CNC-bewerking: Precisie, nauwkeurigheid en tolerantie in de productie onder de knie krijgen

In de productie is CNC-bewerking al lang gebruikt in productie en fabricatie. Met de komst van technologie en computerondersteund ontwerpsoftware, kan het ontwerpen van producten makkelijker worden, maar dit maakt het ontwerp complexer dan voorheen. In de ontwerpfase zelf moet u standaarden instellen voor productnauwkeurigheid, precisie en toleranties.

Er zijn te veel technische termen gerelateerd aan de specificaties en functies van CNC-bewerking. Ken u de betekenis van elke term? Bij het aankopen van CNC-bewerkingsdiensten van een dienstverlener, moet u bepaalde termen hebben gehoord of gelezen, zoals precisie, tolerantie, nauwkeurigheid, enz. Wat betekenen deze termen? Wilt u het belang van deze technische termen in CNC-bewerking weten? Zo ja, lees dan het volgende artikel, want het geeft u een duidelijke begrip van deze drie termen (precisie, nauwkeurigheid en tolerantie).

Bewerkingsprecisie

Wat is Precisie?

Precisie verwijst naar de nauwkeurigheid tussen metingen, wat betekent dat als de metingen allemaal dicht bij elkaar liggen, ze precies zijn. Precieziteit betekent consistente herhaalbaarheid bij het produceren van meerdere onderdelen met CNC-machines. Het reflecteert of de gemeten waarde herhaald en consistent is. Hoe hoger de precisie, des te dichter het resultaat.

Dit is een van de belangrijkste termen die in CNC-bewerking worden gebruikt. Evenzo definieert de term de betrouwbaarheid van machinegereedschappen. Basisal is precisie een metriek die de capaciteit van het meetsysteem definieert om de dezelfde metriek keer op keer terug te geven.

In een fabriek verwijst de precisie van een machine of proces naar de capaciteit om operaties op dezelfde manier te herhalen elke keer zonder willekeurige fouten in te voeren. Precieze bewerking of vakmanschap bewijst de controle van het proces zonder afwijking. Dit wordt vaak verward met nauwkeurigheid en inderdaad worden de twee termen casueel onderling verwisseld gebruikt. Precisie verwijst echter meer naar herhaalbaarheid. (Meer over precisie bewerking bij Het Belang Van Hoge Precisie Bewerking)

Bewerkingsnauwkeurigheid

Wat is Nauwkeurigheid?

Hoewel nauwkeurigheid en precisie synoniem lijken, hebben ze tijdens bewerkingsverwerking verschillende betekenissen. Daarom is het belangrijk om te weten wat we in verschillende termen bedoelen.

Nauwkeurigheid is gedefinieerd als hoe dicht de gemeten waarde bij een specifieke waarde of waar resultaat ligt. Als alle gemeten waarden dicht bij de ware waarde liggen, zijn ze nauwkeurig. Het kan de impact van systeemfouten weerspiegelen. Als de systeemfout klein is, is de nauwkeurigheid hoog.

In metaalbewerking, verwijst nauwkeurigheid naar de graad waarin de machine kan overeenkomen met de gemeten waarden gespecificeerd in het ontwerp. Als de machine de exacte positie kan snijden gespecificeerd in het ontwerp, heeft het hoge nauwkeurigheid.

Een nauwkeurige machine zal operaties (snijden, boren, uitboren, enz.) uitvoeren zoals de operator/programmeur bedoelde. Bijvoorbeeld, als een machine geprogrammeerd is om een werkstuk te snijden tot 60mm lengte, zal het worden gesneden tot 60mm. Nauwkeurigheid betekent dat het nauwkeurig dicht bij 60mm ligt. Hoe dichter bij de standaard, des te hoger de nauwkeurigheid.

