(I) Errore di rotazione del mandrino
L’errore di rotazione del mandrino si riferisce alla variazione tra l’asse di rotazione istantaneo effettivo del mandrino e il suo asse di rotazione medio. Le principali cause dell’errore radiale di rotazione del mandrino includono: errori di coassialità delle sezioni di albero del mandrino, vari errori dei cuscinetti stessi, errori di coassialità tra i cuscinetti e la flessione del mandrino. Migliorare adeguatamente la precisione di fabbricazione del mandrino e della sede, scegliere cuscinetti ad alta precisione, aumentare la precisione di montaggio dei componenti del mandrino, bilanciare i componenti ad alta velocità del mandrino e pre-caricare i cuscinetti a sfere possono tutti contribuire a migliorare la precisione di rotazione del mandrino della macchina utensile.
(II) Errore della guida
Le guide sono il riferimento sulla macchina utensile che determina la relativa posizione reciproca dei vari componenti della macchina, nonché il punto di riferimento per il movimento della macchina. I requisiti di precisione per le guide del tornio comprendono principalmente tre aspetti: linearità nel piano orizzontale; linearità nel piano verticale; e parallelismo (torsione) delle guide anteriore e posteriore. Oltre agli errori di fabbricazione delle guide stesse, anche l’usura irregolare e la qualità dell’installazione delle guide rappresentano fattori significativi che causano errori nelle guide.
(III) Errore della catena di trasmissione
L’errore di trasmissione della catena di trasmissione indica l’errore di movimento relativo tra gli elementi di trasmissione all’inizio e alla fine di una catena di trasmissione internamente collegata. Gli errori di trasmissione sono causati da errori di fabbricazione e di montaggio di ciascun anello della catena di trasmissione, nonché dall’usura durante il processo di utilizzo.
(IV) Errore geometrico dell’utensile
Qualsiasi utensile subisce inevitabilmente usura durante il processo di taglio, provocando a sua volta variazioni nelle dimensioni e nella forma del pezzo lavorato. Una corretta selezione dei materiali degli utensili e l’impiego di nuovi materiali resistenti all’usura, una scelta ragionevole dei parametri geometrici e dei parametri di taglio, nonché un uso appropriato del refrigerante, possono tutti ridurre al minimo l’usura dimensionale degli utensili. Se necessario, è possibile utilizzare dispositivi di compensazione per correggere automaticamente l’usura dimensionale degli utensili.
(V) Errore di posizionamento
- Errore di non coincidenza del datum: Il datum utilizzato per definire le dimensioni e la posizione di una determinata superficie sul disegno del pezzo viene definito datum di progettazione. Il datum impiegato sulla scheda di processo per stabilire le dimensioni e la posizione della superficie lavorata per quella specifica operazione è chiamato datum operazionale. Durante la lavorazione di un pezzo su una macchina utensile, è necessario selezionare diverse caratteristiche geometriche del pezzo come datum di posizionamento. Se il datum di posizionamento scelto non coincide con il datum di progettazione, si verifica un errore di non coincidenza del datum.
- Errore di fabbricazione imprecisa della coppia di elementi di posizionamento: I componenti di posizionamento su una maschera non possono essere fabbricati con assoluta precisione rispetto alle loro dimensioni nominali; le loro dimensioni reali (o posizioni) possono variare entro tolleranze specificate. La superficie di posizionamento del pezzo e il componente di posizionamento della maschera formano insieme la coppia di elementi di posizionamento. La massima variazione di posizione del pezzo causata dall’imprecisione nella fabbricazione della coppia di elementi di posizionamento e dal gioco di accoppiamento tra di essi viene definita errore di fabbricazione imprecisa della coppia di elementi di posizionamento.
(VI) Errore causato dalla deformazione del sistema tecnologico sotto l’azione delle forze
- Rigidità del pezzo: Se la rigidità del pezzo risulta relativamente bassa rispetto alla macchina utensile, all’utensile da taglio e alla maschera presenti nel sistema tecnologico, la deformazione del pezzo dovuta a una rigidità insufficiente sotto l’azione delle forze di taglio avrà un impatto significativo sulla precisione della lavorazione.
- Rigidità dell’utensile: Un utensile da tornitura esterno presenta elevata rigidità nella direzione normale (y) rispetto alla superficie lavorata, e la sua deformazione può essere trascurata. Quando si esegue la foratura di un foro interno di piccolo diametro, la barra di alesatura ha una rigidità molto bassa e la sua deformazione sotto l’azione delle forze influisce notevolmente sulla precisione della lavorazione del foro.
- Rigidità dei componenti delle macchine utensili: I componenti delle macchine utensili sono costituiti da numerose parti. Ad oggi, non esiste un metodo di calcolo semplice e adeguato per determinare la rigidità dei componenti delle macchine utensili; essa viene principalmente valutata sperimentalmente. La relazione tra deformazione e carico è non lineare. La curva di carico e quella di scarico non coincidono; la curva di scarico rimane indietro rispetto alla curva di carico. L’area compresa tra le due curve rappresenta l’energia dissipata durante il ciclo di carico‑scarico, consumata dal lavoro compiuto dalle forze di attrito e dal lavoro di deformazione dovuto al contatto. Dopo il primo scarico, la deformazione non ritorna al punto di partenza del primo carico, indicando la presenza di una deformazione residua. Dopo numerosi cicli di carico‑scarico, il punto di partenza della curva di carico coincide con il punto finale della curva di scarico, e la deformazione residua diminuisce gradualmente fino a raggiungere lo zero.
(VII) Errore causato dalla deformazione termica del sistema tecnologico
L’impatto della deformazione termica del sistema tecnologico sulla precisione della lavorazione è significativo, soprattutto nella lavorazione di precisione e nella lavorazione di grandi pezzi. Gli errori di lavorazione dovuti alla deformazione termica possono talvolta arrivare fino al 50% dell’errore totale del pezzo. La macchina utensile, l’utensile da taglio e il pezzo vengono influenzati da varie fonti di calore; le loro temperature aumentano gradualmente e, attraverso diversi meccanismi di trasferimento del calore, cedono anche calore all’ambiente circostante e allo spazio.
(VIII) Errore di regolazione
In ogni fase della lavorazione meccanica è sempre necessaria una qualche forma di regolazione del sistema tecnologico. Poiché tale regolazione non può essere assolutamente precisa, si verificano errori di regolazione. Nel sistema tecnologico, la precisione reciproca di posizione tra il pezzo e l’utensile da taglio sulla macchina utensile viene garantita mediante la regolazione della macchina, dell’utensile, del dispositivo di fissaggio o del pezzo stesso. Quando la precisione originaria della macchina utensile, dell’utensile, del dispositivo di fissaggio, del pezzo grezzo, ecc., soddisfa i requisiti di processo e non si tengono in considerazione fattori dinamici, l’influenza dell’errore di regolazione assume un ruolo decisivo sulla precisione della lavorazione.
(IX) Errore di misura
Durante o dopo la lavorazione, quando si effettua la misurazione di un particolare, il metodo di misura, la precisione dello strumento di misura, così come il pezzo stesso, insieme a fattori soggettivi e oggettivi, influenzano direttamente la precisione della misurazione.
