Sebagai robot, berurusan dengan pemesinan setiap hari tidak dapat dipisahkan dari presisi, tetapi apakah Anda benar-benar memahami presisi pemesinan? Hari ini, editor akan memberi Anda interpretasi mendetail tentang akurasi pemesinan!
Akurasi pemesinan adalah sejauh mana tiga parameter geometris dari ukuran, bentuk, dan posisi sebenarnya dari permukaan bagian mesin sesuai dengan parameter geometrik ideal yang diperlukan oleh gambar. Parameter geometris yang ideal dalam hal ukuran adalah ukuran rata-rata; dalam hal geometri permukaan, mereka adalah lingkaran mutlak, silinder, bidang, kerucut dan garis lurus, dll.; dalam hal posisi timbal balik antar permukaan, mereka adalah paralelisme absolut , vertikal, koaksial, simetris, dll. Penyimpangan antara parameter geometris aktual bagian dan parameter geometrik ideal disebut kesalahan pemesinan.
Pengantar Akurasi Pemesinan
Akurasi pemesinan terutama digunakan untuk menghasilkan produk, dan akurasi pemesinan dan kesalahan pemesinan adalah istilah untuk mengevaluasi parameter geometris permukaan mesin. Keakuratan pemesinan diukur dengan tingkat toleransi, semakin kecil nilai tingkat, semakin tinggi presisi; kesalahan pemesinan dinyatakan dengan nilai numerik, semakin besar nilai numeriknya, semakin besar kesalahannya. Akurasi pemesinan yang tinggi berarti kesalahan pemesinan yang kecil, dan sebaliknya.
Ada 20 nilai toleransi dari IT01, IT0, IT1, IT2, IT3 hingga IT18. Di antara mereka, IT01 mewakili akurasi pemrosesan tertinggi dari bagian tersebut, dan IT18 mewakili akurasi pemrosesan terendah dari bagian tersebut. Secara umum, IT7 dan IT8 memiliki akurasi pemrosesan sedang. tingkat.
Parameter aktual yang diperoleh dengan metode pemrosesan apa pun tidak akan sepenuhnya akurat. Dari perspektif fungsi bagian, selama kesalahan pemrosesan berada dalam kisaran toleransi yang disyaratkan oleh gambar bagian, keakuratan pemrosesan dianggap terjamin.
gambar
Perbedaan antara akurasi dan presisi:
1. Akurasi
Mengacu pada tingkat kedekatan antara hasil pengukuran yang diperoleh dan nilai sebenarnya. Akurasi pengukuran yang tinggi berarti kesalahan sistematiknya kecil. Saat ini, nilai rata-rata data pengukuran menyimpang dari nilai sebenarnya lebih sedikit, tetapi data tersebar, yaitu ukuran kesalahan yang tidak disengaja tidak jelas.
2. Presisi
Mengacu pada reproduktifitas dan konsistensi antara hasil yang diperoleh dengan pengukuran berulang menggunakan sampel cadangan yang sama. Dimungkinkan untuk memiliki presisi tinggi, tetapi presisinya tidak tepat. Misalnya, tiga hasil yang diperoleh dengan menggunakan panjang 1mm untuk pengukuran adalah 1,051mm, 1,053, dan 1,052. Meskipun mereka memiliki presisi tinggi, mereka tidak akurat.
Akurasi berarti kebenaran hasil pengukuran, presisi berarti keterulangan dan reproduktifitas hasil pengukuran, presisi adalah prasyarat untuk akurasi.
informasi terkait
1. Akurasi dimensi
Mengacu pada tingkat kesesuaian antara ukuran sebenarnya dari bagian yang diproses dan pusat zona toleransi ukuran bagian.
2. Akurasi bentuk
Mengacu pada tingkat kesesuaian antara bentuk geometris sebenarnya dari permukaan bagian yang diproses dan bentuk geometris yang ideal.
3. Akurasi posisi
Mengacu pada perbedaan akurasi posisi sebenarnya antara permukaan yang relevan dari bagian mesin.
