Koneistuksen yhdeksän suurinta virhettä

Suunnittelupiirustuksia laadittaessa piirustuksiin merkitään erilaisia toleransseja, mutta varsinaisessa valmistuksessa niitä ei aina pystytä toteuttamaan. Johtuuko tämä siitä, että suunnittelun tarkkuusvaatimukset ovat liian korkeat vai valmistustaso liian alhainen? Miksi niitä ei aina pystytä toteuttamaan, ja voidaanko niitä ylipäätään valmistaa? Kuinka piirustukset ja valmistus voidaan saada yhtenäisiksi? Kun olet lukenut alla olevan tekstin, saatat saada vastauksen.

Koneistusvirheellä tarkoitetaan osan työstämisen jälkeisiä todellisia geometrisia parametreja, joihin kuuluvat mitat, muoto ja keskinäinen sijainti. Se kuvaa poikkeaman suuruutta osan todellisten ja ihanteellisten geometristen parametrien välillä.

Kun osa on työstetty, sen todellisten geometristen parametrien ja ihanteellisten parametrien välinen vastaavuus ontyöstötarkkuus; mitä pienempiä virheitä työstön aikana syntyy, sitä parempi on vastaavuus ja sitä korkeampi on työstötarkkuus.

Koneistustarkkuus ja koneistusvirhe ovat kaksi eri tapaa ilmaista sama asia, joten koneistusvirheen suuruus kuvastaa koneistustarkkuuden tasoa, TyöstövirheetTärkeimmät syyt ovat seuraavat:

1、Työstökoneiden valmistusvirheet

Työstökoneiden valmistusvirheisiin kuuluvat pääasiassa karan pyörimisvirheet, ohjainvirheet ja voimansiirtoketjun virheet.

Karan pyörimisvirhe on kunkin hetken todellisen pyörimisakselin poikkeama suhteessa sen keskimääräiseen pyörimisakseliin, ja tämä poikkeama vaikuttaa suoraan työstettävän kappaleen tarkkuuteen. Pääakselin pyörimisvirheen pääasiallisia syitä ovat pääakselin koaksiaalisuusvirhe, laakereiden omat virheet, laakereiden väliset koaksiaalisuusvirheet sekä pääakselin taipuma. Ohjauskiskot ovat koneessa käytetty viite, jolla määritetään koneen eri osien keskinäiset sijainnit, ja ne toimivat myös koneen liikkeen viitteenä.

Kiskojen virheiden keskeisiä syitä ovat kiskojen valmistusvaiheessa syntyneet virheet, kiskojen epätasainen kuluminen sekä asennuksen laatu. Voimansiirtoketjun virheillä tarkoitetaan voimansiirtoketjun alkupään ja loppupään välisten voimansiirtoelementtien välisiä suhteellisia liikevirheitä. Nämä virheet johtuvat voimansiirtoketjun eri osien valmistus- ja asennusvaiheissa syntyneistä virheistä sekä käytön aikana tapahtuneesta kulumisesta.

2. Työkalun geometrinen virhe

Leikkaamisen aikana kaikki työkalut kuluvat väistämättä, mikä puolestaan aiheuttaa muutoksia työkappaleen mitoissa ja muodossa. Työkalun geometriset virheet vaikuttavat koneistustarkkuuteen eri tavoin riippuen työkalun tyypistä: kiinteämittaisia työkaluja käytettäessä valmistusvirheet vaikuttavat suoraan työkappaleen koneistustarkkuuteen; sen sijaan tavallisten työkalujen, kuten sorvausterien, valmistusvirheet eivät vaikuta suoraan koneistustarkkuuteen.

3、Varusteen geometrinen virhe

Kiinnittimen avulla työkappale voidaan asettaa oikeaan asentoon suhteessa työkaluun ja työstökoneeseen, joten kiinnittimen geometriset virheet vaikuttavat merkittävästi työstövirheisiin, erityisesti sijaintivirheisiin.

4. Paikannusvirheet

Kun työkappaletta työstetään työstökoneella, on valittava tiettyjä työkappaleen geometrisia elementtejä, joita käytetään työstämisen aikana paikannusviitteinä. Paikannusvirheet koostuvat pääasiassa viitteiden epäyhtenäisyysvirheistä sekä paikannusparien valmistustarkkuusvirheistä. Jos valittu paikannusviite ja suunnitteluviite (piirustuksessa käytetty viite, jonka perusteella tietyn pinnan mitat ja sijainti määritetään) eivät ole samat, syntyy viitepisteiden epäyhtenäisyysvirhe.