Factoren die CNC-gefreeste nauwkeurigheid beïnvloeden

Omgekeerde afwijking

Bij het bewerken van een werkstuk in een CNC-bewerkingswerkplaats, veroorzaakt de as van de as een omgekeerde dode zone of achteruitgang tijdens het transmissieproces, wat fouten veroorzaakt, en de prestatie is omgekeerde bias. Als de CNC-machine een half-gesloten lus servo-systeem adopteert, zal het bestaan van de omgekeerde offset de positioneringsnauwkeurigheid van de machine en herhaalbare positioneringsnauwkeurigheid beïnvloeden, wat de nauwkeurigheid van het werkstuk beïnvloedt.

Kleefout

Dit is de clearnce fout veroorzaakt tijdens de werking van de machine-aandrijvingsketen. Wanneer de motor draait, produceert de machine geen beweging, wat trillingen of grote fouten van de CNC-machine zal veroorzaken.

Onderdeel Positiefout

De positie-fout van het onderdeel is de afwijking tussen het werkelijke oppervlak en de as positie ten opzichte van de ideale positie, wat voornamelijk gebaseerd is op de koppositie-fout veroorzaakt door de transmissiekloof van de machine en de elastische vervorming van het onderdeel en de dienst wrijving.

In een open-lus systeem heeft de positie-fout grote invloed op een bewerkingsnauwkeurigheid, maar in een gesloten-lus servo-systeem hangt het voornamelijk af van de nauwkeurigheid van het verplaatsingsdetectieapparaat en de systeemversterkingsfactor, dus het algemene effect is niet duidelijk.

Meetkundige fout van machinegereedschap

In het CNC-bewerkingsproces, worden gereedschappen en spannen beïnvloed door externe krachten, en thermische snijden zal de volumenaauwkeurigheid van de machine verminderen, waardoor de vervorming van de bewerkte onderdelen beïnvloed wordt.

Natuurlijk zijn de oorzaken van machine meetkundige fouten intern en extern. De interne reden is het factor van de machine zelf. Bijvoorbeeld, de vlakheid van het tafeloppervlak en de meetkundige nauwkeurigheid van machines en spannen.

De externe oorzaak is de externe omgeving en de warmte die tijdens het bewerkingsproces wordt gegenereerd, wat leidt tot vervorming van de machine. Temperatuurveranderingen zullen de statische en dynamische nauwkeurigheid van de machine beïnvloeden. In het bewerkingsproces van CNC-bewerkingsfabrieken, zal de verhitting van de motor en de wrijving van het werkstuk temperatuurveranderingen veroorzaken, wat leidt tot verlies van afstel-nauwkeurigheid en beïnvloedt de grootte en nauwkeurigheid van het werkstuk.

Positioneringsfout van machinegereedschap

De positioneringsnauwkeurigheid van de machine zal de nauwkeurigheid van de onderdelen sterk beïnvloeden. Daarom is de positioneringsfout een belangrijke oorzaak van CNC-bewerkingsfouten, en het voedsysteem van de machine is de hoofdschakel die de positioneringsnauwkeurigheid beïnvloedt. Het voedsysteem van een CNC-machine bestaat meestal uit een mechanisch transmissiesysteem en een elektrisch controlsysteem, en de positioneringsnauwkeurigheid is gerelateerd aan het mechanische transmissiesysteem van de structurele ontwerp.

In het open-lus systeem, vanwege meer invloedsfactoren en gecompliceerdere situaties, zal positioneringsmonitoring niet mogelijk zijn, wat de bewerkingsnauwkeurigheid van CNC-machines aanzienlijk beïnvloedt. Echter, in een gesloten-lus systeem, kunnen CNC-machines meestal de positionele afwijking van de hoofdcomponenten in het systeem vermijden door positioneringsdetectieapparaten.

Het belang van nauwkeurigheid

CNC-gefreeste onderdelen worden in veel industrieën gebruikt. Het succes van auto-, luchtvaart-, medische, industriële en vele andere industrieën hangt af van nauwkeurige producten.

Nauwkeurigheid kan ook de veiligheid van het publiek garanderen. Bijvoorbeeld, auto's en vliegtuigen bestaan uit diverse CNC-gefreeste onderdelen. Als een van deze componenten niet aan bedrijfs- en industrienormen voldoet, kan dit een kettingreactie hebben, waardoor bestuurders en passagiers in gevaar komen.