4. Saling hubungan
Biasanya, saat mendesain bagian mesin dan menentukan keakuratan pemesinan bagian, perhatian harus diberikan untuk mengontrol kesalahan bentuk dalam toleransi posisi, dan kesalahan posisi harus lebih kecil dari toleransi ukuran. Artinya, untuk bagian presisi atau permukaan bagian yang penting, persyaratan akurasi bentuk harus lebih tinggi dari persyaratan akurasi posisi, dan persyaratan akurasi posisi harus lebih tinggi dari persyaratan akurasi dimensi.
Metode Meningkatkan Akurasi Pemesinan
1. Sesuaikan sistem proses
penyesuaian potongan percobaan
Pemotongan percobaan - mengukur ukuran - menyesuaikan jumlah pemotongan alat - memotong - memotong lagi, dan seterusnya hingga ukuran yang dibutuhkan tercapai. Metode ini memiliki efisiensi produksi yang rendah dan terutama digunakan untuk produksi satu bagian dan batch kecil.
metode penyesuaian
Ukuran yang dibutuhkan diperoleh dengan melakukan pra-penyesuaian posisi relatif alat mesin, perlengkapan, benda kerja, dan alat. Metode ini memiliki produktivitas tinggi dan terutama digunakan untuk produksi massal.
2. Mengurangi kesalahan mesin
1) Meningkatkan akurasi pembuatan bagian poros utama
Akurasi rotasi bantalan harus ditingkatkan:
① Gunakan bantalan gelinding presisi tinggi;
②Mengadopsi bantalan tekanan dinamis baji multi-minyak presisi tinggi;
③Menggunakan bantalan hidrostatik presisi tinggi
Ketepatan fitting dengan bantalan harus ditingkatkan:
① Tingkatkan keakuratan pemesinan lubang penopang kotak dan jurnal spindel;
② Tingkatkan akurasi pemesinan permukaan yang cocok dengan bantalan;
③Ukur dan sesuaikan rentang runout radial dari bagian yang sesuai untuk mengkompensasi atau mengimbangi kesalahan.
2) Preload bantalan gelinding dengan benar
①Kesenjangan dapat dihilangkan;
②Meningkatkan kekakuan bantalan;
③ Homogenisasi kesalahan bodi bergulir.
3) Membuat akurasi putaran spindel tidak tercermin pada benda kerja.
3. Kurangi kesalahan transmisi pada rantai transmisi
1) Jumlah bagian transmisi kecil, rantai transmisi pendek, dan presisi transmisi tinggi;
2) Penggunaan transmisi kecepatan rendah (i<1) is an important principle to ensure transmission accuracy, and the closer to the end of the transmission pair, the smaller the transmission ratio should be;
3) Ketepatan bagian akhir harus lebih tinggi daripada bagian transmisi lainnya.
4. Kurangi keausan alat
Keausan dimensi pahat harus diasah ulang sebelum mencapai tahap keausan yang tajam
5. Mengurangi stres dan deformasi sistem proses
Terutama dari:
(1) Meningkatkan kekakuan sistem, terutama kekakuan link lemah dalam sistem proses;
(2) Mengurangi beban dan variasinya.
Meningkatkan kekakuan sistem:
(1) Desain struktural yang masuk akal
1) Minimalkan jumlah permukaan penghubung;
2) Mencegah terjadinya link kekakuan rendah lokal;
3) Struktur dan bentuk penampang pondasi dan penyangga harus dipilih secara wajar.
(2) Tingkatkan kekakuan kontak permukaan sambungan
1) Meningkatkan kualitas permukaan sambungan antar bagian dalam komponen alat mesin;
2) Preload komponen alat mesin;
3) Meningkatkan akurasi bidang referensi pemosisian benda kerja dan mengurangi nilai kekasaran permukaannya.
(3) Mengadopsi metode penjepitan dan pemosisian yang wajar
Pengurangan beban dan variasinya:
(1) Pilih parameter geometris dan jumlah pemotongan alat secara wajar untuk mengurangi gaya pemotongan;
(2) Kelompokkan blanko, dan usahakan agar kelonggaran pemrosesan blanko seragam selama penyesuaian.
