CNC 加工における 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ー (幾何学的サイズ、幾何学的形状、および相互位置) と理想的な幾何学的パラメーターとの間の偏差の程度を指します。実際の形状パラメータと加工後の部品の理想的な形状パラメータとの一致度が加工精度です。加工誤差が小さいほど適合度が高くなり、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.工作機械の製造誤差

工作機械の製造誤差には、主にスピンドルの回転誤差、ガイド レールの誤差、伝達チェーンの誤差が含まれます。

スピンドル回転誤差とは、各瞬間におけるスピンドルの実際の回転軸の平均回転軸に対する変動を指し、加工されたワークピースの精度に直接影響します。スピンドルの回転誤差の主な原因は、スピンドルの同軸度誤差、ベアリング自体の誤差、ベアリング間の同軸度誤差、およびスピンドルの巻線です。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基準であり、工作機械の動きの基準でもあります。ガイドレール自体の製造誤差、ガイドレールの偏摩耗、取付品質がガイドレール誤差の重要な要因となります。伝達チェーン誤差とは、伝達チェーンの両端にある伝達要素間の相対運動の誤差を指します。伝動チェーンの各部品の製造誤差や組立誤差、使用中の摩耗が原因です。

2.ツールの幾何学的エラー

どの工具も、切断プロセス中に必然的に摩耗し、ワークピースのサイズと形状が変化します。加工誤差に対する工具形状誤差の影響は、工具の種類によって異なります。加工に固定サイズの工具を使用する場合、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。一般的な工具 (旋削工具など) の場合、製造誤差は加工誤差に直接影響しません。

3.フィクスチャの幾何学的エラー

治具の機能は、工具と工作機械に相当するワークピースを正しい位置にすることであるため、治具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

位置決め誤差には、主に、基準ミスアライメント誤差と位置決めペアの製造誤差誤差が含まれます。工作機械でワークピースを加工する場合、加工中の位置決めデータムとして、ワークピース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 (部品図面上の特定の表面サイズと位置を決定するために使用されるデータム) が選択されている場合、基準のずれエラーが発生します。

ワークピース位置決め面と治具位置決め要素は一緒に位置決め対を構成する。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誤差は、調整方法を使用する場合にのみ発生する可能性があり、試し切り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るエラー

ワークピースの剛性：プロセスシステムでは、ワークピースの剛性が工作機械、切削工具、および治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ピースの変形がより大きな影響を与えます加工エラーについて。

工具剛性:加工面の法線 (y) 方向の外径旋削工具の剛性は非常に大きく、その変形は無視できます。小径の内穴をボーリングすると、ツールバーの剛性が非常に低くなり、ツールバーの力と変形が穴の加工精度に大きな影響を与えます。

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を簡単に計算する適切な方法はありません。現在、実験的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。

6.プロセス システムの熱変形によるエラー

プロセスシステムの熱変形は、加工誤差に比較的大きな影響を与えます。特に、精密機械加工や大型部品加工では、熱変形によって引き起こされる加工誤差が、ワークピースの総誤差の 50% を占めることがあります。

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。調整は完全に正確ではないため、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、治具、またはワークを調整することにより、工作機械上のワークとツールの相互の位置精度が保証されます。工作機械、ツール、治具、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、調整誤差は機械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の部品を測定する場合、測定精度は、測定方法、測定ツールの精度、ワークピース、および主観的要因と客観的要因の影響を直接受けます。

9.内部ストレス

外力のない部品の内部に存在する応力を内部応力と呼びます。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な状態になり、低エネルギーの安定状態に本能的に変化し、変形を伴うため、ワークは本来の加工精度を失います。