Savez-vous quels domaines nécessitent une plus grande précision pour les pièces usinées ?
Aérospatial:
Les pièces de l'industrie aérospatiale, comme les aubes de turbine ou les composants d'avions, doivent être usinées avec une grande précision et dans le respect de tolérances serrées. Ceci est fait pour garantir les performances et la sécurité. Une pale de moteur à réaction, par exemple, peut nécessiter une précision de l’ordre du micron afin de maintenir une efficacité énergétique et un débit d’air optimaux.
Dispositifs médicaux :
Pour garantir la sécurité et la compatibilité, toutes les pièces usinées pour les dispositifs médicaux tels que les instruments chirurgicaux ou les implants doivent être précises. Un implant orthopédique personnalisé, par exemple, peut nécessiter des dimensions et des finitions précises en surface pour garantir un ajustement et une intégration appropriés dans le corps.
Automobile:
Dans l'industrie automobile, la précision est requise pour des pièces telles que les pièces de transmission et de moteur. Un engrenage de transmission ou un injecteur de carburant usiné avec précision peut nécessiter des tolérances strictes afin de garantir des performances et une durabilité appropriées.
Électronique:
Les pièces usinées dans l'industrie électronique doivent être très précises pour répondre à des exigences de conception spécifiques. Un boîtier de microprocesseur usiné avec précision peut nécessiter des tolérances strictes pour un alignement et une répartition de la chaleur appropriés.
Énergie renouvelable :
Pour maximiser la production d'énergie et garantir la fiabilité, les pièces usinées dans les technologies renouvelables telles que les supports de panneaux solaires ou les composants d'éoliennes nécessitent de la précision. Un système d'engrenage d'éolienne usiné avec précision peut nécessiter des profils et un alignement de dents précis afin de maximiser l'efficacité de la production d'énergie.
Qu’en est-il des domaines où la précision des pièces usinées est moins exigeante ?
Construction:
Certaines pièces, telles que les fixations et les composants structurels, utilisées dans les projets de construction, peuvent ne pas nécessiter la même précision que les composants mécaniques critiques ou les composants aérospatiaux. Les supports en acier utilisés dans les projets de construction peuvent ne pas nécessiter les mêmes tolérances que les composants de précision des machines de précision.
Fabrication de meubles :
Certains composants de la fabrication de meubles, comme les garnitures décoratives, les supports ou la quincaillerie, n'ont pas besoin d'être ultra-précis. Certaines pièces, telles que les composants usinés avec précision dans les mécanismes de meubles réglables qui nécessitent de la précision, ont des tolérances plus indulgentes.
Matériel à usage agricole :
Certains composants des machines agricoles, tels que les supports, les supports ou les capots de protection, peuvent ne pas avoir besoin d'être maintenus dans des tolérances extrêmement strictes. Un support utilisé pour monter un composant d'un équipement de non-précision peut ne pas nécessiter la même précision que les pièces d'une machinerie agricole de précision.
La précision du traitement est le degré de conformité de la taille, de la forme et de la position de la surface aux paramètres géométriques spécifiés dans le dessin.
La taille moyenne est le paramètre géométrique idéal pour la taille.
La géométrie d'une surface est un cercle, un cylindre ou un plan. ;
Il est possible d'avoir des surfaces parallèles, perpendiculaires ou coaxiales. L'erreur d'usinage est la différence entre les paramètres géométriques d'une pièce et leurs paramètres géométriques idéaux.
1. Introduction
L’objectif principal de la précision de l’usinage est de fabriquer des produits. La précision d'usinage et les erreurs d'usinage sont des termes utilisés pour évaluer les paramètres géométriques d'une surface usinée. La note de tolérance est utilisée pour mesurer la précision de l’usinage. Plus la précision est élevée, plus la note est petite. L'erreur d'usinage peut être exprimée sous forme de valeur numérique. Plus la valeur numérique est grande, plus l'erreur est grande. Inversement, une précision de traitement élevée est associée à de petites erreurs de traitement. Il existe 20 niveaux de tolérance, allant de IT01 à IT18. IT01 est le niveau de précision d'usinage le plus élevé, IT18 le plus bas, et IT7 et IT8 sont généralement les niveaux de précision moyenne. niveau.
Il n’est pas possible d’obtenir des paramètres exacts par quelque méthode que ce soit. Tant que l'erreur de traitement se situe dans la plage de tolérance spécifiée par le dessin de la pièce et n'est pas supérieure à la fonction du composant, la précision du traitement peut être considérée comme garantie.
