Les surfaces complexes sont largement utilisées dans diverses industries, telles que l'industrie automobile et l'industrie aérospatiale. En raison de l'amélioration rapide de la science et de la technologie, face à une précision de surface plus complexe et à des formes de pièces complexes, les exigences de qualité sont plus strictes, ce qui nécessite davantage d'innovation et d'amélioration de la technologie d'usinage CNC actuelle afin de garantir la qualité du produit des pièces à surface courbe. La précision et la qualité correspondent aux exigences de la production. Parmi eux, dans le processus de mise en œuvre de l'usinage CNC, la précision des pièces à surface courbe complexe sera affectée par le problème d'erreur, il est donc nécessaire de contrôler strictement l'erreur d'usinage CNC et d'appliquer les moyens correspondants pour réduire l'erreur de surface courbe complexe. Pièces, de sorte que la précision d'usinage puisse être réduite. L'efficacité est améliorée.
Habituellement, l'application de la technologie d'usinage CNC est une méthode de traitement très précise pour le traitement de surfaces courbes complexes, mais certains facteurs affectent la précision du traitement, entraînant des erreurs. Par exemple : matériaux d'accessoires appliqués, modèles de surface et méthodes de traitement, etc. Au cours d'une opération spécifique, il y aura une certaine erreur entre la piste de course théorique d'application de l'outil et la piste d'interpolation. S'il n'est pas strictement contrôlé, cela produira de plus grandes erreurs d'usinage et réduira l'efficacité du travail. À l'heure actuelle, la haute technologie de l'usinage CNC à liaison à cinq coordonnées et de la technologie d'usinage CNC à trois coordonnées est largement utilisée. Bien qu’ils jouent un rôle très important, il existe également des facteurs d’influence inévitables. À l'heure actuelle, dans l'usinage CNC, les principaux outils utilisés comprennent les fraises sphériques, les fraises en bout et les fraises annulaires, car n'importe quel point de la fraise sphérique aura le même effet après avoir contacté la surface incurvée, car la plupart des fraises sphériques sont utilisées sur le surface courbe. Il est très approprié pour l'usinage CNC simultané à trois axes et l'usinage CNC simultané à cinq axes, mais seuls les outils à anneau conviennent à l'usinage simultané à cinq axes. Bien que les machines-outils CNC soient très précises, de nombreux facteurs d'influence subsistent. Par conséquent, contrôler et analyser leurs erreurs est un maillon clé pour améliorer l’efficacité du traitement.
2. Analyse des erreurs de l'usinage CNC de surfaces complexes
Les principaux facteurs qui provoquent des erreurs dans l'usinage CNC de surfaces complexes sont les erreurs géométriques des outils d'usinage, les erreurs de mouvement géométrique entre les surfaces d'usinage et les outils d'usinage et les erreurs de fabrication générées par le système de processus. Généralement, les erreurs d'usinage CN de surfaces complexes comprennent : l'axe de l'outil ; l'erreur provoquée par le balancement, l'erreur provoquée par l'approximation linéaire. Dans le processus d'usinage spécifique, la pièce avec le plus d'erreurs se situe autour du centre de la rupture d'interpolation, qui est composée de l'erreur de rotation maximale et de l'erreur d'approximation linéaire maximale. L'erreur de rotation est l'erreur générée lorsque le vecteur normal tourne. Plus précisément, il s'agit de l'erreur générée par le vecteur normal lors du processus de rotation. Les facteurs qui affectent la taille de l'erreur de transmission sont la compensation du traitement du rayon de l'outil et la longueur de l'arc de la surface courbe. , La courbure normale de la surface traitée. L'erreur d'approximation linéaire sera quelque peu affectée par l'usinage CNC de formes de surface complexes, mais l'outil d'usinage n'aura pas un grand impact. En bref, le rayon de l'outil, la ligne de l'outil, la taille du pas et la forme spécifique de la géométrie de la surface usinée provoqueront des erreurs correspondantes dans l'usinage. Dans l'usinage CN de surfaces courbes complexes, la longueur de corde d'interpolation aura un impact direct sur l'erreur d'approximation linéaire. Si l'erreur d'approximation linéaire doit être réduite, il est nécessaire de contrôler raisonnablement la vitesse d'avance et le cycle d'interpolation de l'outil.
