Was genau bedeutet die Bearbeitungsgenauigkeit von CNC-Teilen?
Die Bearbeitungsgenauigkeit bezieht sich darauf, wie genau die tatsächlichen geometrischen Parameter (Größe, Form und Position) des Teils mit den in der Zeichnung angegebenen idealen geometrischen Parametern übereinstimmen. Je höher der Übereinstimmungsgrad, desto höher ist die Verarbeitungsgenauigkeit.
Während der Bearbeitung ist es aufgrund verschiedener Faktoren unmöglich, jeden geometrischen Parameter des Teils perfekt an den idealen geometrischen Parameter anzupassen. Es kann immer zu Abweichungen kommen, die als Verarbeitungsfehler gelten.
Entdecken Sie die folgenden drei Aspekte:
1. Methoden zur Erzielung der Maßgenauigkeit von Teilen
2. Methoden zur Erzielung von Formgenauigkeit
3. So erhalten Sie die Standortgenauigkeit
1． Methoden zur Erlangung der Maßgenauigkeit von Teilen
(1) Probeschneidemethode
Schneiden Sie zunächst einen kleinen Teil der Bearbeitungsfläche aus. Messen Sie die beim Probeschneiden ermittelte Größe und passen Sie die Position der Schneidkante des Werkzeugs relativ zum Werkstück entsprechend den Bearbeitungsanforderungen an. Versuchen Sie es dann noch einmal mit dem Schneiden und messen Sie. Nach zwei oder drei Probeschnitten und Messungen, wenn die Maschine arbeitet und die Größe den Anforderungen entspricht, schneiden Sie die gesamte zu bearbeitende Fläche ab.
Wiederholen Sie die Methode des Probeschneidens durch „Probeschneiden – Messen – Justieren – erneut Probeschneiden“, bis die erforderliche Maßhaltigkeit erreicht ist. Beispielsweise kann ein Probebohrverfahren eines Kastenlochsystems verwendet werden.
Mit der Probeschneidemethode kann eine hohe Genauigkeit erreicht werden, ohne dass komplizierte Geräte erforderlich sind. Allerdings ist es zeitaufwändig und erfordert mehrere Anpassungen, Probeschnitte, Messungen und Berechnungen. Es könnte effizienter sein und setzt auf das technische Können der Arbeiter und die Genauigkeit der Messgeräte. Die Qualität ist instabil, daher wird es nur für die Einzelstück- und Kleinserienfertigung verwendet.
Eine Art der Probeschneidemethode ist das Matching, bei dem ein anderes Werkstück so bearbeitet wird, dass es mit dem bearbeiteten Teil übereinstimmt, oder zwei oder mehr Werkstücke zur Bearbeitung kombiniert werden. Die endgültig verarbeiteten Abmessungen im Produktionsprozess richten sich nach den Anforderungen, die mit den verarbeiteten Materialien übereinstimmenPräzisionsdrehteile.
(2)Anpassungsmethode
Die genauen relativen Positionen von Werkzeugmaschinen, Vorrichtungen, Schneidwerkzeugen und Werkstücken werden vorab anhand von Prototypen oder Standardteilen angepasst, um die Maßhaltigkeit des Werkstücks sicherzustellen. Durch die vorab angepasste Größe entfällt der erneute Zuschnittversuch während der Verarbeitung. Die Größe wird automatisch ermittelt und bleibt während der Bearbeitung einer Teilecharge unverändert. Dies ist die Anpassungsmethode. Bei Verwendung einer Fräsmaschinenvorrichtung wird die Position des Werkzeugs beispielsweise durch den Werkzeugeinstellblock bestimmt. Bei der Einstellmethode wird das Positioniergerät oder Werkzeugeinstellgerät an der Werkzeugmaschine oder der vormontierte Werkzeughalter verwendet, um das Werkzeug in eine bestimmte Position und Genauigkeit relativ zur Werkzeugmaschine oder Vorrichtung zu bringen und dann eine Charge von Werkstücken zu bearbeiten.
Das Zuführen des Werkzeugs entsprechend der Skala an der Werkzeugmaschine und das anschließende Schneiden ist ebenfalls eine Art Einstellmethode. Bei dieser Methode muss zunächst die Skala auf dem Zifferblatt durch Probeschneiden ermittelt werden. In der Massenproduktion werden Werkzeugeinstellgeräte wie Festbereichsanschläge,CNC-bearbeitete Prototypen, und zur Anpassung werden häufig Vorlagen verwendet.