2. Contenu connexe
Précision dimensionnelle :
La zone de tolérance est la zone dans laquelle la taille réelle de la pièce et le centre de la zone de tolérance sont égaux.
Précision de la forme :
Le degré auquel la forme géométrique de la surface du composant usiné correspond à la forme géométrique idéale.
Précision du positionnement :
La différence de précision de position entre les surfaces des pièces en cours de traitement.
Interrelation :
Lors de la conception de pièces de machine et de la spécification de leur précision d'usinage, il est important de contrôler l'erreur de forme grâce à la tolérance de position. L'erreur de position doit également être inférieure à la tolérance dimensionnelle. Pour les pièces de précision et les surfaces importantes, les exigences en matière de précision de forme devraient être plus élevées.
3. Méthode d'ajustement
1. Ajustement du système de processus
Ajustement de la méthode pour la coupe d'essai : mesurez la taille, ajustez la quantité de coupe de l'outil, puis coupez. Répétez jusqu'à ce que vous atteigniez la taille souhaitée. Cette méthode est principalement utilisée pour la production de petites séries et de pièces uniques.
Méthode d'ajustement : Pour obtenir la taille souhaitée, ajustez les positions relatives de la machine-outil, du montage et de la pièce à usiner. Cette méthode est très productive et principalement utilisée dans la production de masse.
2. Réduire les erreurs des machines-outils
1) Améliorer la précision de fabrication des composants de broche
La précision de rotation des roulements devrait être améliorée.
1 Sélectionnez des roulements de haute précision ;
2 Utilisez des roulements à pression dynamique avec des cales multi-huiles de haute précision.
3 Utilisation de roulements hydrostatiques de haute précision
Il est important d'améliorer la précision des accessoires de roulement.
1 Améliorer la précision du tourillon de broche et des trous de support de boîte ;
2 Améliorer la précision de la surface correspondant au roulement.
3 Mesurez et ajustez la plage radiale des pièces pour compenser ou compenser les erreurs.
2) Précharger correctement les roulements
1 Peut éliminer les lacunes ;
2 Augmenter la rigidité des roulements
3 Erreur uniforme des éléments roulants.
3) Évitez le reflet de la précision de la broche sur la pièce.
3. Erreurs de chaîne de transmission : réduisez-les
1) La précision de la transmission et le nombre de pièces sont élevés.
2) Le rapport de transmission est plus petit lorsque la paire de transmission est proche de la fin.
3) La précision de l'embout doit être supérieure à celle des autres pièces de transmission.
4. Réduire l’usure des outils
Le réaffûtage des outils est nécessaire avant qu’ils n’atteignent un stade d’usure importante.
5. Réduire la déformation sous contrainte dans le système de processus
Principalement de :
1) Augmenter la rigidité et la résistance du système. Cela inclut les maillons les plus faibles du système de processus.
2) Réduire la charge et ses variations
Augmenter la rigidité du système
1 Conception structurelle raisonnable
1) Autant que possible, réduisez le nombre de surfaces qui se connectent.
2) Éviter les liaisons locales de faible rigidité ;
3) Les composants de base et les éléments de support doivent avoir une structure et une section raisonnables.
2 Améliorer la rigidité de contact sur la surface de connexion
1) Améliorer la qualité et la cohérence des surfaces qui relient les pièces entre elles dans les composants de machines-outils.
2) Préchargement des composants de la machine-outil
3) Augmentez la précision du positionnement de la pièce et réduisez la rugosité de la surface.
3 Adopter des méthodes de serrage et de positionnement raisonnables
Réduire la charge et ses effets
1 Sélectionnez les paramètres de géométrie de l'outil et la quantité de coupe pour réduire la force de coupe.
2 Les ébauches doivent être regroupées et la tolérance pour leur traitement doit être la même que l'ajustement.
6. La déformation thermique du système de traitement peut être réduite
1 Isoler les sources de chaleur et réduire la production de chaleur
1) Utilisez une quantité de coupe plus petite ;
2) Séparer l'ébauche et la finition lorsquecomposants de fraisagenécessitent une grande précision.
3) Dans la mesure du possible, séparez la source de chaleur et la machine pour minimiser la déformation thermique.
4) Si les sources de chaleur ne peuvent pas être séparées (comme les roulements de broche ou les paires d'écrous de vis), améliorez les propriétés de friction du point de vue structurel, de lubrification et autres, réduisez la production de chaleur ou utilisez des matériaux d'isolation thermique.