6. Kurangi deformasi termal dari sistem proses
(1) Kurangi pemanasan sumber panas dan isolasi sumber panas
1) Gunakan jumlah pemotongan yang lebih kecil;
2) Ketika presisi suku cadang harus tinggi, pisahkan proses pemesinan kasar dan akhir;
3) Pisahkan sumber panas dari alat mesin sebanyak mungkin untuk mengurangi deformasi termal alat mesin;
4) Untuk sumber panas yang tidak terpisahkan seperti bantalan spindel, pasangan mur sekrup, pasangan rel pemandu bergerak berkecepatan tinggi, dll., perbaiki karakteristik gesekannya dari aspek struktur dan pelumasan, kurangi pembentukan panas atau gunakan bahan isolasi panas;
5) Gunakan pendinginan udara paksa, pendinginan air, dan tindakan pembuangan panas lainnya.
(2) Bidang suhu kesetimbangan
(3) Mengadopsi struktur komponen alat mesin yang wajar dan tolok ukur perakitan
1) Mengadopsi struktur simetris termal — di dalam kotak roda gigi, poros, bantalan, roda gigi transmisi, dll. Disusun secara simetris, yang dapat membuat kenaikan suhu dinding kotak menjadi seragam dan mengurangi deformasi kotak;
2) Pilih datum perakitan suku cadang alat mesin secara wajar.
(4) Mempercepat untuk mencapai kesetimbangan perpindahan panas;
(5) Kontrol suhu sekitar.
7. Kurangi tegangan sisa
(1) Tingkatkan proses perlakuan panas untuk menghilangkan tekanan internal;
(2) Atur proses secara wajar.
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Akurasi Pemesinan
1. Kesalahan prinsip pemrosesan
Kesalahan prinsip pemesinan mengacu pada kesalahan yang disebabkan oleh penggunaan profil blade perkiraan atau hubungan transmisi perkiraan untuk diproses. Kesalahan prinsip pemrosesan sebagian besar muncul dalam pemrosesan benang, roda gigi, dan permukaan melengkung yang rumit.
Sebagai contoh, kompor roda gigi yang digunakan untuk mengolah roda gigi involute, untuk memudahkan pembuatan kompor, menggunakan cacing dasar Archimedes atau cacing dasar profil lurus normal sebagai pengganti cacing dasar involute, sehingga bentuk gigi involute roda gigi dapat dihasilkan error. Contoh lain adalah saat memutar cacing modulus, karena nada cacing sama dengan nada roda cacing (yaitu mπ), di mana m adalah modulus, dan π adalah bilangan irasional, tetapi jumlah gigi penggantinya roda gigi mesin bubut terbatas, pilih roda gigi pengganti Ketika π hanya dapat dihitung sebagai nilai pecahan perkiraan (π=3.1415), ini akan menyebabkan ketidakakuratan pahat untuk gerakan pembentukan benda kerja (gerakan spiral) , mengakibatkan kesalahan nada.
Dalam pemrosesan, pemrosesan perkiraan umumnya digunakan untuk meningkatkan produktivitas dan ekonomi di bawah premis bahwa kesalahan teoretis dapat memenuhi persyaratan akurasi pemrosesan (<=10%-15% dimensional tolerance).
2. Kesalahan penyesuaian
Kesalahan penyesuaian alat mesin mengacu pada kesalahan yang disebabkan oleh penyesuaian yang tidak akurat.
3. Kesalahan alat mesin
Kesalahan alat mesin mengacu pada kesalahan pembuatan, kesalahan pemasangan dan keausan alat mesin. Ini terutama mencakup kesalahan pemandu rel pemandu alat mesin, kesalahan rotasi spindel alat mesin, dan kesalahan transmisi rantai transmisi alat mesin.
(1) Kesalahan panduan rel panduan alat mesin
1) Keakuratan panduan rel panduan - tingkat kesesuaian antara arah gerakan sebenarnya dari bagian yang bergerak dari pasangan rel panduan dan arah gerakan yang ideal. terutama meliputi:
① Kelurusan Δy rel pemandu pada bidang horizontal dan kelurusan Δz pada bidang vertikal (membungkuk);
② Paralelisme (distorsi) rel pemandu depan dan belakang;
③ Kesalahan paralelisme atau kesalahan tegak lurus rel pemandu terhadap sumbu rotasi poros utama pada bidang horizontal dan bidang vertikal.
