機械精度を向上させる方法

多くの製造アプリケーションでは、精度が最も重要です。部品公差 (特定の部品の寸法で許容される「誤差の範囲」) は、特定の用途では非常に小さい場合があります。たとえば、航空宇宙産業では、安全上の理由から、特定のコンポーネントの部品公差が +/- 0.001 インチ以下になる場合があります。他の業界では、0.01 インチの差異で十分な場合があり、完成品を作るために必要な部品が適切にかみ合わないことがあります。

機械の精度は、完成品の部品公差を決定する上で大きな役割を果たします。残念なことに、マシンの精度は、使用するにつれて時間の経過とともに低下する可能性があります。または、不適切にセットアップされたマシンによって、ひどく歪んだパーツが作成される可能性があります。機械の精度は、製造業者が機械をどのようにセットアップして実行するかに大きく依存するため、製造機械の製造業者は、完成した部品の精度を保証することはほとんどありません (存在するとしても)。代わりに、通常はポジショニングを保証します これは同じではありません。

部品の公差を満たさないことは、大きな問題となる可能性があります。顧客が部品の公差を満たすことができる別の会社を探しているため、注文が拒否され、ビジネスの損失につながります。

問題は次のとおりです。「完成した部品が厳しい公差を満たすようにするには、どうすればフライス盤の精度を向上させることができるでしょうか?」

製造装置の機械精度を向上させる際に留意すべき点がいくつかあります:

機械イプシロンと丸め計算

部品を作る際の最大の問題の 1 つは、数学を扱うことです。 π (pi) などの無理数を計算し、機械の動きの一貫性を確保するために CNC 機械を実行するコンピューター計算で実数を丸めることは、非常に頭の痛い問題であり、設計ドキュメントで正確に表現することは困難です。

マシン イプシロンは、計算で数値を丸めることによって発生する可能性のある相対誤差の境界を表す数学用語です。たとえば、円の円周を計算するとき、多くの人は円周率を最も近い 100 の位に四捨五入し、残りの無理数を省略します。計算は簡単ですが、控えめに言っても、最終的な計算は完全に正確ではありません。

マシン イプシロンは、丸め誤差の影響を記録および測定するのに役立ちます。これは、π ベースの計算が必要な円形または円筒形のパーツの分散を予測するのに非常に役立ちます。複雑な部品を製造するには、マシン イプシロンなどの数学的概念を学ぶことが必須です。

最大作業範囲

機械の能力の限界にある部品を使用しようとすると、CNC 機械の精度に悪影響を及ぼす可能性があります。ある Modern Machine Shop の記事で述べられているように、機械は「作業範囲の特定の領域内で公差を保持できる場合がありますが、機械がこの領域の外側の範囲で切断している場合、大部分のこの付近の機能は切断されます。許容範囲内で生産されていません。」

これは、機械の「体積精度」の欠陥が原因である可能性があります。これは、小さな部品の作業時には目立たないが、機械が作業範囲の限界まで引き伸ばされるとより明白になります。

この安全な作業エンベロープの端を発見するには、フライス盤での実験が必要な場合があります。製造業者が承認した作業エンベロープ全体のさまざまな位置で部品を製造して、部品の精度に変化がある場合はどのような変化があるかを確認します。

工具の位置決めとたわみ

フライス盤の精度が低下するもう 1 つの理由は、部品の成形に使用される工具がワークピースと接触したときにたわむ可能性があることです。これは、ツールが適切に固定されていない場合、またはツールを保持している装置がアンカーから離れすぎている場合に発生する可能性があります.

たとえば、ボーリング ミル マシンのオペレータは、主軸台から突出しすぎないように主軸を短く保つことがよくあります。これにより、スピンドルの安定性が向上し、ツールがワークピースに接触したときにたわみにくくなります。

工具がどのように配置されているかを監視し、工具の配置を再加工することは、工具のたわみが問題になる前に機械の限界に慣れるため、将来のプロジェクトでフライス盤の精度を向上させるのに役立ちます。

機械の精度とメンテナンス

メンテナンスは、CNC マシンの精度に大きな影響を与えます。結局のところ、メンテナンスされていない接合部が錆びたツールでは、滑らかな動きを安定して行うことはできません。切削工具の潤滑剤が不足すると、工具や部品が過熱し、切削に不規則性が生じる可能性があります。ウォータージェット切断機のグリット ラインが詰まると、グリットが切断ストリームに適切に流れず、未完成の切断が残る可能性があります。

機械の精度が低下した原因を調査する場合は、機械の十分な検査を行ってください。実際、このような検査は、高品質の工作機械を入手していることを確認するのに役立つため、中古機械を購入する際にも役立ちます。

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