Les personnes engagées dans l'industrie de transformation ont souvent un fort désir de gagner en termes de précision, comme s'il était facile d'atteindre une précision de traitement au niveau du µm-. Mais en réalité, le traitement de haute-précision est un domaine technique rigoureux. Beaucoup de gens ne connaissent même pas le bon sens de l’impact de la température sur la précision, mais ils parlent de précision, ce qui est vraiment frustrant ! Ensuite, cet article vous fournira une science populaire plus complète.
PARTIE 1 Fond de bon sens : L'impact des changements de température sur les matériaux Tout le monde sait que les matériaux présentent généralement des caractéristiques de dilatation et de contraction thermique. Dans le processus de traitement de précision, le problème de température ne doit pas être ignoré ! La différence de température peut être qualifiée d’« ennemie » de la précision. Si cet élément clé n’est pas pris au sérieux, comment peut-on parler de précision ? Après tout, la plupart des machines sont fabriquées en acier et en fonte, qui changent de forme et de longueur en fonction de la température ambiante et de la chaleur générée par la machine elle-même. L'ampleur de la déformation spécifique du matériau due à la dilatation et à la contraction thermique dépend des caractéristiques propres du matériau et de la plage de changement de température. Ce qui suit est un tableau des coefficients de dilatation de l'acier et du cuivre. En prenant l'acier comme exemple, son expansion linéaire se manifeste par une variation de 12 μm par mètre de longueur lorsque la température change de 1 degré. Le coefficient de dilatation de l'acier est indiqué dans la figure ci-dessous :
Par exemple : si la longueur de la pièce est de 200 mm et que la température change de 10 degrés, la valeur d'expansion est de 0,02 mm. Le coefficient de dilatation du cuivre est indiqué dans la figure ci-dessous :
Par exemple : lorsque la longueur de l'électrode est de 200 mm et que la température change de 10 degrés, la valeur d'expansion est de 0,05 mm. PARTIE 2 La température provoque des erreurs de détection Si la pièce à usiner ainsi que l'instrument et la jauge utilisés pour la détection sont constitués de matériaux différents et ne sont pas sous la température standard (20 degrés) pendant la détection, l'écart par rapport à la température standard deviendra un facteur important dans l'erreur de détection. Erreur de détection causée par la température
Par exemple, en prenant la détection comme exemple, si une jauge de bloc d'acier de 100 mm de long est chauffée par la température de la paume et que sa température augmente de 4 degrés, sa longueur changera de 4,6 μm. De plus, lors de la mesure de pièces de haute-précision, des méthodes de mesure de plus grande-précision doivent être disponibles. Si l'indice de précision de l'instrument ou de l'équipement de mesure lui-même n'est pas élevé, comment obtenir une mesure de haute -précision ? PARTIE 3 Concept de traitement important : maintenir la stabilité thermique Prenons comme exemple une pièce en acier d'une taille de 100x30x20mm. Lorsque la température descend de 25 degrés à 20 degrés, sa taille change : à 25 degrés, la taille est 6 μm plus grande, et lorsque la température descend à 20 degrés, la taille n'est que de 0,12 μm plus grande. Il s'agit d'un processus de stabilisation thermique. Même si la température baisse rapidement, il faut un certain temps pour maintenir une précision stable. Généralement, plus l'objet est grand, plus il faut de temps pour restaurer une précision stable lorsque la température change.
Certaines usines sans expérience en usinage de précision attribuent souvent la cause de l’instabilité de la précision aux problèmes de précision des équipements lors de l’exécution d’un usinage de précision. Les usines expérimentées savent qu'il est de bon sens de prêter attention à l'équilibre thermique entre la température ambiante et les machines-outils. Ils comprennent que même si la machine-outil a une grande précision, la stabilité de la précision de l'usinage ne peut être garantie que dans un environnement de température et un état d'équilibre thermique stables.
