La précision d'usinage est principalement utilisée pour mesurer le degré de production. La précision d'usinage et l'erreur d'usinage sont des termes permettant d'évaluer les paramètres géométriques de la surface d'usinage. La précision de l'usinage est mesurée par le niveau de tolérance. Plus la valeur de note est petite, plus la précision est élevée ; l'erreur d'usinage est exprimée par une valeur numérique. Plus la valeur numérique est grande, plus l'erreur est grande. Une précision d'usinage élevée signifie une petite erreur d'usinage, et vice versa. Il existe 20 niveaux de tolérance allant de IT01, IT0, IT1, IT2, IT3 à IT18. Parmi eux, IT01 indique que la pièce a la précision d'usinage la plus élevée, et IT18 indique que la pièce a la précision d'usinage la plus faible. Généralement, IT7 et IT8 ont une précision d'usinage moyenne. Les paramètres réels obtenus par n'importe quelle méthode d'usinage ne seront pas absolument précis. Du point de vue de la fonction de la pièce, tant que l'erreur d'usinage se situe dans la plage de tolérance requise par le dessin de la pièce, on considère que la précision de l'usinage est garantie.
La qualité d'une machine dépend de la qualité de traitement des pièces et de la qualité d'assemblage de la machine. La qualité de traitement des pièces comprend la précision du traitement des pièces et la qualité de la surface.
La précision d'usinage fait référence au degré auquel les paramètres géométriques réels (taille, forme et position) des pièces après traitement sont cohérents avec les paramètres géométriques idéaux. La différence entre eux est appelée erreur de traitement. L'ampleur de l'erreur de traitement reflète le niveau de précision du traitement. Plus l'erreur est grande, plus la précision du traitement est faible, et plus l'erreur est petite, plus la précision du traitement est élevée.
(1) Améliorer la précision de fabrication des composants de broche
1) La précision de rotation des roulements doit être améliorée :
① Sélectionnez des roulements de haute précision ;
② Utilisez des roulements à pression dynamiques multi-huiles de haute précision ;
③ Utilisez des roulements à pression statique de haute précision.
2) La précision des accessoires avec roulements doit être améliorée :
① Améliorer la précision d'usinage du trou de support de boîte et du tourillon de broche ;
② Améliorer la précision d'usinage de la surface correspondant au roulement ;
③ Mesurez et ajustez la plage de faux-rond radial des pièces correspondantes pour compenser ou compenser les erreurs.
(2). Précharger correctement les roulements
① Éliminez l'écart ;
② Augmentez la rigidité du roulement ;
③ Égalisez l'erreur de l'élément roulant.
(3). Faites en sorte que la précision de rotation de la broche ne soit pas reflétée sur la pièce.
(1) Ajustement de la méthode de coupe d'essai
Essai de coupe - mesure de la taille - réglage de la profondeur de coupe de l'outil - coupe - essai de coupe à nouveau, en répétant jusqu'à ce que la taille requise soit atteinte. Cette méthode a une faible efficacité de production et est principalement utilisée pour la production de petites séries d’une seule pièce.
(2) Méthode d'ajustement
La taille requise est obtenue en pré-ajustant les positions relatives de la machine-outil, du montage, de la pièce et de l'outil. Cette méthode a une productivité élevée et est principalement utilisée pour la production de masse à grande échelle.
L'outil doit être affûté avant que l'usure dimensionnelle de l'outil n'atteigne le stade d'usure rapide.
(1) Moins de pièces de transmission, chaîne de transmission plus courte et précision de transmission plus élevée ;
(2) L'utilisation d'une transmission à vitesse réduite est un principe important pour garantir la précision de la transmission, et plus la paire de transmission est proche de l'extrémité, plus le rapport de transmission doit être petit ;
(3) La précision de l'embout doit être supérieure à celle des autres pièces de transmission.
(1) Améliorer la rigidité du système, en particulier la rigidité des maillons faibles du système de processus
1) Conception structurelle raisonnable
① Minimiser le nombre de surfaces de connexion ;
② Prévenir l'apparition de liens locaux de faible rigidité ;
③ La structure et la forme en coupe transversale de la base et des pièces de support doivent être raisonnablement sélectionnées.
2) Améliorer la rigidité de contact de la surface de connexion
① Améliorer la qualité de la surface de joint entre les pièces des composants de la machine-outil ;
② Préchargez les composants de la machine-outil ;
③ Améliorez la précision de la surface de référence de positionnement de la pièce et réduisez sa valeur de rugosité de surface.
3) Utiliser des méthodes de serrage et de positionnement raisonnables
(2) Réduire la charge et ses changements
1) Sélectionnez rationnellement les paramètres de géométrie de l'outil et les paramètres de coupe pour réduire la force de coupe ;
2) Regroupez les ébauches pour uniformiser la surépaisseur d'usinage de l'ébauche lors du réglage.
