L'impacte de la dotació de mecanitzat en la precisió de mecanitzat!
Amb la millora contínua dels requisits de qualitat dels productes mecanitzats, la gent ha invertit molt de temps i energia en explorar mètodes i mesures per millorar la qualitat del producte. No obstant això, han ignorat l'impacte de les concessions de mecanitzat en la qualitat del producte en el procés de mecanitzat, creient que només tenir marges durant el procés de mecanitzat no tindrà un impacte significatiu en la qualitat del producte. En el procés de mecanitzat real de productes mecànics, es constata que la mida del marge de mecanitzat de les peces afecta directament la qualitat dels productes.
Si el marge de mecanitzat és massa petit, és difícil eliminar els errors de forma i posició residuals i els defectes superficials durant el procés de mecanitzat anterior; No obstant això, una dotació de mecanitzat excessiva no només augmenta la càrrega de treball del processament mecànic, sinó que també augmenta el consum de materials, eines i energia. Més greument, la calor generada en tallar una gran quantitat de marge de mecanitzat durant el procés de mecanitzat pot provocar deformacions de les peces, augmentar la dificultat de mecanitzar les peces i afectar la qualitat del producte. Per tant, cal controlar estrictament el marge de mecanitzat de les peces.
un
El concepte de marge de mecanitzat
El marge de mecanitzat es refereix al gruix de la capa metàl·lica tallada de la superfície de mecanitzat durant el procés de mecanitzat. La dotació de mecanitzat es pot dividir en la dotació de mecanitzat de procés i la dotació de mecanitzat total. El marge de mecanitzat de procés es refereix al gruix de la capa metàl·lica tallada en una superfície en un sol procés, que depèn de la diferència de dimensions entre els processos adjacents. La dotació total de mecanitzat es refereix al gruix total de la capa metàl·lica eliminada d'una determinada superfície durant tot el procés de mecanitzat d'una peça des d'un blanc fins a un producte acabat, que és la diferència entre la mida de la mateixa superfície en blanc i la mida de la part. L'import total de mecanitzat és igual a la suma dels drets de mecanitzat per a cada procés.
A causa dels errors inevitables en la fabricació de matèries primeres i les diferents dimensions del procés, tant la dotació total de mecanitzat com la dotació de mecanitzat del procés són valors variables, donant lloc a uns límits de mecanitzat mínims i màxims. El marge de mecanitzat i la tolerància es mostren a la figura 1. A la figura, el marge de mecanitzat mínim és la diferència entre la mida mínima del procés del procés anterior i la mida màxima del procés del procés actual; El marge de mecanitzat màxim es refereix a la diferència entre la mida màxima del procés del procés anterior i la mida mínima del procés del procés actual. El rang de variació del marge de mecanitzat d'un procés (la diferència entre els límits màxims i mínims de mecanitzat) és igual a la suma de les toleràncies dimensionals del procés anterior i del procés actual. La zona de tolerància per a les dimensions del procés s'especifica generalment en la direcció de la peça que entra al cos. Per a les peces de l'eix, la mida bàsica és la mida màxima del procés, mentre que per als forats, és la mida mínima del procés.
dos
Anàlisi de la influència del marge de mecanitzat en la precisió de mecanitzat
2.1 L'impacte de la dotació de mecanitzat excessiva en la precisió del mecanitzat
Durant el procés de mecanitzat, les peces generaran calor de tall inevitablement, una part de la qual és transportada per les estelles de ferro i el fluid de tall, una part es transmet a l'eina i una altra es transmet a la peça de treball, fent que la temperatura de les peces augmenti. La temperatura està estretament relacionada amb la mida del marge de mecanitzat. Amb una gran quantitat de mecanitzat, el temps de mecanitzat brut s'allargarà inevitablement i la quantitat de tall també augmentarà adequadament, donant lloc a un augment continu de la calor de tall i un augment continu de la temperatura de la part. El major dany causat per l'augment de la temperatura de les peces és la deformació de les peces, especialment per als materials sensibles als canvis de temperatura (com l'acer inoxidable), que té un impacte més gran. A més, aquesta deformació tèrmica recorre tot el procés de processament, augmentant la dificultat de processament i afectant la qualitat del producte.