3. Contrôle des erreurs de l'usinage CNC de surfaces complexes
(1) Compensation d'erreur de rotation de l'axe de l'outil
Dans l'usinage CNC spécifique de surfaces courbes complexes, si la surface usinée est une courbe convexe dans la direction de l'outil de coupe, alors la piste de course du point de coupe est une courbe concave. Dans un tel cas, l'erreur d'usinage sera relativement importante, et la somme de l'erreur de rotation de l'axe de l'outil et de l'erreur d'approximation linéaire sera également relativement importante. Si la méthode de coupe du point de contact de l'outil est utilisée, l'erreur de rotation de l'arbre de l'outil peut être compensée dans une certaine mesure, de sorte que l'erreur totale puisse être réduite. Déplacer le point de coupe A de l'outil le long de la direction vectorielle normale de la surface de traitement vers A' devient un nouveau point de coupe, ce qui peut modifier la répartition des erreurs d'usinage CN sur des surfaces courbes complexes et compenser les erreurs d'usinage [ 3]. Si la surface lors de l'usinage CN de surfaces courbes complexes est une courbe concave le long de la direction d'alimentation de l'outil et que la différence d'approximation linéaire 1 dépasse l'erreur de rotation de l'axe de l'outil n, il n'y aura pas de tolérance excessive. Par conséquent, il n'est pas nécessaire de mettre en œuvre une compensation des erreurs d'usinage et la compensation des erreurs de rotation de l'axe de l'outil doit être contrôlée de manière raisonnable en combinaison avec la situation spécifique.
(2) Contrôle des erreurs d'approximation en ligne droite
Dans l'usinage CN de surfaces courbes complexes, une ligne droite s'approchera de la surface courbe. Pour cette situation, il y aura une erreur d’approximation en ligne droite 1. Plus précisément, l’opération d’interpolation entraînera une erreur d’approximation en ligne droite 1. Généralement, dans cette situation, l'erreur d'approximation linéaire ne peut être que réduite ou contrôlée efficacement, mais elle ne peut pas être complètement éliminée. Les moyens efficaces de contrôler l'erreur d'approche linéaire comprennent le contrôle de la longueur de la corde d'interpolation, le contrôle de la période d'interpolation et le contrôle de la vitesse d'avance de l'outil.
Premièrement, contrôle de la longueur de la corde d'interpolation. Dans le processus d'usinage CNC, s'il n'y a pas de changement dans la surface d'usinage, la courbure normale de la direction d'avance dans la pause d'interpolation est une valeur fixe. À ce stade, la longueur de corde d'interpolation est le facteur qui affecte l'erreur d'approximation linéaire, et l'erreur d'approximation linéaire et le carré de la longueur de corde d'interpolation sont proportionnels, donc réduire la longueur de corde d'interpolation peut réduire l'erreur d'approximation linéaire dans l'usinage CNC à dans une certaine mesure. Si ≥ 1 , alors. Par conséquent, lors de l'usinage CN de surfaces courbes complexes, la longueur de corde d'interpolation doit être strictement contrôlée afin qu'elle se situe dans la plage correspondante, afin de garantir la précision de l'usinage. Par conséquent, raccourcir raisonnablement la longueur de la corde d'interpolation est une mesure efficace pour réduire l'erreur d'approximation linéaire, ce qui peut améliorer la précision de l'usinage CNC. Mais il convient de noter qu’il ne peut être raccourci à l’infini. En usinage, la période de longueur de corde d'interpolation du coefficient CNC et la vitesse d'avance de l'outil jouent un rôle décisif dans la longueur de corde d'interpolation [4]. Deuxièmement, le cycle d'interpolation et la vitesse d'avance, dans l'usinage spécifique de surfaces courbes, la vitesse d'avance et le cycle d'interpolation du système CNC auront un impact direct sur la longueur de la corde d'interpolation, généralement, la technologie NC peut définir le cycle d'interpolation. détermine la vitesse d'avance. En l’absence de changement dans la vitesse d’avance, plus le cycle d’interpolation est court, plus la longueur de corde d’interpolation est petite. Par conséquent, l’erreur d’approximation linéaire est également plus petite. De la même manière, dans le cas d'aucun changement dans l'interpolation, une vitesse d'avance plus petite produira une longueur de corde d'interpolation plus petite, de sorte que l'erreur d'approximation linéaire sera plus petite. Pour l'application du système CN avec une petite période d'interpolation, lors du processus d'usinage CN, la vitesse d'avance de l'outil doit être réduite autant que possible, afin que l'erreur d'usinage CN de surfaces courbes complexes puisse être réduite.
En bref, lors de l'usinage CNC de surfaces courbes complexes, certaines erreurs se produiront inévitablement. Il est important d'utiliser des méthodes et des mesures raisonnables pour contrôler ces erreurs afin de réduire les erreurs et de garantir la qualité de l'usinage CNC.