L'erreur de principe d'usinage fait référence à l'erreur provoquée par l'utilisation d'un profil de lame approximatif ou d'une relation de transmission approximative pour l'usinage. Des erreurs de principe d'usinage se produisent souvent lors de l'usinage de filetages, d'engrenages et de surfaces courbes complexes.
Par exemple, la fraise-mère utilisée pour usiner des engrenages à développante utilise des vis sans fin de base d'Archimède ou des vis sans fin de base à profil droit normal au lieu de vis sans fin de base à développante pour faciliter la fabrication de la fraise-mère, ce qui provoque des erreurs dans la forme des dents en développante de l'engrenage. Pour un autre exemple, lors de la rotation d'une vis sans fin module, puisque le pas de la vis sans fin est égal au pas de la roue à vis sans fin (c'est-à-dire mπ), où m est le module et π est un nombre irrationnel, le nombre de dents du remplacement l'équipement du tour est limité. Lors de la sélection de l'engrenage de remplacement, π ne peut être converti qu'en une valeur fractionnaire approximative (π = 3,1415) pour le calcul, ce qui entraînera une imprécision de l'outil dans le mouvement de formage (mouvement en spirale) de la pièce, entraînant une erreur de pas.
Dans le traitement, le traitement approximatif est généralement utilisé pour améliorer la productivité et l'économie en partant du principe que l'erreur théorique peut répondre aux exigences de précision du traitement (<=10%-15% de tolérance dimensionnelle).
L'erreur de réglage des machines-outils fait référence à l'erreur causée par un réglage inexact.
L'erreur de montage concerne principalement :
(1) Erreur de fabrication des éléments de positionnement, des éléments de guidage d'outil, du mécanisme d'indexation, de la base de fixation, etc. ;
(2) Erreur dimensionnelle relative entre les surfaces de travail des différents composants ci-dessus après l'assemblage du luminaire ;
(3) Usure de la surface de travail du luminaire pendant l'utilisation.
L'erreur de la machine-outil fait référence à l'erreur de fabrication, à l'erreur d'installation et à l'usure de la machine-outil. Il comprend principalement l'erreur de guidage du rail de guidage de la machine-outil, l'erreur de rotation de la broche de la machine-outil et l'erreur de transmission de la chaîne de transmission de la machine-outil.
(1) Erreur de guidage du rail de guidage de la machine-outil
1) Précision du guidage du rail de guidage : degré de conformité entre la direction de mouvement réelle des pièces mobiles de la paire de rails de guidage et la direction de mouvement idéale. Comprend principalement :
① La rectitude Δy du rail de guidage dans le plan horizontal et la rectitude Δz (courbure) dans le plan vertical ;
② Le parallélisme (torsion) des rails de guidage avant et arrière ;
③ L'erreur de parallélisme ou erreur de verticalité du rail de guidage par rapport à l'axe de rotation de la broche dans le plan horizontal et le plan vertical.
2) L'influence de la précision du guidage du rail de guidage sur le traitement de coupe
Considérez principalement le déplacement relatif de l'outil et de la pièce dans la direction sensible à l'erreur provoqué par l'erreur du rail de guidage. Dans le traitement de tournage, la direction sensible aux erreurs est la direction horizontale, et l'erreur de traitement provoquée par l'erreur de guidage dans la direction verticale peut être ignorée ; lors du traitement d'alésage, la direction sensible aux erreurs change avec la rotation de l'outil ; lors du traitement de rabotage, la direction sensible aux erreurs est la direction verticale, et la rectitude du rail de guidage du lit dans le plan vertical provoque des erreurs de rectitude et de planéité de la surface usinée.
L'erreur de rotation de la broche de la machine-outil fait référence à la dérive de l'axe de rotation réel par rapport à l'axe de rotation idéal. Il comprend principalement le faux-rond circulaire de la face d'extrémité de la broche, le faux-rond circulaire radial de la broche et l'inclinaison de l'axe géométrique de la broche.
1) L'influence du faux-rond circulaire de la face d'extrémité de la broche sur la précision de l'usinage :
① Aucune influence lors de l'usinage d'une surface cylindrique ;
② Lors du tournage ou de l'alésage de la face d'extrémité, une erreur verticale entre la face d'extrémité et l'axe cylindrique ou une erreur de planéité de la face d'extrémité sera générée ;
③ Lors de l'usinage du filetage, une erreur de période de pas sera générée.
2) L'influence du faux-rond circulaire radial de la broche sur la précision de l'usinage :
① Si l'erreur de rotation radiale se manifeste par un simple mouvement linéaire harmonique de son axe réel dans la direction des coordonnées de l'axe y, le trou percé par l'aléseuse est un trou elliptique et l'erreur de rondeur est l'amplitude de battement circulaire radial ; tandis que le trou tourné par le tour n'a aucune influence ;
② Si l'axe géométrique de la broche se déplace de manière excentrique, un cercle avec un rayon égal à la distance entre la pointe de l'outil et l'axe moyen peut être obtenu indépendamment du tournage ou de l'alésage.
