기계 가공에 종사하는 사람들은 정밀도에 있어서 패배를 인정하지 않습니다. 때때로 어떤 사람들은 1미크론 처리 정확도에 대해 이야기할 때 케이크 조각처럼 여기는 것 같습니다. 그러나 실제로 고정밀 가공은 엄격하게 다뤄져야 할 기술적인 주제입니다. 이 기사는 모든 사람에게 고정밀 가공에 대한 보다 포괄적인 지식을 제공하는 것을 목표로 합니다.
01
기본 상식: 온도 변화가 재료에 미치는 영향
우리 모두 알고 있듯이 재료는 열팽창과 수축의 영향을 받습니다. 정밀 가공에서는 온도 문제를 무시해서는 안 됩니다! 온도 차이는 정확도의 천적입니다. 온도라는 핵심 문제에 주의를 기울이지 않는다면 어떻게 정확도에 대해 깊이 있게 논의할 수 있겠습니까? 대부분의 기계는 강철과 주철로 만들어지기 때문에 실내 온도와 기계 자체에서 발생하는 열의 영향으로 모양과 길이가 변경됩니다.
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재료의 열팽창 및 수축 정도는 재료의 종류와 온도 변화의 크기에 따라 달라집니다. 다음은 강철과 구리의 팽창 계수 표를 제공합니다. 강철을 예로 들면, 온도가 1도 변할 때 강철의 선형 팽창은 미터당 12μm의 변화를 가져옵니다. 정밀 가공의 안정성을 보장하려면 이 데이터를 깊이 이해하는 것이 중요합니다.
강철의 팽창 계수는 아래 그림과 같습니다.
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예:
공작물 길이: 200mm
온도 변화: 10도
확장 값: 0. 02mm
구리의 팽창 계수는 아래 그림과 같습니다.
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예:
전극 길이: 200mm
온도 변화: 10도
확장 값: 0.05mm
02
온도로 인한 감지 오류
공작물, 검사 장비 및 게이지가 서로 다른 재질로 만들어지고 검사 중 표준 온도 조건에 있지 않은 경우 표준 온도와의 편차(20°C)는 항상 검사 오류로 이어지는 주요 요인이 됩니다.
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온도로 인한 감지 오류
예를 들어, 길이 100mm의 강철 블록을 손바닥 온도와 같이 4도 가열하면 길이가 4.6μm 변합니다.
고정밀 부품을 측정할 때는 더욱 정밀한 측정 도구가 필요하다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 측정기기나 장비 자체의 정확도 기준이 높지 않다면, 고정밀 측정 결과는 어디에서 나오나요?
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중요한 가공 개념: 열 안정성 유지
강철: 100 x 30 x 20mm
온도가 25도에서 20도로 떨어지면 크기 변화 : 25도에서는 크기가 6μm 커집니다. 온도가 20도까지 떨어지면 크기는 0.12μm만 커집니다. 이는 열적으로 안정적인 공정이므로 온도가 급격하게 떨어지더라도 정확도를 유지하려면 여전히 일정 시간이 필요합니다. 물체가 클수록 온도 변화에 따라 정확성과 안정성을 회복하는 데 더 많은 시간이 필요합니다.
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정밀가공 경험이 없는 공장의 경우, 정밀가공을 할 때 불안정한 정밀도는 장비의 정밀도 탓으로 돌리는 경우가 많습니다. 반대로 정밀 가공 경험이 있는 공장에서는 이것이 가장 기본적인 이해라는 것을 알고 있습니다. 그들은 주변 온도와 공작 기계 사이의 열 균형이 안정적인 가공 정확도를 유지하는 데 중요하다는 것을 이해하고 있습니다. 이러한 경험이 풍부한 공장에서는 고정밀 공작 기계를 사용하더라도 안정적인 온도 환경과 열 균형을 유지해야만 안정적인 가공 정확도를 얻을 수 있다는 것을 분명히 이해하고 있습니다.
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열 안정성을 유지하는 것은 정밀 가공에 있어 필수적이고 중요한 개념입니다. 어떤 사람들은 온도를 20도에서 유지해야 하는지 23도에서 유지해야 하는지에 대해 의문을 가질 수 있습니다. 그러나 가장 중요한 것은 목표값의 안정성이 유지될 수 있는지 확인하는 것이다. 이론서에서는 일반적으로 20학위를 권장하지만 실제 워크숍에서는 22-23학위 사이에서 선택하는 경우가 많습니다. 온도 변동을 엄격하게 제어하는 데 중점을 둡니다.
