Belangrijkste oorzaken van bewerkingsfouten

(I) Spindelrotatiefout

Spindelrotatiefout verwijst naar de afwijking tussen de werkelijke momentane rotatieas van de spindel en haar gemiddelde rotatieas. De belangrijkste oorzaken van radiale spindelrotatiefout zijn onder meer: coaxialiteitsfouten van de lagerschalen van de spindel, verschillende fouten in de lagers zelf, coaxialiteitsfouten tussen de lagers en spindeldeflectie. Het op passende wijze verbeteren van de productienauwkeurigheid van de spindel en het huis, het selecteren van hoogprecisielagers, het verhogen van de montageprecisie van spindelcomponenten, het balanceren van hoge-snelheids spindelcomponenten en het voorspannen van rollende lagers kunnen allemaal de rotatienauwkeurigheid van de spindel van de machine tool verbeteren.

(II) Wegfout

Geleidingsbanen vormen de referentie op een machine tool die de relatieve positie van verschillende machinecomponenten bepaalt en tevens de maatstaf voor de beweging van de machine is. De nauwkeurigheidseisen voor geleidingsbanen van draaibanken omvatten hoofdzakelijk de volgende drie aspecten: rechtlijnigheid in het horizontale vlak; rechtlijnigheid in het verticale vlak; en paralleliteit (twist) van de voor- en achtergeleidingsbanen. Naast productiefouten van de geleidingsbanen zelf, zijn ook ongelijkmatige slijtage en de installatiekwaliteit van de geleidingsbanen belangrijke factoren die geleidingsbaanfouten veroorzaken.

(III) Transmissiekettingfout

Transmissiefout van de transmissieketting verwijst naar de relatieve bewegingsfout tussen de transmissie-elementen aan het begin en het einde van een intern gekoppelde transmissieketting. Transmissiefouten worden veroorzaakt door productie- en montagefouten van elke schakel in de transmissieketting, evenals door slijtage tijdens het gebruik.

(IV) Geometrische fout van het gereedschap

Elk gereedschap zal onvermijdelijk slijtage ondervinden tijdens het snijproces, wat op zijn beurt leidt tot veranderingen in de afmetingen en vorm van het werkstuk. Het correct kiezen van gereedschapsmaterialen en het gebruiken van nieuwe, slijtvaste materialen, het redelijk selecteren van geometrische parameters en snijparameters van het gereedschap, en het correct toepassen van koelmiddel kunnen allemaal de dimensionale slijtage van het gereedschap minimaliseren. Indien nodig kunnen ook compensatieapparaten worden ingezet om de dimensionale slijtage van het gereedschap automatisch te compenseren.

(V) Positioneringsfout

1. Datumniet-overeenkomstfout: Het datum dat wordt gebruikt om de afmetingen en positie van een bepaald oppervlak op een onderdeeltekening te bepalen, wordt het ontwerpdatum genoemd. Het datum dat op een procesblad wordt gebruikt om de afmetingen en positie van het bewerkte oppervlak voor die specifieke bewerking te bepalen, wordt het operationele datum genoemd. Bij het bewerken van een werkstuk op een machine tool moeten meerdere geometrische kenmerken van het werkstuk als positioneringsdatum worden geselecteerd. Wanneer het geselecteerde positioneringsdatum niet samenvloeit met het ontwerpdatum, treedt er een datumniet-overeenkomstfout op.
2. Onnauwkeurige productiefout van locatie-elementparen: De locatiecomponenten op een opspanning kunnen niet absoluut nauwkeurig volgens hun nominale afmetingen worden vervaardigd; hun werkelijke afmetingen (of posities) mogen binnen de vastgestelde toleranties variëren. Het werkstuklocatieoppervlak en de opspanningslocatiecomponent vormen samen het locatie-elementpaar. De maximale positievariatie van het werkstuk die wordt veroorzaakt door de onnauwkeurige productie van het locatie-elementpaar en de speling tussen beide componenten, wordt de onnauwkeurige productiefout van het locatie-elementpaar genoemd.

