Métodos para evaluar la precisión de los centros de mecanizado verticales
En el campo del procesamiento mecánico, la precisión de los centros de mecanizado verticales es crucial para la calidad del proceso. Como operador, evaluar con precisión su precisión es fundamental para garantizar el resultado del procesamiento. A continuación, se detallarán los métodos para evaluar la precisión de los centros de mecanizado verticales.
Determinación de elementos relacionados de la pieza de prueba
Materiales, herramientas y parámetros de corte de la pieza de prueba
La selección de los materiales, las herramientas y los parámetros de corte de las piezas de prueba influye directamente en la precisión. Estos elementos suelen determinarse mediante un acuerdo entre la fábrica y el usuario, y deben registrarse adecuadamente.
En cuanto a la velocidad de corte, esta es de aproximadamente 50 m/min para piezas de fundición, mientras que para piezas de aluminio es de aproximadamente 300 m/min. El avance adecuado se encuentra aproximadamente entre (0,05 y 0,10) mm/diente. En cuanto a la profundidad de corte, la profundidad de corte radial para todas las operaciones de fresado debe ser de 0,2 mm. La selección adecuada de estos parámetros es fundamental para determinar con precisión la precisión posterior. Por ejemplo, una velocidad de corte demasiado alta puede provocar un mayor desgaste de la herramienta y afectar la precisión del procesamiento; un avance inadecuado puede provocar que la rugosidad superficial de la pieza procesada no cumpla con los requisitos.
La selección de los materiales, las herramientas y los parámetros de corte de las piezas de prueba influye directamente en la precisión. Estos elementos suelen determinarse mediante un acuerdo entre la fábrica y el usuario, y deben registrarse adecuadamente.
En cuanto a la velocidad de corte, esta es de aproximadamente 50 m/min para piezas de fundición, mientras que para piezas de aluminio es de aproximadamente 300 m/min. El avance adecuado se encuentra aproximadamente entre (0,05 y 0,10) mm/diente. En cuanto a la profundidad de corte, la profundidad de corte radial para todas las operaciones de fresado debe ser de 0,2 mm. La selección adecuada de estos parámetros es fundamental para determinar con precisión la precisión posterior. Por ejemplo, una velocidad de corte demasiado alta puede provocar un mayor desgaste de la herramienta y afectar la precisión del procesamiento; un avance inadecuado puede provocar que la rugosidad superficial de la pieza procesada no cumpla con los requisitos.
Fijación de la pieza de prueba
El método de fijación de la pieza de prueba está directamente relacionado con la estabilidad durante el procesamiento. La pieza de prueba debe instalarse cómodamente en un soporte especial para garantizar la máxima estabilidad de la herramienta y del soporte. Las superficies de instalación del soporte y la pieza de prueba deben ser planas, lo cual es fundamental para garantizar la precisión del procesamiento. Asimismo, debe comprobarse el paralelismo entre la superficie de instalación de la pieza de prueba y la superficie de sujeción del soporte.
En cuanto al método de sujeción, se debe utilizar uno adecuado que permita que la herramienta penetre y procese toda la longitud del orificio central. Por ejemplo, se recomienda utilizar tornillos avellanados para fijar la pieza de prueba, lo que evita eficazmente la interferencia entre la herramienta y los tornillos. Por supuesto, también se pueden seleccionar otros métodos equivalentes. La altura total de la pieza de prueba depende del método de fijación seleccionado. Una altura adecuada garantiza la estabilidad de la posición de la pieza de prueba durante el procesamiento y reduce la desviación de precisión causada por factores como la vibración.
El método de fijación de la pieza de prueba está directamente relacionado con la estabilidad durante el procesamiento. La pieza de prueba debe instalarse cómodamente en un soporte especial para garantizar la máxima estabilidad de la herramienta y del soporte. Las superficies de instalación del soporte y la pieza de prueba deben ser planas, lo cual es fundamental para garantizar la precisión del procesamiento. Asimismo, debe comprobarse el paralelismo entre la superficie de instalación de la pieza de prueba y la superficie de sujeción del soporte.
