Nove erros principais em usinagem, quantos você conhece?
2023-04-28
O erro de usinagem refere-se ao grau de desvio entre os parâmetros geométricos reais (tamanho geométrico, forma geométrica e posição mútua) da peça após a usinagem e os parâmetros geométricos ideais.
O grau de concordância entre os parâmetros geométricos reais e os parâmetros geométricos ideais após a usinagem da peça é a precisão da usinagem. Quanto menor o erro de usinagem, maior o grau de conformidade e maior a precisão da usinagem.
A precisão da usinagem e o erro de usinagem são duas formulações de um problema. Portanto, o tamanho do erro de usinagem reflete o nível de precisão da usinagem. As principais razões para erros de usinagem são as seguintes:
1. Erros de fabricação de máquinas-ferramentas
O erro de fabricação da máquina-ferramenta inclui principalmente o erro de rotação do fuso, o erro do trilho-guia e o erro da cadeia de transmissão.
O erro de rotação do fuso refere-se à variação do eixo de rotação real do fuso em relação ao seu eixo de rotação médio a cada instante, o que afetará diretamente a precisão da peça a ser processada. As principais razões para o erro de rotação do fuso são o erro de coaxialidade do fuso, o erro do próprio rolamento, o erro de coaxialidade entre os rolamentos e a rotação do fuso. O trilho-guia é a referência para determinar a relação posicional relativa de cada componente da máquina-ferramenta na máquina-ferramenta e também é a referência para o movimento da máquina-ferramenta.
O erro de fabricação do próprio trilho-guia, o desgaste irregular do trilho-guia e a qualidade da instalação são os fatores importantes que causam o erro do trilho-guia. O erro da cadeia de transmissão refere-se ao erro de movimento relativo entre os elementos de transmissão no início e no final da cadeia de transmissão. É causado por erros de fabricação e montagem de cada componente da corrente de transmissão, bem como desgaste durante o uso.
2. O erro geométrico da ferramenta
Qualquer ferramenta inevitavelmente se desgastará durante o processo de corte, o que causará alterações no tamanho e na forma da peça. A influência do erro geométrico da ferramenta no erro de usinagem varia com o tipo de ferramenta: quando uma ferramenta de tamanho fixo é utilizada para usinagem, o erro de fabricação da ferramenta afetará diretamente a precisão de usinagem da peça; para ferramentas gerais (como ferramentas de torneamento, etc.), seu erro de fabricação não tem efeito direto nos erros de usinagem.
3. O erro geométrico do acessório
A função do acessório é fazer com que a peça seja equivalente à ferramenta e que a máquina-ferramenta tenha a posição correta, portanto o erro geométrico do acessório tem grande influência no erro de usinagem (principalmente o erro de posição).
4. Erro de posicionamento
O erro de posicionamento inclui principalmente o erro de desalinhamento de referência e o erro de fabricação impreciso do par de posicionamento. Ao processar a peça de trabalho na máquina-ferramenta, vários elementos geométricos da peça de trabalho devem ser selecionados como referência de posicionamento durante o processamento. datum) não coincide, ocorrerá o erro de desalinhamento do datum.
A superfície de posicionamento da peça e o elemento de posicionamento do acessório formam juntos o par de posicionamento. A variação máxima de posição da peça causada pela fabricação imprecisa do par de posicionamento e a lacuna correspondente entre os pares de posicionamento é chamada de erro de imprecisão de fabricação do par de posicionamento. O erro de fabricação impreciso do par de posicionamento ocorrerá apenas quando o método de ajuste for usado para processamento e não ocorrerá no método de corte experimental.
5. Erro causado pela deformação forçada do sistema de processo
Rigidez da peça: Se a rigidez da peça no sistema de processo for relativamente baixa em comparação com máquinas-ferramentas, ferramentas e acessórios, sob a ação da força de corte, a deformação da peça devido à rigidez insuficiente terá um impacto maior nos erros de usinagem.
Rigidez da ferramenta: A rigidez da ferramenta de torneamento cilíndrico na direção normal (y) da superfície usinada é muito grande e sua deformação pode ser ignorada. Ao mandrilar um furo interno com um diâmetro pequeno, a rigidez da barra de ferramentas é muito baixa e a deformação forçada da barra de ferramentas tem uma grande influência na precisão de usinagem do furo.