(VI) Fout veroorzaakt door vervorming van het technologische systeem onder belasting

1. Werkstukstijfheid: Als de stijfheid van het werkstuk relatief laag is vergeleken met die van de machine tool, het snijgereedschap en de opspanning binnen het technologische systeem, zal de vervorming van het werkstuk als gevolg van onvoldoende stijfheid onder invloed van snijkrachten een aanzienlijke impact hebben op de bewerkingsnauwkeurigheid.
2. Gereedschapstijfheid: Een extern draaigereedschap heeft een hoge stijfheid in de richting loodrecht (y) op het bewerkte oppervlak, en zijn vervorming kan worden verwaarloosd. Bij het boren van een kleine diameter binnenopening heeft de boorstang echter een zeer lage stijfheid, en zijn vervorming onder belasting heeft een significante invloed op de nauwkeurigheid van de boring.
3. Stijfheid van machinegereedschapselementen: Machinegereedschapselementen bestaan uit vele onderdelen. Tot op heden bestaat er geen eenvoudige en geschikte berekeningsmethode voor de stijfheid van machinegereedschapselementen; deze wordt voornamelijk experimenteel bepaald. De relatie tussen vervorming en belasting is niet-lineair. De belastingscurve en de ontladingscurve komen niet overeen; de ontladingscurve blijft achter ten opzichte van de belastingscurve. Het gebied tussen beide curves geeft de tijdens de belastings-ontladingscyclus verloren energie weer, die wordt opgebruikt door de werkzaamheden van wrijvingskrachten en door contactvervormingswerk. Na de eerste ontlading keert de vervorming niet terug naar het beginpunt van de eerste belasting, wat aantoont dat er resterende vervorming aanwezig is. Na meerdere belastings-ontladingscycli komt het beginpunt van de belastingscurve overeen met het eindpunt van de ontladingscurve, en neemt de resterende vervorming geleidelijk af tot nul.

(VII) Fout veroorzaakt door thermische vervorming van het technologische systeem

De invloed van thermische vervorming van het technologische systeem op de bewerkingsnauwkeurigheid is aanzienlijk, vooral bij precisiebewerking en bewerking van grote onderdelen. Bewerkingsfouten als gevolg van thermische vervorming kunnen soms wel 50% van de totale werkstukfout uitmaken. De werktuigmachine, het snijgereedschap en het werkstuk worden beïnvloed door verschillende warmtebronnen; hun temperaturen stijgen geleidelijk, terwijl ze ook warmte afstaan aan de omringende materie en ruimte via diverse warmteoverdrachtsmethoden.

(VIII) Aanpassingsfout

Bij elke bewerking in de mechanische bewerking is altijd een vorm van aanpassing van het technologische systeem noodzakelijk. Omdat aanpassing nooit absoluut nauwkeurig kan zijn, ontstaan er aanpassingsfouten. In het technologische systeem wordt de onderlinge positienauwkeurigheid tussen het werkstuk en het snijgereedschap op de werktuigmachine gewaarborgd door het aanpassen van de werktuigmachine, het snijgereedschap, de opspanning of het werkstuk. Wanneer de oorspronkelijke nauwkeurigheid van de werktuigmachine, het snijgereedschap, de opspanning, het werkstukblok enzovoort voldoet aan de procesvereisten en dynamische factoren buiten beschouwing worden gelaten, speelt de invloed van de aanpassingsfout een doorslaggevende rol voor de bewerkingsnauwkeurigheid.

(IX) Meetfout

Bij het meten van een onderdeel tijdens of na de bewerking hebben de meetmethode, de nauwkeurigheid van het meetinstrument, evenals het werkstuk en subjectieve en objectieve factoren, allemaal direct invloed op de meetnauwkeurigheid.