Vo svete precíznej výroby sa vylepšené 5-osové CNC VMC (vertikálne obrábacie centrá) ukázali ako zmena hry. Ako dodávateľ týchto pokročilých obrábacích centier som bol z prvej ruky svedkom transformačného vplyvu, ktorý majú na rôzne priemyselné odvetvia, od letectva až po výrobu zdravotníckych pomôcok. Ako každý zložitý stroj, aj Enhanced 5 - Axis CNC VMC sú však náchylné na geometrické chyby, ktoré môžu výrazne ovplyvniť kvalitu a presnosť obrábaných dielov. V tomto blogovom príspevku sa ponorím do primárnych zdrojov geometrických chýb v týchto strojoch a prediskutujem, ako ich možno zmierniť.
1. Štrukturálna deformácia
Jedným z najvýznamnejších zdrojov geometrických chýb v vylepšenom 5-osovom CNC VMC je štrukturálna deformácia. Konštrukcia stroja, ktorá zahŕňa základňu, stĺpy a hlavu vretena, je počas procesu obrábania vystavená rôznym silám. Tieto sily môžu spôsobiť deformáciu konštrukcie, čo vedie k odchýlkam v polohe a orientácii rezného nástroja vzhľadom na obrobok.
Rezné sily vznikajúce pri obrábaní sú hlavným prispievateľom k štrukturálnej deformácii. Keď rezný nástroj zapadne do obrobku, pôsobí silou na konštrukciu stroja. Veľkosť a smer tejto sily závisí od viacerých faktorov, ako sú rezné parametre (rýchlosť posuvu, rezná rýchlosť a hĺbka rezu), obrábaný materiál a geometria rezného nástroja. Vysoké rezné sily môžu spôsobiť ohyb konštrukcie stroja, čo má za následok chyby v procese obrábania.
Rozhodujúcu úlohu pri deformácii konštrukcie zohrávajú aj tepelné účinky. Teplo vznikajúce pri obrábaní môže spôsobiť roztiahnutie komponentov stroja. Rôzne časti stroja sa môžu zahrievať rôznymi rýchlosťami, čo vedie k nerovnomernej tepelnej rozťažnosti. To môže spôsobiť deformáciu konštrukcie stroja, čo ovplyvní presnosť obrábacích operácií. Napríklad vreteno sa môže roztiahnuť v dôsledku tepla generovaného motorom a procesom rezania, čo spôsobí, že sa rezný nástroj odchýli od zamýšľanej dráhy.
Na zmiernenie účinkov štrukturálnej deformácie konštruktéri strojov často používajú vysokopevnostné materiály a optimalizujú štruktúru stroja. Napríklad použitie liatiny alebo ocele s vysokou tuhosťou môže znížiť množstvo deformácií pri zaťažení. Okrem toho je možné použiť pokročilé chladiace systémy na riadenie teploty komponentov stroja, čím sa minimalizuje tepelná rozťažnosť.
2. Chyby pohybu osi
Pohyb osí v vylepšenom 5-osom CNC VMC je ďalším kritickým faktorom, ktorý môže spôsobiť geometrické chyby. Každá os, vrátane lineárnych osí (X, Y a Z) a rotačných osí (A a C), sa musí pohybovať presne, aby sa zabezpečilo presné obrábanie. Chyby v pohybe osi však môže spôsobiť viacero faktorov.
Vôľa je bežným problémom pri pohybe osí. Vôľa nastáva, keď je medzera medzi párovými komponentmi hnacieho systému, ako je vodiaca skrutka a matica v lineárnej osi alebo ozubené kolesá v rotačnej osi. Keď sa zmení smer pohybu, pohonný systém musí najprv túto medzeru zachytiť, kým sa os začne pohybovať. To môže mať za následok oneskorenie pohybu a stratu presnosti.
Chyby môže spôsobiť aj trenie v systéme pohonu osí. Trenie medzi pohyblivými časťami osi, ako sú vodiace dráhy a posúvače, môže brániť pohybu osi. To môže viesť k zmenám v rýchlosti a polohe osi, čo ovplyvňuje presnosť procesu obrábania. Navyše opotrebenie komponentov hnacieho systému v priebehu času môže zvýšiť trenie a zhoršiť problém.
Na riešenie chýb pohybu osi výrobcovia často používajú predpäté ložiská a vysoko presné systémy pohonu. Predpäté ložiská môžu eliminovať vôľu pôsobením konštantnej sily na protiľahlé komponenty, čím sa zabezpečí, že medzi nimi nebude žiadna medzera. Vysoko presné systémy pohonu, ako sú guľôčkové skrutky a motory s priamym pohonom, môžu poskytovať presnejší a plynulejší pohyb, čím sa znižuje vplyv trenia a vôle.
3. Chyby vretena
Vreteno je kritickou súčasťou vylepšeného 5-osového CNC VMC, pretože drží a otáča rezný nástroj. Akékoľvek chyby vretena môžu mať priamy vplyv na kvalitu obrábaných dielov.
Výbeh vretena je významným zdrojom chýb. Dobeh vretena označuje odchýlku osi otáčania vretena od jeho ideálnej polohy. Môže to byť spôsobené niekoľkými faktormi, ako sú výrobné tolerancie, opotrebovanie ložísk vretena a nevyváženosť rezného nástroja. Výbeh vretena môže mať za následok nerovnomerné rezné sily, čo vedie k zlej povrchovej úprave a rozmerovým nepresnostiam obrábaných dielov.