Rigidez dos componentes da máquina-ferramenta: Os componentes da máquina-ferramenta são compostos de muitas peças. Não existe um método de cálculo simples e adequado para a rigidez de componentes de máquinas-ferramenta. Atualmente, a rigidez dos componentes de máquinas-ferramenta é determinada principalmente por métodos experimentais. Os fatores que afetam a rigidez dos componentes da máquina-ferramenta incluem a influência da deformação de contato da superfície da junta, a influência do atrito, a influência de peças de baixa rigidez e a influência da folga.
6. Erros causados pela deformação térmica do sistema de processo
A deformação térmica do sistema de processo tem grande influência no erro de usinagem, especialmente na usinagem de precisão e usinagem em grande escala, o erro de usinagem causado pela deformação térmica pode às vezes ser responsável por 50% do erro total da peça.
7. Erro de ajuste
Em cada processo de usinagem, sempre há um ajuste de uma forma ou de outra no sistema de processo. Como o ajuste não pode ser absolutamente preciso, ocorre um erro de ajuste. No sistema de processo, a precisão posicional mútua da peça e da ferramenta na máquina-ferramenta é garantida pelo ajuste da máquina-ferramenta, ferramenta, acessório ou peça. Quando a precisão original das máquinas-ferramentas, ferramentas, acessórios e peças brutas atendem aos requisitos tecnológicos sem considerar fatores dinâmicos, o erro de ajuste desempenha um papel decisivo no erro de usinagem.
8. Erro de medição
Quando a peça é medida durante ou após o processamento, a precisão da medição é diretamente afetada pelo método de medição, pela precisão da ferramenta de medição e pela peça de trabalho e por fatores subjetivos e objetivos.
9. Estresse interno
A tensão que existe dentro da peça sem força externa é chamada de tensão interna. Uma vez gerada a tensão interna na peça, o metal da peça ficará em um estado instável com alto nível de energia, que se transformará instintivamente para um estado estável com baixo nível de energia, acompanhado de deformação, de modo que a peça perde sua precisão de usinagem original.
O grau de concordância entre os parâmetros geométricos reais e os parâmetros geométricos ideais após a usinagem da peça é a precisão da usinagem. Quanto menor o erro de usinagem, maior o grau de conformidade e maior a precisão da usinagem.
A precisão da usinagem e o erro de usinagem são duas formulações de um problema. Portanto, o tamanho do erro de usinagem reflete o nível de precisão da usinagem. As principais razões para erros de usinagem são as seguintes:
1. Erros de fabricação de máquinas-ferramentas
O erro de fabricação da máquina-ferramenta inclui principalmente o erro de rotação do fuso, o erro do trilho-guia e o erro da cadeia de transmissão.
O erro de rotação do fuso refere-se à variação do eixo de rotação real do fuso em relação ao seu eixo de rotação médio a cada instante, o que afetará diretamente a precisão da peça a ser processada. As principais razões para o erro de rotação do fuso são o erro de coaxialidade do fuso, o erro do próprio rolamento, o erro de coaxialidade entre os rolamentos e a rotação do fuso. O trilho-guia é a referência para determinar a relação posicional relativa de cada componente da máquina-ferramenta na máquina-ferramenta e também é a referência para o movimento da máquina-ferramenta.
O erro de fabricação do próprio trilho-guia, o desgaste irregular do trilho-guia e a qualidade da instalação são os fatores importantes que causam o erro do trilho-guia. O erro da cadeia de transmissão refere-se ao erro de movimento relativo entre os elementos de transmissão no início e no final da cadeia de transmissão. É causado por erros de fabricação e montagem de cada componente da corrente de transmissão, bem como desgaste durante o uso.
2. O erro geométrico da ferramenta
Qualquer ferramenta inevitavelmente se desgastará durante o processo de corte, o que causará alterações no tamanho e na forma da peça. A influência do erro geométrico da ferramenta no erro de usinagem varia com o tipo de ferramenta: quando uma ferramenta de tamanho fixo é utilizada para usinagem, o erro de fabricação da ferramenta afetará diretamente a precisão de usinagem da peça; para ferramentas gerais (como ferramentas de torneamento, etc.), seu erro de fabricação não tem efeito direto nos erros de usinagem.