3) L'influence de l'inclinaison de l'axe géométrique de la broche sur la précision d'usinage :
① L'axe géométrique forme une trajectoire conique avec un certain angle de cône par rapport à l'axe moyen dans l'espace. Du point de vue de chaque section transversale, cela équivaut au centre de l'axe géométrique se déplaçant de manière excentrique autour du centre de l'axe moyen, tandis que les valeurs d'excentricité à différents endroits sont différentes de la direction axiale ;
② L'axe géométrique oscille dans un certain plan. Du point de vue de chaque section transversale, cela équivaut au centre réel de l'axe se déplaçant dans un plan dans un simple mouvement linéaire harmonique, tandis que l'amplitude du faux-rond à différents endroits est différente de la direction axiale ;
③ En fait, l'inclinaison de l'axe géométrique de la broche est la superposition des deux ci-dessus.
(3) Erreur de transmission de la chaîne de transmission de la machine-outil
L'erreur de transmission de la chaîne de transmission de la machine-outil fait référence à l'erreur de mouvement relative entre les éléments de transmission aux première et dernière extrémités de la chaîne de transmission.
Le système de processus se déformera sous l'action de la force de coupe, de la force de serrage, de la gravité et de la force d'inertie, détruisant ainsi la relation de position relative des composants du système de processus ajusté, entraînant des erreurs d'usinage et affectant la stabilité du processus d'usinage. Considérez principalement la déformation de la machine-outil, la déformation de la pièce et la déformation totale du système de processus.
(1) L'influence de la force de coupe sur la précision de l'usinage
En considérant uniquement la déformation de la machine-outil, pour l'usinage de pièces d'arbre, la déformation de la machine-outil sous l'effet de la force donne à la pièce usinée une apparence en forme de selle avec des extrémités épaisses et mince au milieu, c'est-à-dire qu'une erreur de cylindrée se produit. En considérant uniquement la déformation de la pièce, pour l'usinage de pièces d'arbre, la déformation de la pièce sous force donne à la pièce une apparence de tambour avec des extrémités fines et épaisse au milieu après l'usinage. Pour l'usinage de pièces de trous, compte tenu de la déformation de la machine-outil ou de la pièce seule, la forme de la pièce après usinage est opposée à celle des pièces d'arbre usinées.
(2) L'influence de la force de serrage sur la précision de l'usinage
Lorsque la pièce est serrée, en raison de sa faible rigidité ou d'un point de force de serrage inapproprié, la pièce produira une déformation correspondante, entraînant une erreur d'usinage.
L'influence de l'erreur d'outil sur la précision d'usinage varie selon le type d'outil.
(1) La précision dimensionnelle des outils de taille fixe (tels que les forets, les alésoirs, les fraises à rainure de clavette et les broches circulaires, etc.) affecte directement la précision dimensionnelle de la pièce.
(2) La précision de forme des outils de formage (tels que les outils de tournage de formage, les fraises de formage, les meules de formage, etc.) affectera directement la précision de forme de la pièce.
(3) L'erreur de forme de lame de l'outil de développement (tel qu'une fraise-mère à engrenages, une fraise-mère cannelée, un outil de façonnage d'engrenages, etc.) affectera la précision de la forme de la surface usinée.
(4) La précision de fabrication des outils généraux (tels que les outils de tournage, les outils d'alésage, les fraises) n'a pas d'impact direct sur la précision d'usinage, mais les outils sont faciles à porter.
Il y a souvent de nombreux petits copeaux métalliques sur le site de transformation. Si ces copeaux métalliques sont en contact avec la surface de positionnement ou le trou de positionnement de la pièce, cela affectera la précision d'usinage de la pièce. Pour un usinage de haute précision, certains copeaux métalliques trop petits pour être visibles affecteront la précision. Ce facteur d'influence sera identifié, mais il n'existe pas de méthode très efficace pour l'éliminer, et il dépend souvent fortement des compétences opérationnelles de l'opérateur.
Pendant le processus d'usinage, le système de processus est chauffé et déformé en raison de la chaleur générée par des sources de chaleur internes (chaleur de coupe, chaleur de friction) ou des sources de chaleur externes (température ambiante, rayonnement thermique), affectant ainsi la précision de l'usinage. Dans l'usinage de pièces à grande échelle et l'usinage de précision, l'erreur d'usinage causée par la déformation thermique du système de traitement représente 40 à 70 % de l'erreur d'usinage totale.
L'influence de la déformation thermique de la pièce sur le métal traité comprend deux types : un chauffage uniforme de la pièce et un chauffage inégal de la pièce.
Génération de contraintes résiduelles :
(1) Contraintes résiduelles générées lors de la fabrication des ébauches et du traitement thermique ;
(2) Contrainte résiduelle causée par le lissage à froid ;
(3) Contrainte résiduelle causée par la coupe.
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