2) Pengaruh akurasi pemandu rel pemandu pada proses pemotongan terutama mempertimbangkan perpindahan relatif antara pahat dan benda kerja dalam arah peka kesalahan yang disebabkan oleh kesalahan rel pemandu. Selama belokan, arah peka kesalahan adalah arah horizontal, dan kesalahan pemesinan yang disebabkan oleh kesalahan pemandu yang disebabkan oleh arah vertikal dapat diabaikan; selama pengeboran, arah peka kesalahan berubah dengan rotasi alat; selama perencanaan, arah peka kesalahan adalah vertikal, dan kelurusan rel pemandu tempat tidur pada bidang vertikal menyebabkan kesalahan dalam kelurusan dan kerataan permukaan mesin.
(2) Kesalahan rotasi spindel alat mesin
Kesalahan putar spindel alat mesin mengacu pada penyimpangan sumbu putar aktual dari sumbu putar ideal. Ini terutama mencakup runout melingkar dari permukaan ujung spindel, runout melingkar radial dari spindel, dan ayunan sudut kemiringan sumbu geometris spindel.
1) Pengaruh runout permukaan ujung spindel pada akurasi pemesinan:
①Tidak berpengaruh saat memproses permukaan silinder;
② Saat memutar dan mengebor permukaan ujung, akan ada kesalahan dalam tegak lurus antara permukaan ujung dan sumbu permukaan silinder atau kesalahan dalam kerataan permukaan ujung;
③Selama pemrosesan benang, akan ada kesalahan siklus pitch.
2) Pengaruh runout radial spindel pada akurasi pemesinan:
①Jika kesalahan rotasi radial dimanifestasikan oleh gerakan linier harmonik sederhana dari sumbu sebenarnya dalam arah koordinat sumbu y, lubang yang dibor oleh mesin bor adalah lubang elips, dan kesalahan kebulatan adalah amplitudo runout lingkaran radial; sedangkan lubang yang dihasilkan mesin bubut tidak berpengaruh;
②Jika sumbu geometris spindel bergerak secara eksentrik, lingkaran yang radiusnya adalah jarak dari ujung pahat ke sumbu rata-rata dapat diperoleh terlepas dari belokan atau membosankan.
3) Pengaruh ayunan sudut kemiringan sumbu geometris spindel terhadap akurasi pemesinan:
① Lintasan kerucut dari sumbu geometris yang membentuk sudut kerucut tertentu dalam ruang relatif terhadap sumbu rata-rata setara dengan gerakan eksentrik sumbu geometris di sekitar sumbu rata-rata dari perspektif setiap bagian, dan nilai eksentrisitas berbeda dari perspektif aksial;
② Sumbu geometris berayun pada bidang tertentu, yang setara dengan gerak linier harmonik sederhana dari sumbu sebenarnya dalam bidang dari perspektif setiap bagian, dan amplitudo lompatan berbeda di tempat yang berbeda jika dilihat dari arah aksial;
③Faktanya, ayunan kemiringan sumbu geometris spindel adalah superposisi dari dua di atas.
(3) Kesalahan transmisi rantai transmisi alat mesin
Kesalahan transmisi dari rantai transmisi alat mesin mengacu pada kesalahan gerak relatif antara elemen transmisi pada ujung pertama dan terakhir dari rantai transmisi.
1) Kesalahan manufaktur dan keausan perlengkapan
Kesalahan perlengkapan terutama mengacu pada:
①Kesalahan pembuatan komponen pemosisian, komponen panduan alat, mekanisme pengindeksan, badan penjepit, dll.;
② Setelah perlengkapan dipasang, kesalahan ukuran relatif antara permukaan kerja dari berbagai komponen di atas;
③Abrasion permukaan kerja perlengkapan saat digunakan.
2) Kesalahan manufaktur dan keausan alat
Dampak kesalahan pahat pada akurasi pemesinan bervariasi tergantung pada jenis pahat.
① Keakuratan dimensi alat ukuran tetap (seperti bor, reamer, pemotong frais alur pasak, dan bros bundar, dll.) secara langsung memengaruhi keakuratan dimensi benda kerja.
②Keakuratan bentuk alat pembentuk (seperti membentuk alat pemutar, membentuk pemotong penggilingan, membentuk roda gerinda, dll.) akan secara langsung memengaruhi keakuratan bentuk benda kerja.
③Kesalahan bentuk bilah alat yang dihasilkan (seperti kompor roda gigi, kompor spline, alat pembentuk roda gigi, dll.) akan mempengaruhi akurasi bentuk permukaan mesin.