3. O erro geométrico do acessório
A função do acessório é fazer com que a peça seja equivalente à ferramenta e que a máquina-ferramenta tenha a posição correta, portanto o erro geométrico do acessório tem grande influência no erro de usinagem (principalmente o erro de posição).
4. Erro de posicionamento
O erro de posicionamento inclui principalmente o erro de desalinhamento de referência e o erro de fabricação impreciso do par de posicionamento. Ao processar a peça de trabalho na máquina-ferramenta, vários elementos geométricos da peça de trabalho devem ser selecionados como referência de posicionamento durante o processamento. datum) não coincide, ocorrerá o erro de desalinhamento do datum.
A superfície de posicionamento da peça e o elemento de posicionamento do acessório formam juntos o par de posicionamento. A variação máxima de posição da peça causada pela fabricação imprecisa do par de posicionamento e a lacuna correspondente entre os pares de posicionamento é chamada de erro de imprecisão de fabricação do par de posicionamento. O erro de fabricação impreciso do par de posicionamento ocorrerá apenas quando o método de ajuste for usado para processamento e não ocorrerá no método de corte experimental.
5. Erro causado pela deformação forçada do sistema de processo
Rigidez da peça: Se a rigidez da peça no sistema de processo for relativamente baixa em comparação com máquinas-ferramentas, ferramentas e acessórios, sob a ação da força de corte, a deformação da peça devido à rigidez insuficiente terá um impacto maior nos erros de usinagem.
Rigidez da ferramenta: A rigidez da ferramenta de torneamento cilíndrico na direção normal (y) da superfície usinada é muito grande e sua deformação pode ser ignorada. Ao mandrilar um furo interno com um diâmetro pequeno, a rigidez da barra de ferramentas é muito baixa e a deformação forçada da barra de ferramentas tem uma grande influência na precisão de usinagem do furo.
Rigidez dos componentes da máquina-ferramenta: Os componentes da máquina-ferramenta são compostos de muitas peças. Não existe um método de cálculo simples e adequado para a rigidez de componentes de máquinas-ferramenta. Atualmente, a rigidez dos componentes de máquinas-ferramenta é determinada principalmente por métodos experimentais. Os fatores que afetam a rigidez dos componentes da máquina-ferramenta incluem a influência da deformação de contato da superfície da junta, a influência do atrito, a influência de peças de baixa rigidez e a influência da folga.
6. Erros causados pela deformação térmica do sistema de processo
A deformação térmica do sistema de processo tem grande influência no erro de usinagem, especialmente na usinagem de precisão e usinagem em grande escala, o erro de usinagem causado pela deformação térmica pode às vezes ser responsável por 50% do erro total da peça.
7. Erro de ajuste
Em cada processo de usinagem, sempre há um ajuste de uma forma ou de outra no sistema de processo. Como o ajuste não pode ser absolutamente preciso, ocorre um erro de ajuste. No sistema de processo, a precisão posicional mútua da peça e da ferramenta na máquina-ferramenta é garantida pelo ajuste da máquina-ferramenta, ferramenta, acessório ou peça. Quando a precisão original das máquinas-ferramentas, ferramentas, acessórios e peças brutas atendem aos requisitos tecnológicos sem considerar fatores dinâmicos, o erro de ajuste desempenha um papel decisivo no erro de usinagem.
8. Erro de medição
Quando a peça é medida durante ou após o processamento, a precisão da medição é diretamente afetada pelo método de medição, pela precisão da ferramenta de medição e pela peça de trabalho e por fatores subjetivos e objetivos.
9. Estresse interno
A tensão que existe dentro da peça sem força externa é chamada de tensão interna. Uma vez gerada a tensão interna na peça, o metal da peça ficará em um estado instável com alto nível de energia, que se transformará instintivamente para um estado estável com baixo nível de energia, acompanhado de deformação, de modo que a peça perde sua precisão de usinagem original.
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