Per exemple, quan es processen peces esveltes de l'eix, com ara barres de cargol, a causa de l'ús d'un mètode de mecanitzat d'un clip una part superior, el grau de llibertat en la direcció de la longitud és limitat. Si la temperatura de la peça és massa alta, es produirà una dilatació tèrmica. Quan l'extensió en la direcció de la longitud està obstruïda, la peça de treball patirà inevitablement una deformació de flexió a causa de l'estrès, la qual cosa comporta grans problemes per al processament posterior. El diagrama de deformació de flexió de la peça després de l'escalfament es mostra a la figura 2. Si el processament continua en aquest punt, la part que sobresurt es processarà fins al producte acabat. Després de refredar-se a temperatura ambient, la peça patirà una deformació inversa sota estrès, provocant errors de posició i afectant la qualitat. El diagrama de deformació de la flexió de la peça després de la temperatura ambient es mostra a la figura 3. Després de l'expansió de la direcció del diàmetre, la peça ampliada es tallarà i, després que la peça es refredi, hi haurà errors cilindrics i dimensionals. Durant la mòlta de cargol de precisió, la deformació tèrmica de la peça també pot provocar errors de pas.
2.2 L'impacte de la petita dotació de mecanitzat en la precisió del mecanitzat
El marge de mecanitzat de les peces no pot ser massa gran ni massa petit. Si el marge de mecanitzat és massa petit, no pot eliminar les toleràncies geomètriques residuals i els defectes superficials del procés anterior, afectant així la qualitat del producte. Per tal de garantir la qualitat de mecanitzat de les peces, la dotació mínima de mecanitzat que queda per a cada procés ha de complir els requisits bàsics de la dotació mínima de mecanitzat del procés anterior. El diagrama esquemàtic dels factors que constitueixen el marge de mecanitzat mínim per al forat interior d'una determinada peça es mostra a la figura 4. La figura 4a) mostra la peça a mecanitzar amb un forat interior. Si l'eix O1-O1 del forat es desvia de l'eix de referència OO durant el procés anterior, i hi ha un error de posició n i hi ha un error de cilindricitat p (com ara conicitat, el·lipse, etc.) i error de rugositat de la superfície h (tal com es mostra a la figura 4b) al forat interior, per tal d'eliminar la tolerància de posició abans de perforar, la dotació mínima de mecanitzat d'un costat de la seqüència de perforació hauria d'incloure els valors dels errors i defectes anteriors. Tenint en compte l'error inevitable d'instal·lació de la peça durant el procés de perforació, és a dir, l'error e entre l'eix original del forat OO i l'eix de rotació O ′ - O ′ després de la instal·lació de la peça (com es mostra a la figura 4c), així com la tolerància dimensional T durant el procés de mandrinat, el marge de mecanitzat mínim z d'aquest procés es pot expressar de la següent manera:
Z Major o igual a T/2+h+p+n+e (subsistència d'un sol costat)
Figura 4 Diagrama dels factors de composició de la tolerància mínima de mecanitzat
Els valors i les manifestacions dels errors anteriors varien per a diferents parts i processos. Quan es determina la dotació de processament d'un procés, s'ha de tractar de manera diferent. Per exemple, els eixos prims són propensos a la flexió i la deformació, i l'error de línia recta de la barra colectora ha superat el rang de tolerància de les dimensions del diàmetre. El marge de mecanitzat del procés s'ha d'ampliar adequadament; Per als processos que utilitzen talladors flotants i altres eines per localitzar la pròpia superfície de mecanitzat, es pot ignorar la influència de l'error d'instal·lació e i es pot reduir corresponentment la dotació de mecanitzat del procés; Per a alguns processos de mecanitzat de precisió utilitzats principalment per reduir la rugositat de la superfície, la mida del marge de mecanitzat en el procés només està relacionada amb la rugositat de la superfície h.
tres
Selecció raonable del marge de mecanitzat
3.1 Principis per a les toles de mecanitzat de peces
La selecció del marge de mecanitzat de les peces està estretament relacionada amb el material, la mida, el nivell de precisió i el mètode de mecanitzat utilitzat a les peces i depèn de la situació específica. A l'hora de determinar el marge de mecanitzat de les peces, s'han de seguir els principis següents:
(1) S'ha d'utilitzar la dotació mínima de mecanitzat per escurçar el temps de mecanitzat i reduir el cost de mecanitzat de les peces.