En cuanto al método de sujeción, se debe utilizar uno adecuado que permita que la herramienta penetre y procese toda la longitud del orificio central. Por ejemplo, se recomienda utilizar tornillos avellanados para fijar la pieza de prueba, lo que evita eficazmente la interferencia entre la herramienta y los tornillos. Por supuesto, también se pueden seleccionar otros métodos equivalentes. La altura total de la pieza de prueba depende del método de fijación seleccionado. Una altura adecuada garantiza la estabilidad de la posición de la pieza de prueba durante el procesamiento y reduce la desviación de precisión causada por factores como la vibración.
Dimensiones de la pieza de prueba
Tras múltiples cortes, las dimensiones externas de la pieza de prueba disminuirán y el diámetro del orificio aumentará. Para una correcta precisión de corte del centro de mecanizado, se recomienda seleccionar las dimensiones de la pieza de prueba para el mecanizado de contorno final, de acuerdo con la norma. La pieza de prueba puede utilizarse repetidamente en pruebas de corte, pero sus especificaciones deben mantenerse dentro de un ±10 % de las dimensiones características de la norma. Al volver a utilizar la pieza de prueba, se debe realizar un corte de capa fina para limpiar todas las superficies antes de realizar una nueva prueba de corte de precisión. Esto elimina la influencia de los residuos del procesamiento anterior y permite que el resultado de cada prueba refleje con mayor precisión el estado de precisión actual del centro de mecanizado.
Tras múltiples cortes, las dimensiones externas de la pieza de prueba disminuirán y el diámetro del orificio aumentará. Para una correcta precisión de corte del centro de mecanizado, se recomienda seleccionar las dimensiones de la pieza de prueba para el mecanizado de contorno final, de acuerdo con la norma. La pieza de prueba puede utilizarse repetidamente en pruebas de corte, pero sus especificaciones deben mantenerse dentro de un ±10 % de las dimensiones características de la norma. Al volver a utilizar la pieza de prueba, se debe realizar un corte de capa fina para limpiar todas las superficies antes de realizar una nueva prueba de corte de precisión. Esto elimina la influencia de los residuos del procesamiento anterior y permite que el resultado de cada prueba refleje con mayor precisión el estado de precisión actual del centro de mecanizado.
Posicionamiento de la pieza de prueba
La pieza de prueba debe colocarse en la posición media del recorrido X del centro de mecanizado vertical y en una posición apropiada a lo largo de los ejes Y y Z adecuada para el posicionamiento de la pieza de prueba y el accesorio, así como la longitud de la herramienta. Sin embargo, cuando existan requisitos especiales para la posición de posicionamiento de la pieza de prueba, estos deben especificarse claramente en el acuerdo entre la fábrica de fabricación y el usuario. El posicionamiento correcto puede asegurar la posición relativa precisa entre la herramienta y la pieza de prueba durante el proceso de procesamiento, asegurando así efectivamente la precisión del procesamiento. Si la pieza de prueba está colocada incorrectamente, puede provocar problemas como la desviación de la dimensión del procesamiento y errores de forma. Por ejemplo, la desviación de la posición central en la dirección X puede causar errores de dimensión en la dirección de la longitud de la pieza de trabajo procesada; el posicionamiento incorrecto a lo largo de los ejes Y y Z puede afectar la precisión de la pieza de trabajo en las direcciones de altura y anchura.