5) Utilisez un refroidissement par air forcé ou un refroidissement par eau ainsi que d'autres méthodes de dissipation thermique.
2 Champ de température d'équilibre
3 Adopter des normes raisonnables pour l'assemblage et la structure des composants des machines-outils
1) Adopter une structure thermiquement symétrique dans la boîte de vitesses – la disposition symétrique des arbres, des roulements et des engrenages de transmission peut réduire les déformations de la boîte en garantissant que la température de la paroi de la boîte est uniforme.
2) Choisir avec soin le standard d'assemblage des machines-outils.
4 Accélérer l’équilibre des transferts thermiques
5 Contrôler la température ambiante
7. Réduire le stress résiduel
1. Ajoutez un processus thermique pour éliminer le stress dans le corps ;
2. Organisez votre processus de manière raisonnable.
4. Influencer les raisons
1 Erreur de principe d'usinage
Le terme « erreur de principe d'usinage » fait référence à une erreur qui se produit lorsque l'usinage est effectué en utilisant un profil d'arête de coupe approximatif ou une relation de transmission. L'usinage de surfaces complexes, de filetages et d'engrenages peut provoquer une erreur d'usinage.
Afin de faciliter son utilisation, au lieu d'utiliser le ver de base pour la développante, on utilise le ver d'Archimède de base ou le profil droit normal de base. Cela provoque des erreurs dans la forme des dents.
Lors du choix de l'engrenage, la valeur p ne peut être qu'approchée (p = 3,1415) car le nombre de dents du tour est limité. L'outil utilisé pour former la pièce (mouvement en spirale) ne sera pas précis. Cela conduit à une erreur de pitch.
Le traitement est souvent effectué avec un traitement approximatif en supposant que les erreurs théoriques peuvent être réduites pour répondre aux exigences de précision du traitement (tolérance de 10 à 15 % sur les dimensions) afin d'augmenter la productivité et de réduire les coûts.
2 erreur de réglage
Quand nous disons que la machine-outil a un réglage incorrect, nous parlons de l'erreur.
3 Erreur machine
Le terme erreur de machine-outil est utilisé pour décrire l’erreur de fabrication, l’erreur d’installation et l’usure de l’outil. Cela inclut principalement les erreurs de guidage et de rotation du rail de guidage de la machine-outil ainsi que l'erreur de transmission dans la chaîne de transmission de la machine-outil.
Erreur de guidage de la machine
1. Il s’agit de la précision du guidage sur rail de guidage – la différence entre la direction du mouvement des pièces mobiles et la direction idéale. Il comprend :
Le guide est mesuré par la rectitude de Dy (plan horizontal) et Dz (plan vertical).
2 Parallélisme des rails avant et arrière (distorsion) ;
(3) Les erreurs de verticalité ou de parallélisme entre la rotation de la broche et le rail de guidage dans les plans horizontal et vertical.
2. La précision du guidage du rail de guidage a un impact majeur sur l'usinage de coupe.
En effet, il prend en compte le déplacement relatif entre l'outil et la pièce provoqué par l'erreur du rail de guidage. Le tournage est une opération de tournage dans laquelle la direction horizontale est sensible aux erreurs. Les erreurs de direction verticale peuvent être ignorées. Le sens de rotation modifie le sens dans lequel l'outil est sensible aux erreurs. La direction verticale est la direction la plus sensible aux erreurs de rabotage. La rectitude des guides du lit dans le plan vertical détermine la précision de la planéité et de la rectitude des surfaces usinées.
Erreur de rotation de la broche de la machine-outil
L'erreur de rotation de la broche est la différence entre l'axe de rotation réel et idéal. Cela inclut la face circulaire de la broche, la circulaire radiale de la broche et l'inclinaison de l'angle de la broche.
1, L'influence du faux-rond de la broche sur la précision du traitement.
① Aucun impact sur le traitement de surface cylindrique
② Cela entraînera une erreur de circularité ou de planéité entre l'axe cylindrique et la face d'extrémité lors du tournage et de l'alésage.
③ L'erreur de cycle de pas est générée lors de l'usinage des filetages.
2. L'influence des courses radiales de la broche sur la précision :
① L'erreur de rondeur du cercle radial est mesurée par l'amplitude de faux-rond du trou.
② Le rayon du cercle peut être calculé de la pointe de l'outil à l'arbre moyen, que l'arbre soit tourné ou alésé.
