Superfícies complexas são amplamente utilizadas em diversas indústrias, como a indústria automotiva e a indústria aeroespacial. Devido ao rápido aprimoramento da ciência e da tecnologia, diante de precisão superficial mais complexa e formatos de peças complexos, os requisitos de qualidade são mais rigorosos, o que requer mais inovação e aprimoramento na atual tecnologia de usinagem CNC, a fim de garantir a qualidade do produziu peças de superfície curvas. A precisão e a qualidade correspondem aos requisitos de produção. Entre eles, no processo de implementação da usinagem CNC, a precisão das peças de superfície curvas complexas será afetada pelo problema de erro, por isso é necessário controlar rigorosamente o erro de usinagem CNC e aplicar meios correspondentes para reduzir o erro de superfícies curvas complexas peças, de modo que a precisão da usinagem possa ser reduzida. A eficiência é melhorada.
Normalmente, a aplicação da tecnologia de usinagem CNC é um método de processamento muito preciso para processamento complexo de superfícies curvas, mas existem alguns fatores que afetam sua precisão de processamento, resultando em erros. Por exemplo: materiais de suporte aplicados, modelos de superfície e métodos de processamento, etc. No processo de operação específica, haverá um certo erro entre a pista teórica de aplicação da ferramenta e a pista de interpolação. Se não for estritamente controlado, produzirá maiores erros de usinagem e reduzirá a eficiência do trabalho. Atualmente, a alta tecnologia de usinagem CNC de ligação de cinco coordenadas e tecnologia de usinagem CNC de três coordenadas são amplamente utilizadas. Embora desempenhem um papel muito importante, também existem alguns fatores de influência inevitáveis. Atualmente, na usinagem CNC, as principais ferramentas utilizadas incluem fresas esféricas, fresas de topo e fresas de anel, pois qualquer ponto da fresa esférica terá o mesmo efeito após entrar em contato com a superfície curva, pois a maioria das fresas esféricas são utilizadas no superfície curvada. É muito adequado para usinagem CNC simultânea de três eixos e usinagem CNC simultânea de cinco eixos, mas apenas ferramentas de anel são adequadas para usinagem simultânea de cinco eixos. Embora as máquinas-ferramentas CNC sejam muito precisas, ainda existem muitos fatores que influenciam. Portanto, controlar e analisar seus erros é um elo fundamental para melhorar a eficiência do processamento.
2. Análise de erros de usinagem CNC de superfícies complexas
Os principais fatores que causam erros na usinagem CNC de superfícies complexas são os erros geométricos das ferramentas de usinagem, os erros de movimento geométrico entre as superfícies de usinagem e as ferramentas de usinagem e os erros de fabricação gerados pelo sistema de processo. Geralmente, os erros de usinagem NC de superfícies complexas incluem: eixo da ferramenta O erro causado pelo balanço, o erro causado pela aproximação linear. No processo de usinagem específico, a peça com mais erros fica em torno do centro da quebra de interpolação, que é composta pelo erro máximo de rotação e pelo erro máximo de aproximação linear. O erro de rotação é o erro gerado quando o vetor normal gira. Especificamente, é o erro gerado pelo vetor normal durante o processo de rotação. Os fatores que afetam o tamanho do erro de transmissão são a compensação de processamento do raio da ferramenta e o comprimento do arco da superfície curva. , A curvatura normal da superfície processada. O erro de aproximação linear será um pouco afetado pela usinagem CNC de formas de superfície complexas, mas a ferramenta de usinagem não terá um grande impacto. Resumindo, o raio da ferramenta, a linha da ferramenta, o tamanho do passo e a forma específica da geometria da superfície usinada causarão erros correspondentes na usinagem. Na usinagem NC de superfícies curvas complexas, o comprimento da corda de interpolação terá um impacto direto no erro de aproximação linear. Se o erro de aproximação linear precisar ser reduzido, é necessário controlar razoavelmente a taxa de avanço e o ciclo de interpolação da ferramenta.