La pieza de prueba debe colocarse en la posición media del recorrido X del centro de mecanizado vertical y en una posición apropiada a lo largo de los ejes Y y Z adecuada para el posicionamiento de la pieza de prueba y el accesorio, así como la longitud de la herramienta. Sin embargo, cuando existan requisitos especiales para la posición de posicionamiento de la pieza de prueba, estos deben especificarse claramente en el acuerdo entre la fábrica de fabricación y el usuario. El posicionamiento correcto puede asegurar la posición relativa precisa entre la herramienta y la pieza de prueba durante el proceso de procesamiento, asegurando así efectivamente la precisión del procesamiento. Si la pieza de prueba está colocada incorrectamente, puede provocar problemas como la desviación de la dimensión del procesamiento y errores de forma. Por ejemplo, la desviación de la posición central en la dirección X puede causar errores de dimensión en la dirección de la longitud de la pieza de trabajo procesada; el posicionamiento incorrecto a lo largo de los ejes Y y Z puede afectar la precisión de la pieza de trabajo en las direcciones de altura y anchura.
Elementos de detección específicos y métodos de procesamiento de precisión
Detección de precisión dimensional
Precisión de las dimensiones lineales
Utilice herramientas de medición (como calibradores, micrómetros, etc.) para medir las dimensiones lineales de la pieza de prueba procesada. Por ejemplo, mida la longitud, el ancho, la altura y otras dimensiones de la pieza de trabajo y compárelas con las dimensiones de diseño. En centros de mecanizado con altos requisitos de precisión, la desviación dimensional debe controlarse dentro de un rango muy pequeño, generalmente del orden de micras. Al medir las dimensiones lineales en múltiples direcciones, se puede evaluar exhaustivamente la precisión de posicionamiento del centro de mecanizado en los ejes X, Y y Z.
Precisión de las dimensiones lineales
Utilice herramientas de medición (como calibradores, micrómetros, etc.) para medir las dimensiones lineales de la pieza de prueba procesada. Por ejemplo, mida la longitud, el ancho, la altura y otras dimensiones de la pieza de trabajo y compárelas con las dimensiones de diseño. En centros de mecanizado con altos requisitos de precisión, la desviación dimensional debe controlarse dentro de un rango muy pequeño, generalmente del orden de micras. Al medir las dimensiones lineales en múltiples direcciones, se puede evaluar exhaustivamente la precisión de posicionamiento del centro de mecanizado en los ejes X, Y y Z.
Precisión del diámetro del orificio
Para el procesamiento de agujeros, se pueden utilizar herramientas como calibres de diámetro interior y máquinas de medición por coordenadas para detectar el diámetro del agujero. La precisión del diámetro del agujero incluye no solo que el tamaño del diámetro cumpla con los requisitos, sino también indicadores como la cilindricidad. Una desviación excesiva del diámetro del agujero puede deberse a factores como el desgaste de la herramienta y la desviación radial del husillo.
Para el procesamiento de agujeros, se pueden utilizar herramientas como calibres de diámetro interior y máquinas de medición por coordenadas para detectar el diámetro del agujero. La precisión del diámetro del agujero incluye no solo que el tamaño del diámetro cumpla con los requisitos, sino también indicadores como la cilindricidad. Una desviación excesiva del diámetro del agujero puede deberse a factores como el desgaste de la herramienta y la desviación radial del husillo.
Detección de precisión de forma
Detección de planitud
Utilice instrumentos como niveles y planos ópticos para detectar la planitud del plano procesado. Coloque el nivel sobre el plano procesado y determine el error de planitud observando el cambio de posición de la burbuja. Para un procesamiento de alta precisión, el error de planitud debe ser extremadamente pequeño; de lo contrario, afectará el ensamblaje posterior y otros procesos. Por ejemplo, al procesar los rieles guía de las máquinas herramienta y otros planos, el requisito de planitud es extremadamente alto. Si se excede el error admisible, las piezas móviles de los rieles guía se moverán de forma inestable.