Le maintien de la stabilité thermique est un concept important qui doit être profondément compris dans l’usinage de précision. Certaines personnes peuvent se demander si la température doit être maintenue à 20 degrés ou à 23 degrés. En fait, la clé est de maintenir la valeur de température cible stable. Théoriquement, la température doit généralement être de 20 degrés, mais dans les ateliers réels, la température est généralement contrôlée entre 22 et 23 degrés, à condition que les fluctuations de température soient strictement contrôlées. PARTIE 4 Comprendre correctement la précision du traitement et l'analyse De manière générale, la précision du traitement peut être divisée en précision et exactitude. Grâce à la figure ci-dessous, nous pouvons avoir une compréhension plus intuitive. Précision (Précision) La précision fait référence à la reproductibilité et à la cohérence entre les résultats obtenus lorsque le même échantillon de rechange est utilisé pour des mesures répétées. Parfois, haute précision ne signifie pas haute précision. Par exemple, les trois résultats obtenus en mesurant avec une longueur de 1 mm comme norme sont respectivement 1,051 mm, 1,053 mm et 1,052 mm. Bien que la précision de cet ensemble de données soit élevée, elles ne sont pas exactes. Précision (Précision) La précision fait référence au degré de proximité entre le résultat de la mesure et la valeur réelle. Lorsque la précision de la mesure est élevée, cela signifie que l'erreur du système est faible et que l'écart entre la valeur moyenne des données mesurées et la valeur réelle est faible, mais le caractère discret des données, c'est-à-dire la taille de l'erreur accidentelle, n'est pas clair. La relation entre la précision, l'exactitude et la température est généralement étroitement liée à la précision et à l'exactitude. Si la précision des pièces usinées est élevée mais que l'exactitude est insuffisante, il se peut que la température de l'atelier fluctue légèrement mais s'écarte fortement de la température standard ; si les pièces sont très précises mais médiocres, il est probable que la température de l'atelier fluctue considérablement, ce qui entraîne une grande discrétion de précision ; si les pièces ne sont ni précises ni exactes, cela signifie que la température de l'atelier s'écarte considérablement des exigences standard de température et de contrôle. PARTIE 5 Préchauffage de machine-outil oublié Lorsque vous utilisez des machines-outils CNC de précision pour un usinage de haute -précision en usine, vous avez peut-être vécu une telle expérience : chaque matin, lorsque la machine est allumée pour l'usinage, la précision d'usinage du premier produit est souvent insatisfaisante ; le premier lot de pièces mis en service pour l'usinage après de longues vacances a souvent une précision instable, et la probabilité de défaillance est très élevée lors de l'exécution d'un usinage de haute -précision, notamment en termes de précision de position. La machine-outil ne peut assurer la stabilité de la précision de l'usinage que dans un environnement de température stable et un état d'équilibre thermique. Lorsqu'un usinage de haute-précision est effectué juste après la mise sous tension de la machine, le préchauffage de la machine-outil relève du bon sens pour l'usinage de précision. La précision de l'usinage varie considérablement lorsque la machine-outil s'arrête pendant une longue période et lorsqu'elle est en équilibre thermique. En effet, la température de la broche et de chaque axe mobile de la machine-outil CNC sera relativement stable à un certain niveau après un certain temps de fonctionnement, et à mesure que le temps de traitement augmente, la précision thermique de la machine-outil CNC se stabilisera progressivement, ce qui démontre pleinement la nécessité de préchauffer la broche et les pièces mobiles avant le traitement. Cependant, de nombreuses usines ignorent le lien de préparation des « exercices d'échauffement » des machines-outils, voire n'en savent rien. Si la machine-outil est restée inactive pendant plus de quelques jours, il est recommandé de préchauffer pendant plus de 30 minutes avant un traitement de haute-précision ; si le temps d'inactivité n'est que de quelques heures, préchauffez pendant 5 à 10 minutes. Pendant le préchauffage, la machine-outil peut être autorisée à participer au mouvement répété de l'axe d'usinage, et il est préférable d'effectuer une liaison multi--axes, par exemple en déplaçant l'axe XYZ du coin inférieur gauche du système de coordonnées vers le coin supérieur droit et en marchant à plusieurs reprises en diagonale. En fonctionnement réel, un macro-programme peut être écrit sur la machine-outil pour permettre à la machine-outil d'effectuer automatiquement et de manière répétée des actions de préchauffage. Lorsque la machine-outil est entièrement préchauffée, elle peut être mise en production de traitement de haute -précision, et une précision de traitement stable et cohérente peut être obtenue à ce moment.
