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行業新聞

你真的明白“加工精度”那些事嗎?

發布日期:2021-10-19 14:12:29  點擊次數:1300

我們天天與加工打交道,也常常提及加工精度。但是,在你說精度的時候,你真的說對了嗎?今天讓我們來看看“加工精度”那些事兒吧!

01精確度與精密度的區分

精確度表示測量結果的正確性,精密度表示測量結果的重復性和重現性,精密度是精確度的前提條件,下圖是一個很好的說明。

精確度(Accuracy)
指得到的測定結果與真實值之間的接近程度。測量的精確度高,是指系統誤差較小,這時測量數據的平均值偏離真值較少,但數據分散的情況,即偶然誤差的大小不明確。
精密度(Precision)

指使用同種備用樣品進行重復測定所得到的結果之間的重現性、一致性。有可能精密度高,但精確度是不高。例如,使用1mm的長度進行測定得到的三個結果分別為1.051mm、1.053、1.052,雖然它們的精密度高,但卻是不精確的。


02機床精度的定義

當你在對比數控機床的時候,如果A機床廠樣本的“定位精度”標為0.002mm,而B機床廠樣本的“定位精度”標為0.004mm。通過這兩個直觀的數據,你會很自然地認為A機床廠的機床比B機床廠的精度要高。


然而,事實上很有可能B機床廠的機床比A機床廠的精度要高,問題就在于它們精度定義的標準。所以,當我們談到數控機床的“精度”時,務必要弄清標準、指標的定義及計算方法。

一般說來,精度是指機床將刀尖點定位至程序目標點的能力。然而,測量這種定位能力的辦法很多,更為重要的是,不同的國家有不同的規定。

歐洲機床生產商:

歐洲機床生產商,特別是德國廠家,一般采用VDI/DGQ3441標準。

日本機床生產商:

標定“精度”時,通常采用JISB6201或JISB6336或JISB6338標準。JISB6201一般用于通用機床和普通數控機床,JISB6336一般用于加工中心,JISB6338則一般用于立式加工中心。

美國機床生產商:

通常采用NMTBA標準(該標準源于美國機床制造協會的一項研究,頒布于1968年,后經修改)。
當標定一臺數控機床的精度時,非常有必要將其采用的標準一同標注出來。采用日本JIS標準,其數據比用德國VDI標準或美國的NMTBA標準明顯偏小。

同樣的指標,不同的含義


經常容易混淆的是:同樣的指標名在不同的精度標準中代表不同的意義,不同的指標名卻具有相同的含義。上述4種標準,除JIS標準之外,皆是在機床數控軸上對多目標點進行多回合測量之后,通過數學統計計算出來的,其關鍵不同點在于:
1)目標點的數量2)測量回合數3)從單向還是雙向接近目標點(此點尤為重要)4)精度指標及其它指標的計算方法

這是4種標準的關鍵區別點描述,正如人們所期待的,總有一天,所有機床生產商都統一遵循ISO標準。因此,這里選擇ISO標準作為基準。下表中對4種標準進行了比較,本文僅涉及線性精度,因為旋轉精度的計算原理與之基本一致。


03熱穩定(溫度對精度的影響)

鋼件:100 x 30 x 20 mm

溫度從25℃下降到 20℃尺寸的變化:在25℃時,尺寸偏大6μm,當溫度降至20℃時,尺寸僅偏大0.12μm,這是一個熱穩定的過程,即使溫度迅速下降,仍然需要一個持續的時間才能維持精度。越大的物體,在溫度變化時需要更多的時間來恢復精度穩定。進行高精度加工,對于溫度問題是絕對不能忽視的,因為溫差可是精度的敵人。具體來說材料都會存在熱脹冷縮,我們用的鋼材直線膨脹為長度每米在溫度變化1°C 時會產生12μm 的變化。這是全世界每個角落,每種機器都不變的事實。
沒有精密加工經驗的工廠,在去做精密加工時,往往將精度不穩定的原因歸咎于設備精度問題。而有精密加工經驗的工廠,他們都知道這是最基本的常識,對于環境溫度與機床的熱平衡會非常重視。他們非常清楚,即使是高精密的機床也只有在穩定的溫度環境與熱平衡狀態下才能獲得穩定的加工精度。


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