Bewerkingstolerantie

Wat is Tolerantie?

Tolerantie kan worden gedefinieerd als de toelaatbare of voorspelbare afwijking van het meetsysteem van bekende of standaardwaarden. De tolerantie van elk systeem wordt meestal uitgedrukt als "+/-".

Bijvoorbeeld, de tolerantie van CNC-bewerkingsgereedschappen vereist +/- 0,01 mm. Dit betekent dat het bewerkingsgereedschap een afwijking van 0,01 mm in elke snede zal hebben. De afwijking kan 0,01 mm groter zijn dan de standaardwaarde of 0,01 mm kleiner dan de standaardwaarde.

Hoewel het een goed idee is om de tolerantie te verlagen, is het soms niet nodig om de tolerantie te verlagen, en het zal het eindproduct niet ten goede komen. Maar strakke toleranties zullen de kosten verhogen en de productietijd van de fabrikant verlengen. Daarom hangt de acceptabele waarde van de tolerantie eigenlijk af van het toepassingsgebied.

Hoewel de tolerantie wordt gedefinieerd door de klant, specificeert de machine meestal zijn standaardtolerantie en de kleinste mogelijke tolerantie.

Factoren die bewerkings-tolerantie beïnvloeden

Materialen: Materialen gedragen zich anders onder druk, en sommige materialen zijn gemakkelijker te bewerken dan andere. Deze materiaaleigenschappen moeten worden overwogen bij het bepalen van toleranties.

Bewerkingstype: De gebruikte bewerkingsmethode zal de mogelijke toleranties van het eindonderdeel aanzienlijk beïnvloeden, omdat sommige processen nauwkeuriger zijn dan andere.

Galvaniseren en afwerking: Bij het bepalen van de afmetingen en toleranties van onderdelen, moet elke galvanisatie- of afwerkingsproces worden overwogen. Hoewel galvaniseren en afwerken een kleine hoeveelheid materiaal aan het oppervlak van het onderdeel toevoegen, zullen deze kleine hoeveelheden de afmetingen van het eindproduct nog steeds veranderen, dus het moet voor productie worden overwogen. (Hoe Bewerkingskosten Te Verlagen)

Het belang van tolerantie

Vandaag vereisen fabrikanten strenge toleranties om te garanderen dat hun producten of systemen gemakkelijk te monteren zijn en de vereiste functies uitvoeren met minimale aanpassingen. Van het materiaal van het onderdeel tot het gebruikte bewerkingsproces, kunnen diverse factoren verschillen veroorzaken. Daarom wijzen ingenieurs bewerkingstoleranties toe aan onderdelen tijdens het ontwerpproces, en tolerantie is uiteindelijk een van de belangrijkste factoren in het proces van het tekenbord tot het eindproduct.

Vandaag vereisen fabrikanten strenge toleranties om te garanderen dat hun producten of systemen gemakkelijk te monteren zijn en de vereiste functies uitvoeren met minimale aanpassingen. Correcte ontwerp specificaties kunnen productietijd verminderen en klantkosten verlagen.

Relatie tussen precisie, nauwkeurigheid en tolerantie

Hoge precisie betekent niet hoge nauwkeurigheid, en zelfs als de meting nauwkeurig is. Maximale nauwkeurigheid en strakke tolerantie zijn niet nodig voor elk onderdeel, omdat ze meer kosten en tijdsinvestering betekenen. Moderne CNC-machines en snijgereedschappen zijn nauwkeurig genoeg voor de meeste projecten.

Het is erg intuitief om de relatie te zien via de volgende afbeelding.

We hopen dat u een begrip heeft gekregen van de termen – nauwkeurigheid, precisie en tolerantie die in CNC-bewerking worden gebruikt. Dit begrip van termen zal u meer zelfvertrouwen geven tijdens een gesprek met een bewerkingsdienst.

Leer meer over SANS Machining, onze producten en onze diensten of krijg een offerte voor een aangepast project door ons vandaag te contacteren!