④ Untuk perkakas umum (seperti perkakas bubut, perkakas bor, pemotong penggilingan), akurasi produksi tidak berdampak langsung pada akurasi pemesinan, tetapi perkakas mudah dipakai.
3) Deformasi paksa dari sistem proses
Sistem proses akan berubah bentuk di bawah aksi gaya potong, gaya penjepit, gravitasi dan gaya inersia, dll., sehingga merusak hubungan posisi timbal balik antara komponen sistem proses yang disesuaikan, yang mengakibatkan kesalahan pemesinan dan memengaruhi stabilitas proses seks. Terutama pertimbangkan deformasi alat mesin, deformasi benda kerja, dan deformasi total sistem proses.
4. Pengaruh gaya potong terhadap ketelitian pemesinan
Hanya dengan mempertimbangkan deformasi alat mesin, untuk pemrosesan bagian poros, deformasi alat mesin di bawah gaya membuat benda kerja yang diproses memiliki bentuk pelana dengan ujung tebal dan tengah tipis, yaitu kesalahan silinder. Hanya deformasi benda kerja yang dipertimbangkan. Untuk pemrosesan bagian poros, benda kerja dideformasi secara paksa sehingga benda kerja yang diproses memiliki bentuk drum dengan ujung tipis dan tengah tebal. Untuk pemrosesan bagian lubang, deformasi alat mesin atau benda kerja dipertimbangkan secara terpisah, dan bentuk benda kerja setelah diproses berlawanan dengan bagian poros yang diproses.
5. Pengaruh kekuatan penjepit pada akurasi pemesinan
Ketika benda kerja dijepit, karena kekakuan benda kerja yang rendah atau gaya penjepitan yang tidak tepat, benda kerja akan mengalami deformasi yang sesuai, yang mengakibatkan kesalahan pemesinan.
6. Deformasi termal dari sistem proses
Selama proses pemrosesan, karena panas yang dihasilkan oleh sumber panas internal (panas pemotongan, panas gesekan) atau sumber panas eksternal (suhu sekitar, radiasi panas), sistem proses menjadi panas dan berubah bentuk, yang memengaruhi akurasi pemrosesan. Dalam pemrosesan benda kerja besar dan pemesinan presisi, kesalahan pemrosesan yang disebabkan oleh deformasi termal sistem proses mencapai 40 persen -70 persen dari total kesalahan pemrosesan.
Pengaruh deformasi termal benda kerja pada pemrosesan emas mencakup dua jenis: pemanasan benda kerja yang seragam dan pemanasan benda kerja yang tidak merata.
7. Tegangan sisa di dalam benda kerja
Generasi tegangan sisa:
1) Tegangan sisa yang dihasilkan selama pembuatan blanko kasar dan perlakuan panas;
2) Stres sisa yang disebabkan oleh pelurusan dingin;
3) Stres sisa yang disebabkan oleh pemotongan.
8. Dampak lingkungan dari tempat pengolahan
Seringkali ada banyak serpihan logam kecil di lokasi pemrosesan. Jika kepingan logam ini ada pada permukaan pemosisian komponen atau posisi lubang pemosisian, hal itu akan memengaruhi keakuratan pemesinan komponen tersebut. Untuk pemesinan presisi tinggi, beberapa serpihan logam yang sangat kecil sehingga tidak terlihat akan memengaruhi akurasi. Faktor yang mempengaruhi ini akan diidentifikasi tetapi tidak ada metode yang sangat efektif untuk menghilangkannya, dan seringkali sangat bergantung pada metode operasi operator.
Metode pengukuran
Akurasi pemrosesan Menurut konten akurasi pemrosesan dan persyaratan akurasi yang berbeda, metode pengukuran yang berbeda digunakan. Secara umum, ada beberapa jenis metode berikut:
1. Menurut apakah akan mengukur parameter yang diukur secara langsung, dapat dibagi menjadi pengukuran langsung dan pengukuran tidak langsung.
Pengukuran langsung: mengukur langsung parameter yang diukur untuk mendapatkan ukuran yang diukur. Misalnya, ukur dengan jangka sorong dan pembanding.