Työkappaleen kiinnityspinta ja kiinnittimen kiinnityselementti muodostavat yhdessä kiinnitysparin. Koska kiinnitysparin valmistustarkkuuden puutteet ja kiinnitysparien väliset sovitusvälykset aiheuttavat työkappaleen sijainnissa huomattavia muutoksia, tätä kutsutaan kiinnitysparin valmistustarkkuuden virheeksi. Paikannusparin valmistustarkkuusvirhe ilmenee vain säätömenetelmää käytettäessä, eikä sitä esiinny koeleikkausmenetelmää käytettäessä.

5. Prosessijärjestelmän voiman muodonmuutoksesta johtuvat virheet

Jos työkappaleen jäykkyys on prosessijärjestelmässä alhaisempi kuin työstökoneen, työstövälineiden ja kiinnittimien jäykkyys, työstövoimien vaikutuksesta työkappaleen riittämättömästä jäykkyydestä johtuva muodonmuutos vaikuttaa merkittävästi koneistustarkkuuteen.

Työkalun jäykkyyden osalta ulkoreunan sorvausterän jäykkyys on erittäin suuri pinnan normaalin eli (y)-suuntaan, joten sen aiheuttama muodonmuutos on merkityksetön. Sen sijaan, kun porataan pienihalkaisijaisia sisärei'iä, terän varren jäykkyys on heikko, jolloin terän varren rasituksesta aiheutuva muodonmuutos vaikuttaa merkittävästi reiän työstötarkkuuteen.

Työstökoneen osien jäykkyyden osalta voidaan todeta, että työstökoneen osat koostuvat lukuisista yksittäisistä osista, mutta niiden jäykkyydelle ei ole tähän mennessä löydetty sopivaa ja yksinkertaista laskentamenetelmää. Tällä hetkellä työstökoneen osien jäykkyys mitataan pääasiassa kokeellisin menetelmin. Koneen osien jäykkyyteen vaikuttavat monet tekijät, kuten liitospintojen kosketusmuodonmuutosten vaikutus, kitkan vaikutus, matalan jäykkyyden osien vaikutus sekä välysten vaikutus.

6. Prosessijärjestelmän lämpömuodonmuutosten aiheuttamat virheet

Lämpömuodonmuutokset prosessijärjestelmässä vaikuttavat merkittävästi työstövirheisiin, etenkin tarkkuustyöstössä ja suurten kappaleiden työstössä. Lämpömuodonmuutoksista johtuvat työstövirheet voivat joskus muodostaa jopa 50–30 % työkappaleen kokonaisvirheestä.

7. Säätövirhe

Jokaisessa koneistuksen työvaiheessa tehdään aina jonkinlaisia säätöjä prosessijärjestelmään. Koska säätöjä ei voida tehdä täysin tarkasti, niistä aiheutuu virheitä. Prosessijärjestelmän puitteissa työkappaleen ja työkalun keskinäisen sijainnin koneessa on oltava riittävän tarkka, jotta tämä voidaan varmistaa. Tällaisen tarkkuuden varmistamiseksi on suoritettava säätötoimenpiteitä koneeseen, työkaluun, kiinnittimeen tai työkappaleeseen. Jos koneen, työkalun, kiinnittimen ja työkappaleen raakakappaleen alkuperäinen tarkkuus täyttää kaikki prosessialan vaatimukset eikä dynaamisia muuttujia oteta huomioon, säätövirheillä on ratkaiseva merkitys koneistuksen lopullisessa virheessä.

8. Mittausvirheet

Osat on mitattava sekä työstön jälkeen että työstön aikana. Mittauksen tarkkuuteen vaikuttavat suoraan mittausmenetelmä, mittausvälineiden tarkkuus ja työkappale. Myös objektiiviset ja subjektiiviset tekijät vaikuttavat suoraan mittaustarkkuuteen.

9. Sisäinen stressi

Osan sisällä esiintyvää jännitystä, johon ei vaikuta ulkoinen voima, kutsutaan sisäiseksi jännitykseksi. Kun työkappaleeseen syntyy sisäistä jännitystä, se asettaa työkappaleen metallin epävakaaseen tilaan, jossa energia on korkealla tasolla. Se pyrkii luonnostaan siirtymään matalan energian vakaaseen tilaan, mihin liittyy muodonmuutoksia, jotka puolestaan heikentävät työkappaleen alkuperäistä työstötarkkuutta.