04
가공정도에 대한 올바른 이해와 분석
일반적으로 가공 정밀도는 정밀도와 정밀도로 나눌 수 있습니다. 아래 그림은 시각적 그림입니다.
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정도
동일한 예비 시료를 사용하여 반복 측정하여 얻은 결과 간의 재현성과 일관성을 나타냅니다. 정밀도가 높다고 해서 결과가 정확하다는 의미는 아닙니다. 예를 들어, 1mm의 길이를 사용하여 얻은 세 가지 결과는 1.051mm, 1.053, 1.052입니다. 정밀도는 높지만 부정확합니다.
정확성
얻은 측정 결과와 실제 값 사이의 근접성을 나타냅니다. 측정 정확도가 높다는 것은 측정된 데이터의 평균값이 실제 값에서 덜 벗어나는 경우 시스템 오류가 적다는 것을 의미하지만, 데이터가 분산되어 있는 경우, 즉 우발적인 오류의 크기가 불분명할 경우에는 시스템 오류가 작다는 것을 의미합니다.
정밀도, 정확도 및 온도의 관계
일반적으로 가공 부품이 더 정확하지만 정확하지 않은 경우 작업장 온도의 변동폭은 작지만 표준 온도와의 편차가 크기 때문일 수 있습니다. 따라서 얻은 부품의 크기는 비교적 일정하지만 목표 크기와의 편차가 큽니다. 반대로, 부품이 더 정확하지만 정확하지 않은 경우 작업장 온도가 표준 온도에 비해 크게 변동하여 부품 크기가 불연속적으로 나타나기 때문일 수 있습니다. 분포; 부품이 정확하지도 정확하지도 않은 경우 이는 작업장 온도가 표준 온도에서 크게 벗어나 변동폭이 크다는 것을 의미할 수 있습니다.
05
잊혀진 공작기계 워밍업
공장에서는 고정밀 가공을 위해 정밀 CNC 공작 기계를 사용합니다. 이런 경험을 해본 적이 있습니까? 가공을 위해 매일 아침 기계를 켜면 첫 번째 부품의 가공 정확도가 이상적인 수준에 도달하기 어려운 경우가 많습니다. 첫 번째 부품 배치를 처리하기 위해 긴 휴가를 보낸 후 기계를 켜면 정확도가 떨어지는 경우가 많습니다. 안정적인 고정밀 가공, 특히 위치 정확도 유지와 관련하여 실패 위험은 특히 두드러집니다.
안정적인 온도 환경과 열 균형에서만 공작 기계는 안정적인 가공 정확도를 보장할 수 있습니다. 시동 직후 고정밀 가공 및 생산이 필요한 상황에서는 공작기계를 예열하는 것이 가장 기본적인 정밀 가공 상식입니다.
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CNC 공작 기계의 스핀들과 각 동작 축의 온도는 일정 시간 동안 작동한 후에도 특정 고정 수준으로 상대적으로 유지되기 때문입니다. 동시에 가공 시간이 지남에 따라 CNC 공작 기계의 열 정확도는 점차 안정됩니다. 따라서 고정밀 가공을 수행하기 전에 스핀들과 가동 부품을 예열하는 것이 매우 필요합니다.
그러나 많은 공장에서는 공작기계의 "준비운동" 준비 과정을 무시하거나 이해하지 못하는 경우가 많습니다. 공작 기계가 며칠 이상 유휴 상태인 경우 고정밀 가공 전에 30분 이상 예열하는 것이 좋습니다. 공작 기계가 몇 시간 동안만 유휴 상태인 경우 고정밀 가공 전에 5-10분 동안 예열하는 것이 좋습니다.
예열 과정에는 가공 축의 반복적인 이동에 참여하는 공작 기계가 포함됩니다. 다축 연동을 수행하는 것이 가장 좋습니다. 예를 들어 XYZ축을 좌표계의 왼쪽 하단에서 오른쪽 상단으로 이동시켜 대각선으로 반복 이동하도록 합니다. 이 프로세스는 공작 기계에 매크로 프로그램을 작성하여 수행할 수 있습니다.
공작 기계가 완전히 예열된 후에는 공작 기계를 강력하게 고정밀 가공에 투입할 수 있으며 안정적이고 일관된 가공 정확도를 얻을 수 있습니다.