Tepelný rast vretena môže tiež spôsobiť chyby. Ako už bolo spomenuté, teplo vznikajúce pri obrábaní môže spôsobiť roztiahnutie vretena. To môže zmeniť polohu a orientáciu rezného nástroja, čo vedie k chybám v procese obrábania. Okrem toho môže tepelná rozťažnosť vretena ovplyvniť predpätie ložísk, potenciálne znížiť ich životnosť a zvýšiť riziko zlyhania.
Aby sa minimalizovali chyby vretena, výrobcovia používajú vysoko presné vretená s nízkym hádzaním. Tieto vretená sú počas výrobného procesu starostlivo vyvážené, aby sa znížili vibrácie a zvýšila presnosť. Pokročilé chladiace systémy vretena možno použiť aj na reguláciu teploty vretena, čím sa minimalizuje tepelný rast.
4. Chyby nástrojov
Rezný nástroj je rozhraním medzi strojom a obrobkom a akékoľvek chyby v nástrojoch môžu mať významný vplyv na proces obrábania.
Bežným problémom pri obrábaní je opotrebovanie nástroja. Pri používaní rezného nástroja sa rezná hrana postupne opotrebováva. To môže zmeniť geometriu rezného nástroja, čo vedie k zmenám v rezných silách a kvalite obrobeného povrchu. Opotrebenie nástroja môže tiež spôsobiť odchýlku nástroja od jeho zamýšľanej dráhy, čo má za následok rozmerové chyby v obrábaných častiach.
Chyby nastavenia nástroja môžu tiež spôsobiť geometrické chyby. Nesprávne nastavenie nástroja, napríklad nastavenie nástroja do nesprávnej výšky alebo uhla, môže spôsobiť, že rezný nástroj bude v nesprávnej polohe vzhľadom na obrobok. To môže viesť k chybám v procese obrábania, ako je nesprávna hĺbka otvoru alebo profil povrchu.
Na odstránenie chýb nástrojov je nevyhnutná pravidelná kontrola a výmena nástroja. Systémy správy nástrojov možno použiť na monitorovanie stavu rezných nástrojov a plánovanie ich výmeny vo vhodnom čase. Okrem toho presné postupy nastavenia nástroja, ako napríklad používanie zariadení na prednastavovanie nástrojov, môžu zabezpečiť správne nastavenie rezného nástroja.
5. Chyby kalibrácie a merania
Kalibrácia a meranie sú rozhodujúce kroky na zabezpečenie presnosti vylepšeného 5-osového CNC VMC. Chyby v kalibrácii a meraní však môžu viesť k významným geometrickým chybám v procese obrábania.
Nepresná kalibrácia osí stroja môže spôsobiť chyby v polohe a orientácii rezného nástroja. Ak osi nie sú správne nakalibrované, stroj sa nemusí posunúť do zamýšľaných polôh, čo má za následok rozmerové chyby v obrábaných dieloch. Chyby kalibrácie môžu byť spôsobené faktormi ako nesprávne meracie zariadenie, ľudská chyba počas procesu kalibrácie alebo zmeny v prostredí stroja.
Chyby merania môžu tiež ovplyvniť presnosť procesu obrábania. Pri meraní rozmerov obrobku alebo polohy rezného nástroja môže dôjsť k chybám v dôsledku obmedzení meracieho zariadenia alebo zručnosti operátora. Tieto chyby môžu viesť k nesprávnemu nastaveniu stroja, čo má za následok geometrické chyby v obrábaných dieloch.
Aby sa minimalizovali chyby kalibrácie a merania, je potrebná pravidelná kalibrácia stroja. Na zabezpečenie presnej kalibrácie je možné použiť vysoko presné meracie zariadenia, ako sú laserové interferometre a guľôčkové tyče. Okrem toho, správne školenie operátorov v technikách merania môže znížiť pravdepodobnosť chýb merania.
Zmiernenie a kontakt na nákup
Ako dodávateľVylepšený 5-osový CNC VMC, chápeme dôležitosť minimalizácie geometrických chýb v našich strojoch. Používame pokročilé technológie a prísne opatrenia na kontrolu kvality, aby sme zaistili presnosť a spoľahlivosť našich produktov.
nášTC - U260 Kompaktné 5-osové obrábacie centrumje základný CNC stroj určený pre malé presné súčiastky. Vyznačuje sa tuhou štruktúrou a vysoko presnými komponentmi na zníženie geometrických chýb. TheTC - U380 5 - Osové obrábacie centrumje spoľahlivý CNC stroj strednej triedy vhodný pre vložky do foriem a presné diely. Zahŕňa pokročilé systémy pohonu vretena a osí na zlepšenie presnosti.
Ak máte záujem o kúpu vylepšeného 5-osového CNC VMC alebo máte akékoľvek otázky týkajúce sa odstránenia geometrických chýb, neváhajte nás kontaktovať. Zaviazali sme sa poskytovať vám najlepšie riešenia pre vaše potreby presného obrábania.
Referencie
- Altintas, Y. (2000). Automatizácia výroby: Mechanika rezania kovov, vibrácie obrábacích strojov a dizajn CNC. Cambridge University Press.
- Byington, CS a Inman, DJ (1996). Smart Structures and Materials 1996: Smart Systems for Bridges, Structures and Highways. SPIE.
- Dow, TA a Dornfeld, DA (1996). Príručka obrábania brúsnymi kotúčmi. Marcel Dekker.
