CNC加工の9つのエラー

加工誤差とは、加工後の部品の実際の幾何学的パラメータ(幾何学的サイズ、幾何学的形状、相互位置)と理想的な幾何学的パラメータとの間の偏差の程度を指します。 機械加工後の部品の実際の幾何学的パラメータと理想的な幾何学的パラメータの間の一致の程度は、機械加工の精度です。 加工誤差が小さいほど適合度が高く、加工精度が高くなります。 加工精度と加工誤差は、同じ問題の2つの定式化です。 したがって、加工誤差の大きさは加工精度のレベルを反映します。

1.工作機械の製造エラー

工作機械の製造エラーには、主にスピンドル回転エラー、ガイドレールエラー、トランスミッションチェーンエラーが含まれます。

主軸回転誤差とは、各瞬間の平均回転軸に対する主軸の実際の回転軸の変動を指し、処理されるワークピースの精度に直接影響します。 主軸回転誤差の主な原因は、主軸同軸誤差、軸受自体誤差、軸受間の同軸誤差、主軸巻線です。 ガイドレールは、工作機械上のさまざまな工作機械部品の相対的な位置関係を決定するためのベンチマークであり、工作機械の動きのベンチマークでもあります。 ガイドレール自体の製造誤差、ガイドレールの偏摩耗、設置品質は、ガイドレール誤差の原因となる重要な要素です。 トランスミッションチェーンエラーとは、トランスミッションチェーンの両端にあるトランスミッションエレメント間の相対的な動きのエラーを指します。 これは、トランスミッションチェーンの各コンポーネントの製造および組み立てエラー、および使用中の摩耗が原因で発生します。

2.ツールの幾何学的エラー

工具は切削工程で必然的に摩耗し、ワークのサイズや形状が変化します。 工具形状誤差が加工誤差に与える影響は、工具の種類によって異なります。固定サイズの工具を加工に使用する場合、工具製造誤差はワークピースの加工精度に直接影響します。 また、一般工具(旋削工具など)の場合、製造誤差加工誤差に直接影響はありません。

プロトタイプ加工

3.フィクスチャの幾何学的エラー

フィクスチャの機能は、ワークピースを工具と同等にすることであり、工作機械は正しい位置にあるため、フィクスチャの幾何学的誤差は加工誤差(特に位置誤差)に大きな影響を与えます。

4.ポジショニングエラー

ポジショニングエラーには、主に基準ミスアライメントエラーとポジショニングペア製造の不正確なエラーが含まれます。 工作機械でワークを加工する場合、加工時の位置決めデータとして、ワーク上のいくつかの幾何学的要素を選択する必要があります。 位置決めデータムと設計データムが選択されている場合(パーツ図面上の特定のサーフェスサイズと位置を決定するために使用されるデータム))一致しない場合、ベンチマークのミスアライメントエラーが発生します。

ワークの位置決め面とフィクスチャの位置決め要素が一緒になって位置決めペアを構成します。 位置決めペアの不正確な製造と位置決めペア間のマッチングギャップによって引き起こされるワークピースの最大位置変化は、位置決めペアの不正確な製造誤差と呼ばれます。 位置決めペアの不正確な製造エラーは、調整方法を使用した場合にのみ発生する可能性があり、トライアルカット方法では発生しません。

5.プロセスシステムの力と変形によって引き起こされるエラー

ワークの剛性:プロセスシステムにおいて、ワークの剛性が工作機械、切削工具、および固定具に比べて比較的低い場合、切削力の作用下で、 剛性不足によるワークの変形は、加工誤差に大きな影響を与えます。

工具剛性:外旋工具の加工面の法線方向(y)方向の剛性が非常に大きく、変形は無視できます。 小径の内穴をあけると、ツールバーの剛性が非常に悪く、ツールバーの力や変形が穴の加工精度に大きく影響します。

工作機械部品の剛性:工作機械部品は多くの部品で構成されています。 これまでのところ、工作機械部品の剛性に適した簡単な計算方法はありません。 現在、実験方法は主に工作機械部品の剛性を決定するために使用されています。 工作機械部品の剛性に影響を与える要因には、接合面の接触変形の影響、摩擦の影響、低剛性部品の影響、クリアランスの影響などがあります。

カスタム加工

6.プロセスシステムの熱変形によって引き起こされるエラー

プロセスシステムの熱変形は、特に精密加工や大型部品加工において、加工誤差に比較的大きな影響を及ぼします。熱変形によって引き起こされる加工誤差は、ワークピースの全誤差の50%を占める場合があります。

7.調整エラー

機械加工の各プロセスでは、プロセスシステムを何らかの方法で調整する必要があります。 調整が完全に正確であるとは限らないため、調整エラーが発生します。 プロセスシステムでは、工作機械、工具、固定具、またはワークピースを調整することにより、ワークピースと工作機械上のツールの相互位置精度が保証されます。 工作機械、工具、固定具、ワークブランクの元の精度がすべて動的要因を考慮せずにプロセス要件を満たしている場合、調整誤差が加工誤差に決定的な役割を果たします。

8.測定誤差

加工中または加工後に部品を測定する場合、測定精度は、測定方法、測定ツール、ワークピースの精度、主観的および客観的要因に直接影響されます。

9.内部ストレス

外力なしで部品の内部に存在する応力は、内部応力と呼ばれます。 ワークに内部応力が発生すると、ワークの金属は高エネルギーの不安定状態になり、本能的に低エネルギーの安定状態に変化し、変形を伴うため、ワークは本来の加工精度を失います。

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