3. Influence de l'angle d'inclinaison de l'axe géométrique de l'arbre principal sur la précision de l'usinage
① L'axe géométrique est disposé selon une trajectoire conique avec un angle de cône, qui correspond au mouvement excentrique autour de l'axe moyen de l'axe géométrique vu de chaque section. Cette valeur excentrique diffère de celle de la perspective axiale.
② L'axe est géométrique et oscille dans le plan. C'est le même que l'axe réel, mais il se déplace dans le plan selon une ligne droite harmonique.
③ En réalité, l'angle de l'axe géométrique de l'arbre principal représente la combinaison de ces deux types de swing.
Erreur de transmission de la chaîne de transmission des machines-outils
L'erreur de transmission est la différence de mouvement relatif entre le premier élément de transmission et le dernier élément de transmission d'une chaîne de transmission.
④ Erreur de fabrication et usure du luminaire
L'erreur principale du luminaire est : 1) l'erreur de fabrication de l'élément de positionnement et des éléments de guidage de l'outil, ainsi que du mécanisme d'indexation et du serrage du béton. 2) Après assemblage du luminaire, l'erreur de dimensions relatives entre ces différents composants. 3) Usure de la surface de la pièce causée par le montage. Le contenu de Metal Processing Wechat est excellent et mérite votre attention.
⑤ erreurs de fabrication et usure des outils
Différents types d'outils ont des influences différentes sur la précision de l'usinage.
1) La précision des outils à dimensions fixes (tels que forets, alésoirs, fraises à rainure de clavette, broches rondes, etc.). La précision dimensionnelle est directement affectée par la pièce à usiner.
2) La précision de l'outil de formage (tel que les outils de tournage, les outils de fraisage, les meules, etc.) affectera directement la précision de la forme. La précision de forme d’une pièce est directement affectée par la précision de forme.
3) L'erreur de forme dans la lame du couteau développé (comme les fraises-mères à engrenages, les hobos cannelés, les fraises à façonner les engrenages, etc.). La précision de la forme de la surface sera affectée par l'erreur de la lame.
4) La précision de fabrication de l'outil n'affecte pas directement sa précision de traitement. Cependant, son utilisation est confortable.
⑥ Déformation sous contrainte du système de processus
Sous l’influence de la force de serrage et de la gravité, le système se déforme. Cela entraînera des erreurs de traitement et affectera la stabilité. Les principales considérations sont la déformation des machines-outils, la déformation des pièces et la déformation totale du système de traitement.
Force de coupe et précision d’usinage
L'erreur de cylindricité est créée lorsque la pièce usinée est épaisse au milieu et fine aux extrémités, en raison de la déformation provoquée par la machine. Pour le traitement des composants d'arbre, seules la déformation et la contrainte de la pièce sont prises en compte. La pièce semble épaisse au milieu et fine aux extrémités. Si la seule déformation prise en compte pour le traitement depièces d'usinage d'arbre cncest la déformation ou la machine-outil, alors la forme d'une pièce après traitement sera opposée à celle des pièces d'arbre traitées.
L'effet de la force de serrage sur la précision de l'usinage
La pièce à usiner se déformera lorsqu'elle sera serrée en raison de sa faible rigidité ou d'une force de serrage inappropriée. Cela entraîne une erreur de traitement.
⑦ Déformation thermique dans les systèmes de traitement
Le système de traitement s'échauffe et se déforme pendant le traitement en raison de la chaleur produite par la source de chaleur externe ou la source de chaleur interne. La déformation thermique est responsable de 40 à 70 % des erreurs d’usinage dans les grandes pièces et l’usinage de précision.
Il existe deux types de déformation thermique de la pièce qui peuvent affecter le traitement de l'or : un chauffage uniforme et un chauffage inégal.
⑧ Contrainte résiduelle à l'intérieur de la pièce
Génération de contraintes à l'état résiduel :
1) Le stress résiduel généré lors du processus de traitement thermique et de fabrication des embryons ;
2) Le lissage à froid des cheveux peut provoquer un stress résiduel.
3) La coupe peut provoquer une contrainte résiduelle.
⑨ Impact environnemental du site de transformation
Il y a généralement de nombreuses petites particules métalliques sur le site de traitement. Ces copeaux métalliques auront un impact sur la précision de l'usinage de la pièce s'ils se situent à proximité de la position du trou ou de la surface de la pièce.pièces tournantes. Les copeaux métalliques trop petits pour être visibles auront un impact sur la précision du traitement de haute précision. Il est bien connu que ce facteur d’influence peut constituer un problème, mais il est difficile à éliminer. La technique de l'opérateur est également un facteur majeur.
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Heure de publication : 20 décembre 2023