhu pada bahan
Seperti kita ketahui bersama, material dipengaruhi oleh muai dan kontraksi termal. Dalam pemesinan presisi, masalah suhu tidak boleh diabaikan! Perbedaan suhu adalah musuh akurasi. Jika kita tidak memperhatikan masalah utama suhu, bagaimana kita bisa membahas akurasi secara mendalam? Karena sebagian besar mesin terbuat dari baja dan besi cor, bentuk dan panjangnya berubah di bawah pengaruh suhu ruangan dan panas yang dihasilkan oleh mesin itu sendiri.
gambar
Derajat muai dan kontraksi termal suatu bahan bergantung pada jenis bahan dan besarnya perubahan suhu. Berikut ini tabel koefisien muai baja dan tembaga. Mengambil baja sebagai contoh, pemuaian liniernya akan menghasilkan perubahan sebesar 12μm per meter ketika suhu berubah sebesar 1 derajat. Pemahaman mendalam tentang data ini sangat penting untuk memastikan stabilitas pemesinan presisi.
Koefisien muai baja ditunjukkan pada gambar di bawah ini:
gambar
Contoh:
Panjang benda kerja: 200 mm
Perubahan suhu: 10 derajat
Nilai perluasan: 0. 02mm
Koefisien muai tembaga ditunjukkan pada gambar di bawah ini:
gambar
Contoh:
Panjang elektroda: 200 mm
Perubahan suhu: 10 derajat
Nilai ekspansi: 0,05 mm
02
Kesalahan deteksi disebabkan oleh suhu
Jika benda kerja, instrumen inspeksi, dan pengukur terbuat dari bahan yang berbeda dan tidak berada dalam kondisi suhu standar selama inspeksi, penyimpangan dari suhu standar (20 derajat ) akan selalu menjadi faktor kunci yang menyebabkan kesalahan inspeksi.
gambar
Kesalahan deteksi karena suhu
Misalnya, memanaskan balok baja sepanjang 100mm sebesar 4 derajat, seperti suhu telapak tangan, akan menyebabkan panjangnya berubah sebesar 4,6μm.
Perlu dicatat bahwa saat mengukur bagian dengan presisi tinggi, diperlukan alat ukur dengan presisi lebih tinggi. Jika standar ketelitian alat atau peralatan ukur itu sendiri tidak tinggi, dari manakah hasil pengukuran yang memiliki ketelitian tinggi?
gambar
03
Konsep pemrosesan yang penting: menjaga stabilitas termal
Baja: 100 x 30 x 20 mm
Perubahan ukuran ketika suhu turun dari 25 derajat ke 20 derajat : Pada 25 derajat , ukurannya lebih besar sebesar 6μm. Ketika suhu turun hingga 20 derajat, ukurannya hanya lebih besar sebesar 0,12μm. Ini adalah proses yang stabil secara termal, bahkan jika suhu turun dengan cepat. Periode waktu yang lama masih diperlukan untuk menjaga akurasi. Objek yang lebih besar memerlukan lebih banyak waktu untuk mendapatkan kembali akurasi dan stabilitas ketika suhu berubah.
gambar
Untuk pabrik yang tidak memiliki pengalaman pemesinan presisi, presisi yang tidak stabil sering kali disebabkan oleh keakuratan peralatan saat melakukan pemesinan presisi. Sebaliknya, pabrik dengan pengalaman pemesinan presisi mengetahui bahwa ini adalah pemahaman paling dasar. Mereka memahami bahwa keseimbangan termal antara suhu lingkungan dan peralatan mesin sangat penting untuk menjaga akurasi pemesinan yang stabil. Pabrik-pabrik berpengalaman ini dengan jelas memahami bahwa bahkan dengan peralatan mesin berpresisi tinggi, akurasi pemrosesan yang stabil hanya dapat dicapai dengan menjaga lingkungan suhu dan keseimbangan termal yang stabil.
gambar
Menjaga stabilitas termal merupakan konsep yang sangat diperlukan dan penting dalam pemesinan presisi. Beberapa orang mungkin ragu apakah suhu harus dijaga pada 20 derajat atau 23 derajat. Namun yang terpenting adalah memastikan stabilitas nilai target dapat dipertahankan. Meskipun buku teori biasanya merekomendasikan 20 derajat, lokakarya sebenarnya sering kali memilih antara 22-23 derajat. Fokusnya adalah mengendalikan fluktuasi suhu secara ketat.
