CNC 機械加工製造:精度、精度、公差

製造業では、CNC 機械加工が製造と生産に長い間使用されてきました。テクノロジーとコンピューター支援設計ソフトウェアの出現により、製品の設計は容易になるかもしれませんが、これにより設計が以前よりも複雑になります。設計段階自体で、製品の精度、精度、公差の基準を設定する必要があります。

CNC加工の仕様や機能に関する専門用語が多すぎます。それぞれの用語の意味を知っていますか？ CNC 加工サービスを購入する場合サービスプロバイダーから、精度、公差、精度などの用語を聞いたり読んだりしたことがあるはずです。これらの用語はどういう意味ですか? CNC加工におけるこれらの専門用語の重要性を知りたいですか？もしそうなら、次の記事を読んで、これらの 3 つの用語 (精度、精度、公差) を明確に理解してください。

加工精度

プレシジョンとは?

精度とは、測定値間の近さを指します。つまり、測定値がすべて互いに近い場合、正確であることを意味します。精度とは、CNC 工作機械で複数の部品を製造する際の一貫した再現性を意味します。測定値が繰り返され、一貫しているかどうかを反映します。精度が高いほど、結果は近くなります。

これは、CNC 加工で使用される最も重要な用語の 1 つです。同様に、この用語は工作機械の信頼性を定義します。基本的に、精度は、測定システムが同じメトリックを何度も返す能力を定義するメトリックです。

工場では、機械またはプロセスの精度とは、エラーが発生したりランダムなエラーが発生したりすることなく、毎回同じ方法で操作を繰り返す能力を指します。正確な機械加工または正確な職人技は、逸脱のないプロセスの制御を証明します。これは正確性と混同されることが多く、実際、この 2 つの用語は何気なく同じ意味で使用されています。ただし、精度は再現性を意味します。 (高精度加工の重要性に関する精密加工の詳細)

加工精度

精度とは?

精度と精度は同義のように見えますが、機械加工では意味が異なります。したがって、さまざまな用語の意味を理解することが重要です。

精度は、測定値が特定の値または真の結果にどれだけ近いかとして定義されます。すべての測定値が真の値に近い場合、それらは正確です。システムエラーの影響を反映できます。システムエラーが小さければ、精度は高くなります。

金属加工において、精度とは、設計で指定された測定値に機械が一致できる程度を指します。マシンが設計で指定された正確な位置をカットできる場合、そのマシンは高精度です。

オペレーター/プログラマーが意図したとおりに操作 (カット、ドリル、ボアなど) を実行する精密な機械。たとえば、ワークピースを 60mm の長さに切断するようにマシンがプログラムされている場合、ワークピースは 60mm に切断されます。精度とは、正確に60mmに近いことを意味します。基準に近いほど精度が高くなります。

CNC 加工精度に影響する要因

逆偏差

CNC機械加工工場で工作物を加工する場合、シャフトの軸は、伝達プロセス中に逆の不感帯またはバックラッシュを引き起こし、エラーを引き起こし、その性能は逆バイアスです。 CNC 工作機械がセミクローズドループサーボシステムを採用している場合、リバースオフセットの存在は、工作機械の位置決め精度と反復位置決め精度に影響を与え、工作物の精度に影響を与えます。

ギャップエラー

工作機械駆動チェーンの運転中に発生するクリアランス誤差です。モーターが作動しているとき、工作機械は動きを生成しません。これにより、CNC 工作機械の振動や大きなエラーが発生します。

部品位置エラー

部品の位置誤差は、理想的な位置に対する実際の表面とシャフト位置との偏差であり、主に工作機械の伝達ギャップと部品の弾性変形によって引き起こされるヘッド位置誤差に基づいています。サービスの摩擦

オープンループシステムでは位置誤差が加工精度に大きな影響を与えますが、クローズドループサーボシステムでは主に変位検出装置の精度とシステム増幅率に依存するため、一般的な影響は次のとおりです。明らかではありません。

