Ci occupiamo di lavorazioni meccaniche ogni giorno, e menzioniamo spesso la precisione delle lavorazioni. Ma, quando dici precisione, hai davvero ragione? Diamo un'occhiata alla "precisione di lavorazione" oggi!
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La differenza tra precisione e precisione
Precisione significa la correttezza dei risultati della misurazione e precisione significa la ripetibilità e riproducibilità dei risultati della misurazione. La precisione è il prerequisito per l'accuratezza. La figura qui sotto è una buona illustrazione.
Precisione
Si riferisce al grado di vicinanza tra i risultati della misurazione ottenuti e il valore reale. L'elevata precisione di misurazione significa che l'errore sistematico è piccolo. In questo momento, il valore medio dei dati di misurazione si discosta meno dal valore reale, ma i dati sono dispersi, ovvero la dimensione dell'errore accidentale non è chiara.
Precisione
Si riferisce alla riproducibilità e alla coerenza tra i risultati ottenuti da misurazioni ripetute utilizzando lo stesso campione di riserva. È possibile avere un'elevata precisione, ma la precisione non è elevata. Ad esempio, i tre risultati ottenuti utilizzando una lunghezza di 1 mm per la misurazione sono rispettivamente 1,051 mm, 1,053 e 1,052. Sebbene abbiano un'elevata precisione, non sono accurati.
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Definizione di Precisione della Macchina Utensile
Quando confronti le macchine utensili CNC, se la "precisione di posizionamento" del campione della fabbrica di macchine utensili A è contrassegnata come {{0}}.002 mm e la "precisione di posizionamento" del campione della fabbrica di macchine utensili B è contrassegnato come 0,004 mm. Attraverso questi due dati intuitivi, penserai naturalmente che le macchine utensili della fabbrica di macchine utensili A siano più accurate della fabbrica di macchine utensili B.
Tuttavia, in effetti, è molto probabile che le macchine utensili della fabbrica di macchine utensili B siano più accurate di una fabbrica di macchine utensili A. Il problema sta nello standard della loro definizione di precisione. Pertanto, quando parliamo di "precisione" delle macchine utensili CNC, dobbiamo chiarire le definizioni e i metodi di calcolo degli standard e degli indicatori.
In generale, la precisione si riferisce alla capacità della macchina utensile di localizzare il punto della punta dell'utensile rispetto al punto target del programma. Tuttavia, ci sono molti modi per misurare questa capacità di posizionamento e, cosa più importante, paesi diversi hanno normative diverse.
Costruttori europei di macchine utensili:
I produttori europei di macchine utensili, in particolare i produttori tedeschi, generalmente adottano lo standard VDI/DGQ3441.
Costruttori giapponesi di macchine utensili:
Quando si calibra la "precisione", vengono solitamente utilizzati gli standard JISB6201 o JISB6336 o JISB6338. JISB6201 è generalmente utilizzato per macchine utensili generiche e normali macchine utensili CNC, JISB6336 è generalmente utilizzato per centri di lavoro e JISB6338 è generalmente utilizzato per centri di lavoro verticali.
Costruttori americani di macchine utensili:
Solitamente viene adottato lo standard NMTBA (lo standard nasce da uno studio dell'American Machine Tool Builders Association, promulgato nel 1968 e successivamente rivisto).
Quando si calibra la precisione di una macchina utensile CNC, è molto necessario contrassegnare lo standard che utilizza. Utilizzando lo standard giapponese JIS, i dati sono significativamente inferiori rispetto allo standard tedesco VDI o allo standard americano NMTBA.
Stesse metriche, significati diversi
Ciò che spesso crea confusione è che lo stesso nome di indicatore ha significati diversi in diversi standard di precisione, ma nomi di indicatori diversi hanno lo stesso significato. I quattro standard di cui sopra, ad eccezione dello standard JIS, sono tutti calcolati da statistiche matematiche dopo più cicli di misurazione di più punti target sull'asse CNC della macchina utensile. Le differenze fondamentali sono:
1) Numero di punti target
2) Misurare il numero di giri
3) Avvicinamento al punto obiettivo da unidirezionale o bidirezionale (questo punto è particolarmente importante)
4) Metodo di calcolo dell'indice di precisione e altri indici
Questa è una descrizione dei punti chiave di differenza tra i 4 standard e, come ci si aspetterebbe, un giorno tutti i produttori di macchine utensili seguiranno lo standard ISO in modo uniforme. Pertanto, lo standard ISO viene scelto come punto di riferimento qui. I quattro standard vengono confrontati nella tabella seguente e questo articolo riguarda solo la precisione lineare, poiché il principio di calcolo della precisione rotazionale è sostanzialmente lo stesso.
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Stabilità termica (effetto della temperatura sulla precisione)
Parte in acciaio: 100 x 30 x 20 mm
La dimensione cambia quando la temperatura scende da 25 gradi a 20 gradi: a 25 gradi, la dimensione è di 6 μm più grande, e quando la temperatura scende a 20 gradi, la dimensione è solo di 0,12 μm più grande. Questo è un processo termicamente stabile, anche se la temperatura scende rapidamente, ci vuole ancora un tempo prolungato per mantenere la precisione. Più grande è l'oggetto, più tempo occorre per stabilizzare la precisione quando la temperatura cambia.
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Per lavorazioni di alta precisione, il problema della temperatura non deve essere ignorato, perché la differenza di temperatura è nemica della precisione. Nello specifico, i materiali si espandono con il calore e si contraggono con il freddo. L'espansione lineare dell'acciaio che utilizziamo causerà una variazione di 12 μm per metro di lunghezza quando la temperatura cambia di 1 grado. Questo è un dato costante per ogni macchina in ogni angolo del mondo.
Le fabbriche senza esperienza nella lavorazione di precisione spesso attribuiscono l'instabilità della precisione a problemi di precisione dell'attrezzatura durante la lavorazione di precisione. Per le fabbriche con esperienza nella lavorazione di precisione, tutti sanno che questo è il buon senso più elementare e attribuiranno grande importanza all'equilibrio termico della temperatura ambiente e della macchina utensile. Sono molto chiari sul fatto che anche le macchine utensili ad alta precisione possono ottenere una precisione di lavorazione stabile solo in un ambiente di temperatura stabile e in uno stato di equilibrio termico.