Detección de planitud
Utilice instrumentos como niveles y planos ópticos para detectar la planitud del plano procesado. Coloque el nivel sobre el plano procesado y determine el error de planitud observando el cambio de posición de la burbuja. Para un procesamiento de alta precisión, el error de planitud debe ser extremadamente pequeño; de lo contrario, afectará el ensamblaje posterior y otros procesos. Por ejemplo, al procesar los rieles guía de las máquinas herramienta y otros planos, el requisito de planitud es extremadamente alto. Si se excede el error admisible, las piezas móviles de los rieles guía se moverán de forma inestable.
Detección de redondez
Para el procesamiento de contornos circulares (como cilindros, conos, etc.), se puede utilizar un comprobador de redondez. El error de redondez refleja la precisión del centro de mecanizado durante el movimiento de rotación. Factores como la precisión de rotación del husillo y el descentramiento radial de la herramienta afectan la redondez. Un error de redondez demasiado grande puede provocar desequilibrios durante la rotación de las piezas mecánicas y afectar el funcionamiento normal del equipo.
Para el procesamiento de contornos circulares (como cilindros, conos, etc.), se puede utilizar un comprobador de redondez. El error de redondez refleja la precisión del centro de mecanizado durante el movimiento de rotación. Factores como la precisión de rotación del husillo y el descentramiento radial de la herramienta afectan la redondez. Un error de redondez demasiado grande puede provocar desequilibrios durante la rotación de las piezas mecánicas y afectar el funcionamiento normal del equipo.
Detección de la precisión de la posición
Detección de paralelismo
Detecte el paralelismo entre superficies procesadas o entre agujeros y superficies. Por ejemplo, para medir el paralelismo entre dos planos, se puede utilizar un comparador de carátula. Fije el comparador de carátula en el husillo, haga que el cabezal del comparador toque el plano medido, mueva la mesa de trabajo y observe la variación en la lectura del comparador. Un error de paralelismo excesivo puede deberse a factores como la rectitud del riel guía y la inclinación de la mesa de trabajo.
Detección de paralelismo
Detecte el paralelismo entre superficies procesadas o entre agujeros y superficies. Por ejemplo, para medir el paralelismo entre dos planos, se puede utilizar un comparador de carátula. Fije el comparador de carátula en el husillo, haga que el cabezal del comparador toque el plano medido, mueva la mesa de trabajo y observe la variación en la lectura del comparador. Un error de paralelismo excesivo puede deberse a factores como la rectitud del riel guía y la inclinación de la mesa de trabajo.
Detección de perpendicularidad
Detecte la perpendicularidad entre las superficies procesadas o entre los agujeros y la superficie mediante herramientas como escuadras de prueba e instrumentos de medición de perpendicularidad. Por ejemplo, al procesar piezas tipo caja, la perpendicularidad entre las distintas superficies de la caja tiene un impacto importante en el ensamblaje y el rendimiento de uso de las piezas. El error de perpendicularidad puede deberse a la desviación de la perpendicularidad entre los ejes de coordenadas de la máquina herramienta.
Detecte la perpendicularidad entre las superficies procesadas o entre los agujeros y la superficie mediante herramientas como escuadras de prueba e instrumentos de medición de perpendicularidad. Por ejemplo, al procesar piezas tipo caja, la perpendicularidad entre las distintas superficies de la caja tiene un impacto importante en el ensamblaje y el rendimiento de uso de las piezas. El error de perpendicularidad puede deberse a la desviación de la perpendicularidad entre los ejes de coordenadas de la máquina herramienta.
Evaluación de la precisión dinámica
Detección de vibraciones
Durante el proceso de mecanizado, utilice sensores de vibración para detectar la vibración en el centro de mecanizado. La vibración puede causar problemas como una mayor rugosidad superficial de la pieza procesada y un desgaste acelerado de la herramienta. Analizando la frecuencia y la amplitud de la vibración, es posible determinar si existen fuentes de vibración anormales, como piezas giratorias desequilibradas y componentes sueltos. En centros de mecanizado de alta precisión, la amplitud de la vibración debe controlarse a un nivel muy bajo para garantizar la estabilidad de la precisión del mecanizado.