3. Controle de erros de usinagem CNC de superfície complexa
(1) Compensação de erro de rotação do eixo da ferramenta
Na usinagem CNC específica de superfícies curvas complexas, se a superfície usinada for uma curva convexa ao longo da direção da ferramenta de corte, então a pista do ponto de corte será uma curva côncava. Nesse caso, o erro de usinagem será relativamente grande e a soma do erro de rotação do eixo da ferramenta e do erro de aproximação linear também será relativamente grande. Se for utilizado o método de corte do ponto de contato da ferramenta, o erro de rotação do eixo da ferramenta pode ser compensado até certo ponto, de modo que o erro total possa ser reduzido. Mover o ponto de corte A da ferramenta ao longo da direção vetorial normal da superfície de processamento para A' torna-se um novo ponto de corte, que pode alterar a distribuição dos erros de usinagem NC em superfícies curvas complexas e compensar os erros de usinagem [3]. Se a superfície na usinagem NC de superfícies curvas complexas for uma curva côncava ao longo da direção de avanço da ferramenta e a diferença de aproximação linear 1 exceder o erro de rotação do eixo da ferramenta n, não haverá tolerância excessiva. Portanto, não há necessidade de implementar compensação de erros de usinagem, e a compensação de erros de rotação do eixo da ferramenta deve ser controlada de forma razoável em combinação com a situação específica.
(2) Controle de erro de aproximação em linha reta
Na usinagem NC de superfícies curvas complexas, uma linha reta se aproximará da superfície curva. Para esta situação, haverá um erro de aproximação em linha reta 1. Especificamente, a operação de interpolação causará um erro de aproximação em linha reta 1. Geralmente, nesta situação, o erro de aproximação linear só pode ser reduzido ou controlado de forma eficaz, mas não pode ser completamente eliminado. Maneiras eficazes de controlar o erro de aproximação linear incluem controlar o comprimento da corda de interpolação, controlar o período de interpolação e controlar a taxa de avanço da ferramenta.
Um, controle de comprimento de acorde de interpolação. No processo de usinagem CNC, se não houver alteração na superfície de usinagem, a curvatura normal da direção de avanço na quebra de interpolação é um valor fixo. Neste momento, o comprimento da corda de interpolação é o fator que afeta o erro de aproximação linear, e o erro de aproximação linear e o quadrado do comprimento da corda de interpolação são proporcionais, portanto, reduzir o comprimento da corda de interpolação pode reduzir o erro de aproximação linear na usinagem CNC para até certo ponto. Se ≥ 1 , então. Portanto, na usinagem NC de superfícies curvas complexas, o comprimento da corda de interpolação precisa ser rigorosamente controlado para que fique dentro da faixa correspondente, de modo a garantir a precisão da usinagem. Portanto, encurtar razoavelmente o comprimento da corda de interpolação é uma medida eficaz para reduzir o erro de aproximação linear, o que pode melhorar a precisão da usinagem CNC. Mas deve-se notar que não pode ser encurtado infinitamente. Na usinagem, o período do comprimento da corda de interpolação do coeficiente CNC e a velocidade de avanço da ferramenta desempenham um papel decisivo no comprimento da corda de interpolação [4]. Em segundo lugar, o ciclo de interpolação e a velocidade de avanço, na usinagem específica de superfícies curvas, a velocidade de avanço e o ciclo de interpolação do sistema CNC terão um impacto direto no comprimento da corda de interpolação, normalmente, a tecnologia NC pode definir o ciclo de interpolação. determina a velocidade de alimentação. No caso de não haver alteração na taxa de avanço, quanto mais curto for o ciclo de interpolação, menor será o comprimento da corda de interpolação. Portanto, o erro de aproximação linear também é menor. Da mesma forma, no caso de não haver alteração na interpolação, uma taxa de avanço menor produzirá um comprimento de corda de interpolação menor, portanto o erro de aproximação linear será menor. Para a aplicação de sistema NC com pequeno período de interpolação, no processo de usinagem NC, a velocidade de avanço da ferramenta deve ser reduzida tanto quanto possível, para que o erro de usinagem NC de superfícies curvas complexas possa ser reduzido.
Resumindo, na usinagem CNC de superfícies curvas complexas, alguns erros ocorrerão inevitavelmente. É importante utilizar métodos e medidas razoáveis para controlar esses erros, a fim de reduzi-los e garantir a qualidade da usinagem CNC.
