•   Wtorek, 7 lutego 2023
Koła łańcuchowe

Jak kontrolować precyzję obróbki frezarskiej CNC

Jakość części obrabianych CNC zależy od wielu czynników, takich jak projekt części, dobór narzędzi, programowanie ścieżki narzędzia, umiejętności operatora, strategia mocowania przedmiotu obrabianego itp. Elementy funkcjonalne o znaczeniu krytycznym, takie jak ramiona robotów do chirurgii laserowej lub elementy podwozia samolotów o wysokiej wydajności, muszą działać niezawodnie. Niezawodność wymaga dokładności, precyzji i zdolności warsztatu obróbki CNC, który wytwarza części, do zachowania ścisłych tolerancji.

Przy podejmowaniu decyzji o wyborze zakładu obróbki mechanicznej do obróbki kluczowych komponentów należy zadać sobie dwa pytania: Jaka jest dokładność frezowania CNC i jakie jest zaangażowanie zakładu obróbki mechanicznej w zapewnienie tej dokładności? Dokładne sprawdzenie składu dokładności frezowania CNC pomoże inżynierom projektantom dokonać najlepszego wyboru zakładu obróbki skrawaniem podczas produkcji części.

Jak dokładność maszyn CNC wpływa na różne branże?

Chociaż dokładność obrabianych części jest niezbędna w każdej branży, niektóre branże wymagają większej precyzji niż inne:

Medycyna:

Sprzęt używany w procedurach medycznych, taki jak ramiona robotów do chirurgii laserowej, opiera się na precyzyjnie obrobionych mikro- i makroczęściach.

Lotnictwo i kosmonautyka:

Elementy stosowane w przemyśle lotniczym i kosmicznym muszą spełniać najsurowsze wymagania dotyczące tolerancji, aby zapewnić bezpieczne działanie samolotu niezależnie od warunków otoczenia.

Transport:

Autobusy, ciężarówki, pociągi i inne pojazdy wymagają różnorodnych wałów, sprzęgieł, tłoków i innych części, które muszą ze sobą bezproblemowo współpracować.

Energia:

Niezależnie od tego, czy jest to gaz ziemny i ropa naftowa, energia wiatrowa czy inne źródła, urządzenia przemysłowe używane do wytwarzania energii i zarządzania nią wymagają precyzyjnie wykonanych części, które wytrzymają ogromne ciśnienie.

To tylko kilka przykładów branż, które wymagają niezwykle wysokiej precyzji w procesie produkcji części obrabianych. Jednak wiele innych firm może nie wymagać tak wąskich tolerancji, ale producenci muszą wytwarzać części w ten sam sposób za każdym razem. Powtarzalność części precyzyjnych jest niezbędna we wszystkich dziedzinach, od produktów konsumenckich po podstawowe części zamienne.

Należy zauważyć, że dokładność frezowania CNC jest również bardzo ważna dla samego warsztatu obróbki skrawaniem. Utrzymanie dokładności może skrócić czas i koszty produkcji warsztatowej oraz wyeliminować konieczność ponownego wykonywania błędnych projektów produkcyjnych. W poniższym rozdziale przedstawiono szczegółowy przegląd różnych elementów składowych dokładności frezowania CNC.

Dokładność frezowania CNC: 3 pomiary

Trzy różne pomiary określają ogólną dokładność frezowanej części: dokładność pozycji, dokładność lub powtarzalność oraz tolerancja.

Dokładność pozycjonowania

Dokładność pozycjonowania jest równa różnicy między określoną odległością między punktami na części a rzeczywistą zmierzoną odległością tych punktów po frezowaniu. W przypadku frezarki CNC dokładność zależy od jej zdolności do podążania po zaprogramowanej ścieżce. Zakład obróbki określa dokładność walcarki, wykonując wiele pomiarów i obliczając średnią statystyczną odchyleń.

Powtarzalna dokładność

Dokładność frezarki określa się, powtarzając precyzyjnie te same polecenia, tak aby jedna część po drugiej dawała taki sam wynik. Podobnie jak w przypadku dokładności, warsztat może obliczyć dokładność frezarki CNC poprzez wielokrotne pomiary podczas wydawania poleceń dotyczących ścieżki skrawania maszyny. Miarą dokładności jest powtarzalność wycinania tej samej precyzyjnej ścieżki, co daje w efekcie dokładną kopię części raz za razem.

Tolerancja wyrobu gotowego

Maszyniści i inżynierowie używają terminu tolerancja w odniesieniu do dopuszczalnego odchylenia od frezarki CNC w celu zmierzenia zadanej wartości. Programiści CNC i maszyniści programują frezarkę tak, aby produkowała części w tolerancjach wymaganych przez klienta. Podczas skrawania materiałów i produkcji części frezarka powinna mieścić się w ustalonej tolerancji określonej wartości pomiarowej.

Celem frezarki CNC jest utrzymanie jej w określonym zakresie tolerancji poprzez wielokrotne utrzymywanie wysokiej dokładności pozycjonowania. Na przykład, wyobraźmy sobie, że strzelamy strzałą do celu. Odległość między strzałą a okiem byka jest miarą dokładności. Strzała stwierdza, że bliskość jej ugrupowania jest równa powtarzalnej dokładności. Powtarzalność bez precyzji przy obróbce partii części nie da żadnych użytecznych wyników, ponieważ części te również nie mieszczą się w granicach tolerancji. Z kolei dokładność bez powtarzalności spowoduje, że dostępna będzie tylko jedna lub dwie części. Połączenie precyzji i powtarzalności pozwoli uzyskać całe partie nienaruszonych produktów. Zakład obróbki mechanicznej wykorzystuje tę precyzję do zapewnienia jakości części.

Jak określić dokładność warsztatu obróbki CNC?

Aby utrzymać precyzję i dokładność wymaganą przy frezowaniu części, dobry warsztat obróbki skrawaniem będzie traktował priorytetowo następujące punkty w swoich procesach i procedurach:

Środowisko pracy:

Dokładność zależy od środowiska pracy, które zapewnia stabilne warunki, takie jak temperatura i wilgotność.

Stan wyposażenia:

Dokładność frezowania CNC wymaga konsekwentnej konserwacji zapobiegawczej, aby utrzymać wszystkie urządzenia w idealnym stanie roboczym.

Kalibracja maszyny:

Warsztat maszynowy musi okresowo kalibrować wszystkie urządzenia do frezowania precyzyjnego, aby zachować ich ustawienia fabryczne.

Monitorowanie narzędzi:

Warsztat musi także monitorować narzędzia skrawające - zużywają się one z czasem - w celu ich konserwacji lub wymiany.

Mocowanie przedmiotu obrabianego:

Aby zminimalizować drgania i zapewnić dokładność, warsztat musi stosować odpowiednie ustawienia mocowania przedmiotu obrabianego, aby utrzymać go w miejscu podczas obróbki.

Doświadczenie maszynisty:

Doświadczeni maszyniści z większym prawdopodobieństwem zrozumieją niuanse, które prowadzą do produkcji precyzyjnych części.

Programowanie:

Wykwalifikowani inżynierowie produkcji wiedzą, jak używać różnych narzędzi, z różnymi metodami i prędkościami, aby efektywnie wytwarzać precyzyjne części frezowane CNC.

Gdy części są ustawiane na walcarce, wysokiej jakości zakład obróbki mechanicznej powinien mieć udokumentowany proces kontroli pierwszego artykułu. Będzie również posiadać regularne punkty kontrolne podczas całego procesu produkcyjnego w celu kontroli jakości.

Zobacz również