Die Anpassungsmethode bietet eine bessere Stabilität der Bearbeitungsgenauigkeit als die Probeschneidemethode und eine höhere Produktivität. Es werden keine hohen Anforderungen an Werkzeugmaschinenbediener gestellt, wohl aber hohe Anforderungen an Werkzeugmaschineneinsteller. Es wird häufig in der Serienfertigung und Massenproduktion eingesetzt.
(3) Bemaßungsmethode
Bei der Dimensionierungsmethode wird ein Werkzeug geeigneter Größe verwendet, um sicherzustellen, dass der bearbeitete Teil des Werkstücks die richtige Größe hat. Es werden Werkzeuge in Standardgröße verwendet, wobei die Größe der Bearbeitungsfläche durch die Größe des Werkzeugs bestimmt wird. Bei dieser Methode werden Werkzeuge mit einer bestimmten Maßgenauigkeit wie Reibahlen und Bohrer verwendet, um die Genauigkeit bearbeiteter Teile wie Löcher sicherzustellen.
Das Kalibrierverfahren ist einfach zu bedienen, hochproduktiv und bietet eine relativ stabile Verarbeitungsgenauigkeit. Es ist nicht stark von den technischen Fähigkeiten des Arbeiters abhängig und wird häufig in verschiedenen Produktionsarten, einschließlich Bohren und Reiben, eingesetzt.
(4) Aktive Messmethode
Beim Bearbeitungsprozess werden Maße während der Bearbeitung gemessen. Die gemessenen Ergebnisse werden dann mit den vom Entwurf geforderten Abmessungen verglichen. Basierend auf diesem Vergleich darf die Werkzeugmaschine entweder weiterarbeiten oder gestoppt werden. Diese Methode wird als aktive Messung bezeichnet.
Derzeit können die Werte aktiver Messungen numerisch angezeigt werden. Das aktive Messverfahren fügt das Messgerät dem Bearbeitungssystem hinzu und ist damit neben Werkzeugmaschinen, Zerspanungswerkzeugen, Vorrichtungen und Werkstücken der fünfte Faktor.
Die aktive Messmethode sorgt für stabile Qualität und hohe Produktivität und ist damit die Entwicklungsrichtung.
(5) Automatische Steuermethode
Diese Methode besteht aus einem Messgerät, einem Zuführgerät und einem Steuerungssystem. Es integriert Mess-, Zuführgeräte und Steuerungssysteme in ein automatisches Verarbeitungssystem, das den Verarbeitungsprozess automatisch abschließt. Eine Reihe von Aufgaben wie Maßmessung, Einstellung der Werkzeugkompensation, Schneidbearbeitung und Parken der Werkzeugmaschine werden automatisch ausgeführt, um die erforderliche Maßgenauigkeit zu erreichen. Beispielsweise wird bei der Bearbeitung auf einer CNC-Werkzeugmaschine die Bearbeitungsreihenfolge und Genauigkeit der Teile durch verschiedene Anweisungen im Programm gesteuert.
Es gibt zwei spezifische Methoden der automatischen Steuerung:
① Unter automatischer Messung versteht man eine Werkzeugmaschine, die mit einem Gerät ausgestattet ist, das die Größe des Werkstücks automatisch misst. Sobald das Werkstück die erforderliche Größe erreicht, sendet das Messgerät einen Befehl, die Werkzeugmaschine zurückzuziehen und ihren Betrieb automatisch zu stoppen.
② Die digitale Steuerung in Werkzeugmaschinen umfasst einen Servomotor, ein Paar rollender Spindelmuttern und eine Reihe digitaler Steuergeräte, die die Bewegung des Werkzeughalters oder Arbeitstisches präzise steuern. Diese Bewegung wird durch ein vorprogrammiertes Programm erreicht, das automatisch von einem numerischen Computersteuergerät gesteuert wird.