04
Pemahaman yang benar tentang akurasi dan analisis pemesinan
Secara umum, akurasi pemesinan dapat dibagi menjadi presisi dan presisi. Gambar di bawah ini adalah ilustrasi visual.
gambar
Presisi
Ini mengacu pada reproduksibilitas dan konsistensi antara hasil yang diperoleh dengan pengukuran berulang menggunakan sampel cadangan yang sama. Presisi tinggi bisa saja diperoleh, namun bukan berarti hasilnya akurat. Misalnya tiga hasil yang diperoleh dengan menggunakan panjang 1 mm adalah 1,051 mm, 1,053, dan 1,052. Meskipun presisinya tinggi, namun tidak akurat.
Ketepatan
Mengacu pada kedekatan antara hasil pengukuran yang diperoleh dengan nilai sebenarnya. Akurasi pengukuran yang tinggi berarti kesalahan sistem kecil, ketika nilai rata-rata data yang diukur menyimpang lebih kecil dari nilai sebenarnya, tetapi ketika data tersebar, ukuran kesalahan yang tidak disengaja tidak jelas.
Hubungan antara presisi, akurasi dan suhu
Secara umum, jika suku cadang yang dikerjakan lebih presisi tetapi tidak akurat, hal ini mungkin karena suhu bengkel berfluktuasi dalam rentang yang kecil, namun terdapat penyimpangan yang besar dari suhu standar. Oleh karena itu, ukuran bagian yang diperoleh relatif konsisten, namun terdapat penyimpangan yang besar dari ukuran target. Sebaliknya, jika suku cadang lebih akurat namun tidak presisi, hal ini mungkin disebabkan karena suhu bengkel berfluktuasi secara signifikan dibandingkan suhu standar, sehingga menyebabkan ukuran suku cadang tampak berbeda. distribusi; dan jika suku cadangnya tidak presisi dan tidak akurat, hal ini mungkin menunjukkan bahwa suhu bengkel sangat menyimpang dari suhu standar dan berfluktuasi secara luas.
05
Pemanasan peralatan mesin yang terlupakan
Pabrik menggunakan peralatan mesin CNC presisi untuk pemesinan presisi tinggi. Pernahkah Anda mengalami pengalaman ini: saat mesin dihidupkan setiap pagi untuk diproses, keakuratan pemesinan bagian pertama seringkali sulit mencapai tingkat ideal; ketika mesin dihidupkan setelah libur panjang untuk memproses suku cadang batch pertama, keakuratannya sering kali buruk. Risiko kegagalan sangat besar terutama pada pemesinan yang stabil dan berpresisi tinggi, khususnya dalam hal menjaga keakuratan posisi.
Hanya dalam lingkungan suhu yang stabil dan keseimbangan termal peralatan mesin dapat memastikan akurasi pemrosesan yang stabil. Untuk situasi di mana pemesinan dan produksi presisi tinggi diperlukan segera setelah dinyalakan, pemanasan awal peralatan mesin adalah hal yang paling masuk akal dalam pemesinan presisi.
gambar
Karena suhu spindel dan setiap sumbu gerak perkakas mesin CNC akan relatif terjaga pada tingkat tetap tertentu setelah dijalankan selama jangka waktu tertentu. Pada saat yang sama, seiring berjalannya waktu pemrosesan, keakuratan termal peralatan mesin CNC secara bertahap menjadi stabil. Oleh karena itu, sangat penting untuk memanaskan terlebih dahulu spindel dan bagian yang bergerak sebelum melakukan pemesinan presisi tinggi.
Namun, banyak pabrik yang sering mengabaikan atau tidak memahami kaitan persiapan "latihan pemanasan" peralatan mesin. Disarankan bahwa ketika peralatan mesin tidak digunakan selama lebih dari beberapa hari, disarankan untuk melakukan pemanasan awal selama lebih dari 30 menit sebelum pemesinan presisi tinggi; jika perkakas mesin hanya menganggur selama beberapa jam, disarankan juga untuk melakukan pemanasan terlebih dahulu selama 5-10 menit sebelum pemesinan presisi tinggi.
Proses pemanasan awal melibatkan peralatan mesin yang berpartisipasi dalam pergerakan berulang sumbu pemrosesan. Yang terbaik adalah melakukan hubungan multi-sumbu. Misalnya, sumbu XYZ bergerak dari sudut kiri bawah ke sudut kanan atas sistem koordinat, dan berulang kali bergerak secara diagonal. Proses ini dapat dicapai dengan menulis program makro pada peralatan mesin.
Setelah perkakas mesin dipanaskan sepenuhnya, perkakas mesin dapat dimasukkan ke dalam pemrosesan presisi tinggi dengan kekuatan penuh, dan Anda akan memperoleh akurasi pemrosesan yang stabil dan konsisten.