(2) S'ha de deixar un marge de mecanitzat suficient, especialment per al procés final. El marge de mecanitzat ha de garantir la precisió i la rugositat de la superfície especificades al dibuix.
(3) A l'hora de determinar la dotació de mecanitzat, s'ha de tenir en compte la deformació causada pel tractament tèrmic de les peces, en cas contrari es pot produir ferralla.
(4) A l'hora de determinar el marge de mecanitzat, s'ha de tenir en compte el mètode i l'equip de mecanitzat, així com la possible deformació que es pot produir durant el procés de mecanitzat.
(5) A l'hora de determinar el marge de mecanitzat, s'ha de tenir en compte la mida de les peces mecanitzades. Com més gran sigui la peça, més gran serà el marge de mecanitzat. A mesura que augmenta la mida de les peces, també augmenta la possibilitat de deformació provocada per forces de tall, tensions internes, etc.
3.2 Mètode per a la determinació del marge de mecanitzat
3.2.1 Mètode d'estimació empírica
El mètode d'estimació empírica s'utilitza habitualment en la pràctica de producció per determinar la dotació de mecanitzat basant-se en l'experiència de disseny del personal del procés o en comparació amb peces similars. Per exemple, la dotació de mecanitzat per a l'estoc del timó, els passadors del timó, l'eix intermedi i l'eix de popa dels vaixells en construcció es determina en funció dels anys d'experiència en disseny del personal del procés. Tenint en compte la importància de la peça de treball i la influència de factors com ara un gran volum i una gran tensió en el blanc de forja, es deixa un marge de mecanitzat de semiprecisió de 6 mm després de girar en brut el cercle exterior, es deixa un marge de mecanitzat de precisió de 3 mm després de semi tornejat de precisió i es deixa un marge de mòlta d'1 mm després del tornejat de precisió. Per tal d'evitar la generació de residus a causa d'una dotació de processament insuficient, el mètode d'estimació empírica generalment estima una dotació de processament més gran. Aquest mètode s'utilitza habitualment per a la producció de lots petits d'una sola peça.
3.2.2 Mètode de correcció de cerca de taules
El mètode de correcció de la taula de cerca és un mètode per determinar els límits de mecanitzat basat en les dades acumulades de la pràctica de producció i la investigació experimental, que es compila en una taula i es revisa en combinació amb les condicions reals de mecanitzat. Aquest mètode s'utilitza àmpliament. Els marges de mecanitzat per al tornejat de precisió i el rectificat de cercles exteriors després del tornejat en brut de les peces del coixinet es mostren a la taula 1 i a la taula 2, respectivament.
3.2.3 Mètode d'anàlisi i càlcul
El mètode de càlcul analític és un mètode per determinar el marge de mecanitzat mitjançant l'anàlisi i el càlcul exhaustiu de diversos factors que afecten el marge de mecanitzat a partir de dades experimentals i fórmules de càlcul. La dotació de processament determinada per aquest mètode és precisa i econòmicament raonable, però requereix l'acumulació d'informació completa, que no és tan senzilla i intuïtiva com els dos mètodes anteriors. Per tant, actualment aquest mètode s'aplica menys.
quatre
epíleg
En la producció real, a causa del fet que el mètode de producció de moltes peces en blanc es determina temporalment, per exemple, la funda d'acer inoxidable fosa per fosa centrífuga es canvia a una bobina de placa d'acer i es solda; La coberta final del refrigerador, la base del motor i les peces de sorra de la caixa de canvis es substitueixen per peces soldades. Hi ha molts factors incerts en el procés de producció d'aquestes peces i els seus errors de forma són difícils de predir. Per tant, els tres mètodes introduïts en aquest article per determinar el marge de mecanitzat d'aquestes peces no són aplicables i només es poden dominar de manera flexible en el procés de producció real.
Taula 1: marge de mecanitzat per al cercle exterior de les peces de l'eix després del tornejat en brut i el tornejat de precisió, mm
Taula 2 Tolerància de mecanitzat per rectificar cercles exteriors de peces d'eix mm