Ursprünglich wurde die automatische Steuerung durch aktive Messung und mechanische oder hydraulische Steuerungssysteme erreicht. Mittlerweile sind jedoch programmgesteuerte Werkzeugmaschinen, die Arbeitsanweisungen vom Steuerungssystem erteilen, sowie digital gesteuerte Werkzeugmaschinen, die vom Steuerungssystem digitale Informationsanweisungen zum Arbeiten erteilen, weit verbreitet. Diese Maschinen können sich an Änderungen der Verarbeitungsbedingungen anpassen, die Verarbeitungsmenge automatisch anpassen und den Verarbeitungsprozess entsprechend den angegebenen Bedingungen optimieren.
Die automatische Steuerungsmethode bietet stabile Qualität, hohe Produktivität, gute Verarbeitungsflexibilität und kann an eine Produktion mit mehreren Sorten angepasst werden. Sie ist die aktuelle Entwicklungsrichtung der mechanischen Fertigung und die Grundlage der computergestützten Fertigung (CAM).
2. Methoden zur Erzielung von Formgenauigkeit
(1) Flugbahnmethode
Diese Bearbeitungsmethode nutzt die Bewegungsbahn der Werkzeugspitze, um die zu bearbeitende Oberfläche zu formen. Normalkundenspezifisches Drehen, kundenspezifisches Fräsen, Hobeln und Schleifen fallen alle unter die Werkzeugspitzenpfadmethode. Die mit diesem Verfahren erreichte Formgenauigkeit hängt in erster Linie von der Präzision der Umformbewegung ab.
(2) Umformmethode
Die Geometrie des Formwerkzeugs wird genutzt, um einen Teil der Formbewegung der Werkzeugmaschine zu ersetzen, um die bearbeitete Oberflächenform durch Prozesse wie Formen, Drehen, Fräsen und Schleifen zu erreichen. Die Präzision der durch das Umformverfahren erzielten Form hängt in erster Linie von der Form der Schneidkante ab.
(3) Entwicklungsmethode
Die Form der bearbeiteten Oberfläche wird durch die Hüllfläche bestimmt, die durch die Bewegung des Werkzeugs und des Werkstücks entsteht. Prozesse wie Wälzfräsen, Wälzstoßen, Wälzschleifen und Rändelschlüssel fallen alle in die Kategorie der Wälzverfahren. Die mit dieser Methode erreichte Präzision der Form hängt in erster Linie von der Genauigkeit der Form des Werkzeugs und der Präzision der erzeugten Bewegung ab.
3. So erhalten Sie die Standortgenauigkeit
Bei der Bearbeitung hängt die Positionsgenauigkeit der bearbeiteten Oberfläche relativ zu anderen Oberflächen hauptsächlich von der Spannung des Werkstücks ab.
(1) Finden Sie direkt die richtige Klemme
Diese Spannmethode verwendet eine Messuhr, eine Markierungsscheibe oder eine visuelle Inspektion, um die Position des Werkstücks direkt auf der Werkzeugmaschine zu ermitteln.
(2) Markieren Sie die Linie, um die richtige Installationsklemme zu finden
Der Prozess beginnt mit dem Zeichnen der Mittellinie, der Symmetrielinie und der Bearbeitungslinie auf jeder Oberfläche des Materials, basierend auf der Teilezeichnung. Anschließend wird das Werkstück auf der Werkzeugmaschine montiert und anhand der markierten Linien die Spannposition ermittelt.
Diese Methode weist eine geringe Produktivität und Präzision auf und erfordert Arbeitskräfte mit einem hohen Maß an technischen Fähigkeiten. Typischerweise wird es für die Bearbeitung komplexer und großer Teile in der Kleinserienfertigung verwendet, oder wenn die Größentoleranz des Materials groß ist und nicht direkt mit einer Vorrichtung gespannt werden kann.
(3) Mit Klemme festklemmen
Die Vorrichtung ist speziell auf die spezifischen Anforderungen des Verarbeitungsprozesses abgestimmt. Die Positionierungskomponenten der Vorrichtung können das Werkstück schnell und genau relativ zur Werkzeugmaschine und zum Werkzeug positionieren, ohne dass eine Ausrichtung erforderlich ist, wodurch eine hohe Spann- und Positionierungsgenauigkeit gewährleistet wird. Diese hohe Spannproduktivität und Positionierungsgenauigkeit machen es ideal für die Serien- und Massenproduktion, obwohl dafür die Konstruktion und Herstellung spezieller Vorrichtungen erforderlich ist.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 22. Mai 2024