Las superficies complejas se utilizan ampliamente en diversas industrias, como la industria automotriz y la industria aeroespacial. Debido a la rápida mejora de la ciencia y la tecnología, frente a una precisión de superficie más compleja y formas de piezas complejas, los requisitos de calidad son más estrictos, lo que requiere más innovación y mejora en la tecnología de mecanizado CNC actual para garantizar la calidad de la Produjo piezas de superficie curva. La precisión y la calidad corresponden a los requisitos de producción. Entre ellos, en el proceso de implementación del mecanizado CNC, la precisión de las piezas de superficie curva compleja se verá afectada por el problema de error, por lo que es necesario controlar estrictamente el error de mecanizado CNC y aplicar los medios correspondientes para reducir el error de la superficie curva compleja. piezas, de modo que se pueda reducir la precisión del mecanizado. Se mejora la eficiencia.
Por lo general, la aplicación de la tecnología de mecanizado CNC es un método de procesamiento muy preciso para el procesamiento de superficies curvas complejas, pero existen algunos factores que afectan la precisión del procesamiento y provocan errores. Por ejemplo: materiales de apoyo aplicados, modelos de superficie y métodos de procesamiento, etc. En el proceso de operación específica, habrá un cierto error entre la trayectoria teórica de aplicación de la herramienta y la trayectoria de interpolación. Si no se controla estrictamente, se producirán mayores errores de mecanizado y se reducirá la eficiencia del trabajo. En la actualidad, la alta tecnología de mecanizado CNC de varillaje de cinco coordenadas y la tecnología de mecanizado CNC de tres coordenadas se utilizan ampliamente. Aunque desempeñan un papel muy importante, también existen algunos factores que influyen inevitablemente. En la actualidad, en el mecanizado CNC, las principales herramientas utilizadas incluyen cortadores esféricos, fresas de extremo y cortadores de anillos, porque cualquier punto en el cortador esférico tendrá el mismo efecto después de hacer contacto con la superficie curva, porque la mayoría de los cortadores esféricos se utilizan en el Superficie curva. Es muy adecuado para el mecanizado CNC simultáneo de tres ejes y el mecanizado CNC simultáneo de cinco ejes, pero solo las herramientas de anillo son adecuadas para el mecanizado simultáneo de cinco ejes. Aunque las máquinas herramienta CNC son muy precisas, todavía existen muchos factores que influyen. Por tanto, controlar y analizar sus errores es un eslabón clave para mejorar la eficiencia del procesamiento.
2. Análisis de errores del mecanizado CNC de superficies complejas
Los principales factores que causan errores en el mecanizado CNC de superficies complejas son los errores geométricos de las herramientas de mecanizado, los errores de movimiento geométrico entre las superficies de mecanizado y las herramientas de mecanizado y los errores de fabricación generados por el sistema de proceso. Generalmente, los errores de mecanizado NC de superficies complejas incluyen: eje de la herramienta El error causado por el giro, el error causado por la aproximación lineal. En el proceso de mecanizado específico, la pieza con más errores se encuentra alrededor del centro de la rotura de interpolación, que se compone del error máximo de rotación y el error máximo de aproximación lineal. El error de rotación es el error que se genera cuando el vector normal gira. En concreto, es el error que genera el vector normal durante el proceso de rotación. Los factores que afectan el tamaño del error de transmisión son la compensación del procesamiento del radio de la herramienta y la longitud del arco de la superficie curva. , La curvatura normal de la superficie procesada. El error de aproximación lineal se verá afectado en cierta medida por el mecanizado CNC de formas de superficies complejas, pero la herramienta de mecanizado no tendrá un gran impacto. En resumen, el radio de la herramienta, la línea de la herramienta, el tamaño del paso y la forma específica de la geometría de la superficie mecanizada provocarán los errores correspondientes en el mecanizado. En el mecanizado NC de superficies curvas complejas, la longitud de la cuerda de interpolación tendrá un impacto directo en el error de aproximación lineal. Si es necesario reducir el error de aproximación lineal, es necesario controlar razonablemente la velocidad de avance y el ciclo de interpolación de la herramienta.