Durante el proceso de mecanizado, utilice sensores de vibración para detectar la vibración en el centro de mecanizado. La vibración puede causar problemas como una mayor rugosidad superficial de la pieza procesada y un desgaste acelerado de la herramienta. Analizando la frecuencia y la amplitud de la vibración, es posible determinar si existen fuentes de vibración anormales, como piezas giratorias desequilibradas y componentes sueltos. En centros de mecanizado de alta precisión, la amplitud de la vibración debe controlarse a un nivel muy bajo para garantizar la estabilidad de la precisión del mecanizado.
Detección de deformación térmica
El centro de mecanizado genera calor durante el funcionamiento prolongado, lo que provoca deformación térmica. Utilice sensores de temperatura para medir los cambios de temperatura en los componentes clave (como el husillo y el riel guía) y combínelos con instrumentos de medición para detectar cambios en la precisión del procesamiento. La deformación térmica puede provocar cambios graduales en las dimensiones del procesamiento. Por ejemplo, el alargamiento del husillo a altas temperaturas puede causar desviaciones dimensionales en la dirección axial de la pieza procesada. Para reducir el impacto de la deformación térmica en la precisión, algunos centros de mecanizado avanzados están equipados con sistemas de refrigeración para controlar la temperatura.
El centro de mecanizado genera calor durante el funcionamiento prolongado, lo que provoca deformación térmica. Utilice sensores de temperatura para medir los cambios de temperatura en los componentes clave (como el husillo y el riel guía) y combínelos con instrumentos de medición para detectar cambios en la precisión del procesamiento. La deformación térmica puede provocar cambios graduales en las dimensiones del procesamiento. Por ejemplo, el alargamiento del husillo a altas temperaturas puede causar desviaciones dimensionales en la dirección axial de la pieza procesada. Para reducir el impacto de la deformación térmica en la precisión, algunos centros de mecanizado avanzados están equipados con sistemas de refrigeración para controlar la temperatura.
Consideración de la precisión del reposicionamiento
Comparación de la precisión del procesamiento múltiple de la misma pieza de prueba
Al procesar repetidamente la misma pieza de prueba y utilizar los métodos de detección mencionados para medir la precisión de cada pieza procesada, se debe observar la repetibilidad de indicadores como la precisión dimensional, la precisión de forma y la precisión de posición. Una precisión de reposicionamiento deficiente puede generar inestabilidad en la calidad de las piezas procesadas por lotes. Por ejemplo, en el procesamiento de moldes, una precisión de reposicionamiento baja puede causar inconsistencias en las dimensiones de la cavidad del molde, lo que afecta su rendimiento.
Al procesar repetidamente la misma pieza de prueba y utilizar los métodos de detección mencionados para medir la precisión de cada pieza procesada, se debe observar la repetibilidad de indicadores como la precisión dimensional, la precisión de forma y la precisión de posición. Una precisión de reposicionamiento deficiente puede generar inestabilidad en la calidad de las piezas procesadas por lotes. Por ejemplo, en el procesamiento de moldes, una precisión de reposicionamiento baja puede causar inconsistencias en las dimensiones de la cavidad del molde, lo que afecta su rendimiento.
En conclusión, como operador, para evaluar de forma exhaustiva y precisa la precisión de los centros de mecanizado verticales, es necesario partir de múltiples aspectos, como la preparación de las piezas de prueba (incluyendo materiales, herramientas, parámetros de corte, fijación y dimensiones), el posicionamiento de las piezas de prueba, la detección de diversos parámetros de precisión de procesamiento (precisión dimensional, precisión de forma, precisión de posición), la evaluación de la precisión dinámica y la consideración de la precisión de reposicionamiento. Solo así, el centro de mecanizado podrá cumplir con los requisitos de precisión de procesamiento durante el proceso de producción y producir piezas mecánicas de alta calidad.