Pengukuran tidak langsung: ukur parameter geometris yang terkait dengan ukuran terukur, dan dapatkan ukuran terukur melalui perhitungan.
Jelas, pengukuran langsung lebih intuitif, sedangkan pengukuran tidak langsung lebih rumit. Umumnya, ketika ukuran yang diukur tidak dapat memenuhi persyaratan akurasi dengan pengukuran langsung, pengukuran tidak langsung harus digunakan.
2. Menurut apakah nilai pembacaan alat ukur secara langsung mewakili nilai ukuran yang diukur, dapat dibagi menjadi pengukuran absolut dan pengukuran relatif.
Pengukuran absolut: nilai pembacaan secara langsung menunjukkan ukuran dari ukuran yang diukur, seperti mengukur dengan jangka sorong.
Pengukuran relatif: Nilai bacaan hanya menunjukkan penyimpangan dimensi yang diukur relatif terhadap besaran standar. Jika Anda menggunakan komparator untuk mengukur diameter poros, Anda perlu menyesuaikan posisi nol instrumen dengan balok pengukur terlebih dahulu, lalu mengukurnya. Nilai yang diukur adalah perbedaan antara diameter poros samping dan ukuran balok pengukur, yang merupakan pengukuran relatif. Secara umum, akurasi pengukuran relatif lebih tinggi, tetapi pengukurannya lebih merepotkan.
3. Menurut apakah permukaan yang diukur bersentuhan dengan kepala pengukur alat ukur, dapat dibagi menjadi pengukuran kontak dan pengukuran non-kontak.
Pengukuran kontak: Kepala pengukur bersentuhan dengan permukaan yang akan dihubungi, dan ada gaya pengukur yang bekerja secara mekanis. Seperti mengukur bagian dengan mikrometer.
Pengukuran non-kontak: Kepala pengukur tidak bersentuhan dengan permukaan bagian yang diukur, dan pengukuran non-kontak dapat menghindari pengaruh gaya pengukuran pada hasil pengukuran. Seperti penggunaan metode proyeksi, pengukuran interferometri gelombang cahaya dan sebagainya.
4. Menurut jumlah parameter pengukuran, dapat dibagi menjadi pengukuran tunggal dan pengukuran komprehensif.
Pengukuran tunggal: ukur setiap parameter bagian yang diuji secara terpisah.
Luas
Pengukuran gabungan: mengukur indeks komprehensif yang mencerminkan parameter yang relevan dari bagian tersebut. Misalnya, saat mengukur benang dengan alat mikroskop, diameter pitch sebenarnya dari benang, kesalahan setengah sudut bentuk gigi, dan kesalahan kumulatif pitch dapat diukur masing-masing.
Pengukuran komprehensif umumnya lebih efisien dan lebih andal untuk memastikan suku cadang dapat dipertukarkan. Ini sering digunakan dalam pemeriksaan bagian jadi. Pengukuran item tunggal dapat menentukan kesalahan setiap parameter secara terpisah, dan umumnya digunakan untuk analisis proses, pemeriksaan proses, dan pengukuran parameter tertentu.
5. Menurut peran pengukuran dalam proses pengolahan, dibagi menjadi pengukuran aktif dan pengukuran pasif.
Pengukuran aktif: Benda kerja diukur selama pemrosesan, dan hasilnya langsung digunakan untuk mengontrol pemrosesan bagian, untuk mencegah timbulnya produk limbah pada waktunya.
Pengukuran pasif: Pengukuran dilakukan setelah benda kerja dikerjakan. Pengukuran semacam ini hanya dapat menilai apakah bagian yang diproses memenuhi syarat, dan terbatas pada penemuan dan penolakan produk limbah.
6. Menurut keadaan bagian yang diukur selama proses pengukuran, dapat dibagi menjadi pengukuran statis dan pengukuran dinamis.
Pengukuran statis: Pengukuran relatif statis. Seperti mikrometer untuk mengukur diameter.
Pengukuran dinamis: Selama pengukuran, permukaan yang diukur dan kepala pengukur membuat gerakan relatif dalam keadaan kerja yang disimulasikan.
Metode pengukuran dinamis dapat mencerminkan situasi bagian-bagian yang dekat dengan keadaan penggunaan, yang merupakan arah pengembangan teknologi pengukuran.