3. Control de errores del mecanizado CNC de superficies complejas
(1) Compensación del error de rotación del eje de la herramienta
En el mecanizado CNC específico de superficies curvas complejas, si la superficie mecanizada es una curva convexa a lo largo de la dirección de la herramienta de corte, entonces la pista del punto de corte es una curva cóncava. En tal caso, el error de mecanizado será relativamente grande, y la suma del error de rotación del eje de la herramienta y el error de aproximación lineal también será relativamente grande. Si se utiliza el método de cortar el punto de contacto de la herramienta, el error de rotación del eje de la herramienta se puede compensar hasta cierto punto, de modo que se puede reducir el error total. Mover el punto de corte A de la herramienta a lo largo de la dirección del vector normal de la superficie de procesamiento hacia A' se convierte en un nuevo punto de corte, que puede cambiar la distribución de los errores de mecanizado NC en superficies curvas complejas y compensar los errores de mecanizado [3]. Si la superficie en el mecanizado NC de superficies curvas complejas es una curva cóncava a lo largo de la dirección de avance de la herramienta y la diferencia de aproximación lineal 1 excede el error de rotación del eje de la herramienta n, no habrá tolerancia excesiva. Por lo tanto, no es necesario implementar una compensación del error de mecanizado y la compensación del error de rotación del eje de la herramienta debe controlarse de forma razonable en combinación con la situación específica.
(2) Control de error de aproximación en línea recta
En el mecanizado NC de superficies curvas complejas, una línea recta se acercará a la superficie curva. Para esta situación, habrá un error de aproximación en línea recta 1. Específicamente, la operación de interpolación provocará un error de aproximación en línea recta 1. Generalmente, en esta situación, el error de aproximación lineal sólo se puede reducir o controlar eficazmente, pero no se puede eliminar por completo. Las formas efectivas de controlar el error de aproximación lineal incluyen controlar la longitud de la cuerda de interpolación, el control del período de interpolación y el control de la velocidad de avance de la herramienta.
Uno, control de longitud de cuerda de interpolación. En el proceso de mecanizado CNC, si no hay cambios en la superficie de mecanizado, la curvatura normal de la dirección de avance en la interrupción de interpolación es un valor fijo. En este momento, la longitud de la cuerda de interpolación es el factor que afecta el error de aproximación lineal, y el error de aproximación lineal y el cuadrado de la longitud de la cuerda de interpolación son proporcionales, por lo que reducir la longitud de la cuerda de interpolación puede reducir el error de aproximación lineal en el mecanizado CNC a cierto punto. Si ≥ 1 , entonces. Por lo tanto, en el mecanizado NC de superficies curvas complejas, la longitud de la cuerda de interpolación debe controlarse estrictamente para que esté dentro del rango correspondiente, a fin de garantizar la precisión del mecanizado. Por lo tanto, acortar razonablemente la longitud de la cuerda de interpolación es una medida eficaz para reducir el error de aproximación lineal, lo que puede mejorar la precisión del mecanizado CNC. Pero cabe señalar que no se puede acortar infinitamente. En el mecanizado, el período de longitud de la cuerda de interpolación del coeficiente CNC y la velocidad de avance de la herramienta juegan un papel decisivo en la longitud de la cuerda de interpolación [4]. En segundo lugar, el ciclo de interpolación y la velocidad de avance, en el mecanizado específico de superficies curvas, la velocidad de avance y el ciclo de interpolación del sistema CNC tendrán un impacto directo en la longitud de la cuerda de interpolación; por lo general, la tecnología NC puede establecer el ciclo de interpolación. determina la velocidad de avance. En el caso de que no haya cambios en la velocidad de avance, cuanto más corto sea el ciclo de interpolación, menor será la longitud de la cuerda de interpolación. Por tanto, el error de aproximación lineal también es menor. De manera similar, en el caso de que no haya cambios en la interpolación, una velocidad de avance más pequeña producirá una longitud de cuerda de interpolación más pequeña, por lo que el error de aproximación lineal será menor. Para la aplicación del sistema NC con un período de interpolación pequeño, en el proceso de mecanizado NC, la velocidad de avance de la herramienta debe reducirse tanto como sea posible, de modo que se pueda reducir el error del mecanizado NC de superficies curvas complejas.
En resumen, en el mecanizado CNC de superficies curvas complejas, inevitablemente se producirán algunos errores. Es importante utilizar métodos y medidas razonables para controlar estos errores a fin de reducirlos y garantizar la calidad del mecanizado CNC.