工作機械の幾何学的誤差

CNC 機械加工プロセスでは、工具と固定具が外力の影響を受け、熱切断により工作機械の体積精度が低下し、加工部品の変形に影響します。

もちろん、工作機械の幾何学的誤差の原因は内部と外部にあります。内部的な理由は、工作機械自体の要因です。たとえば、テーブル面の水平度や、工作機械や治具の幾何学的精度などです。

外的原因は、外部環境と加工プロセス中に発生する熱であり、工作機械の変形につながります。温度の変化は、機械の静的および動的精度に影響を与えます。 CNC 機械加工工場の機械加工プロセスでは、モーターの加熱とワークピースの摩擦によって温度変化が生じ、調整精度が失われ、ワークピースのサイズと精度に影響を与えます。

工作機械の位置決めエラー

工作機械の位置決め精度は部品の精度に大きく影響します。したがって、位置決め誤差はCNC加工誤差の重要な原因であり、工作機械の送りシステムは位置決め精度に影響を与える主なリンクです。 CNC 工作機械の送りシステムは通常、機械伝達システムと電気制御システムで構成され、その位置決め精度は構造設計の機械伝達システムに関連しています。

開ループシステムでは、より影響力のある要因とより複雑な状況により、位置決め監視が不可能になり、CNC 工作機械の加工精度に大きな影響を与えます。ただし、クローズドループシステムでは、CNC 工作機械は通常、位置検出デバイスによってシステム内の主要コンポーネントの位置ずれを回避できます。

正確さの重要性

CNC 機械加工部品は、多くの業界で使用されています。自動車、航空宇宙、医療、工業、その他多くの業界の成功は、正確な製品にかかっています。

精度は、公衆の安全を確保することもできます。たとえば、自動車や飛行機はさまざまな CNC 加工部品で構成されています。これらのコンポーネントの 1 つが会社や業界の基準を満たしていない場合、連鎖反応が発生し、ドライバーと乗客が危険にさらされる可能性があります。

加工公差

寛容とは?

公差は、既知または標準値からの測定システムの許容または予測可能な偏差として定義できます。システムの公差は、通常「+/-」で表されます。

たとえば、CNC 工作機械の公差は +/- 0.01 mm である必要があります。これは、加工ツールが各カットで 0.01 mm の偏差を持つことを意味します。偏差は、標準値より 0.01 mm 大きいか、標準値より 0.01 mm 小さい場合があります。

公差を小さくすることは良い考えですが、場合によっては公差を小さくする必要がない場合があり、完成品にはメリットがありません。しかし、公差が厳しいと、コストが増加し、製造業者の生産時間が長くなります。したがって、公差の許容値は、実際には適用分野によって異なります。

公差は顧客によって定義されますが、機械は通常、標準公差と可能な最小公差を指定します。

加工公差に影響する要因

材料: 材料は圧力下で異なる挙動を示し、一部の材料は他の材料よりも処理が容易です。公差を決定する際には、これらの材料特性を考慮する必要があります。

機械加工 タイプ :一部のプロセスは他のプロセスよりも正確であるため、使用される処理方法は、最終部品の可能な公差に大きく影響します。

メッキ と仕上げ :部品のサイズと公差を決定するときは、メッキまたは仕上げプロセスを考慮する必要があります。電気メッキと仕上げによりパーツの表面に少量の材料が追加されますが、これらの少量によって最終製品のサイズが変化するため、製造前に考慮する必要があります。

費用: 公差は正確である必要がありますが、必要な公差を決して超えないようにしてください。 (加工コストを削減する方法)

寛容の重要性

今日の製造業者は、自社の製品またはシステムを簡単に組み立てて、最小限の調整で必要な機能を実行できるようにするために、厳密な公差を要求しています。部品の材質から使用される機械加工プロセスまで、さまざまな要因によって違いが生じる可能性があります。したがって、エンジニアは設計プロセス中に部品に機械加工公差を割り当てます。最終的に公差は、製図板から完成品までのプロセスで最も重要な要素の 1 つです。

今日の製造業者は、自社の製品またはシステムを簡単に組み立てて、最小限の調整で必要な機能を実行できるようにするために、厳密な公差を要求しています。正しい設計仕様により、生産時間が短縮され、顧客のコストが削減されます。