作者choral (..)
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标题[讨论] 车床加工:偏摆度&真圆度案例
时间Sun Jul 11 20:57:55 2021
最近有一位板友问我关於偏摆度和真圆度推论的问题,
该板友做车床加工相关。
我觉得这个情况应该不少做车床加工的人都会遇到,
所以就把自己的见解PO出来跟大家讨论,
这个问题我自己也不太确定自己的推估正不正确,
如有错误还请不吝指正。
该问题叙述如下:
=========================叙述开始=========================
该板友加工一个柱状/轴对称工件,
他想用千分表表数据(偏摆度)来推算出大概的真圆度,
例如说,表头置於工件上,
手动旋转主轴一圈,
此时发现千分表的跳动范围在2u内,可否利用这个2u的偏摆度回推工件真圆度?
另一个情境:
改用刀塔移动z轴在该工件上拖表一小段距离,
可以得到这个类似平直度的数值(引述该板友的原文,而这个叫做全偏摆 total runout)
能否将这两个数值(偏摆度、全偏摆)透过推算,
去知道大概圆筒度(圆柱度)在哪个范围吗?
=========================叙述结束=========================
会有这个问题,主要是该板友的客户量出该工件的真圆度和圆柱度,
但该板友厂内没有量测圆柱度和真圆度的仪器/器材,
因此想藉由偏摆和全偏摆的数值来推测真圆度和圆柱度的范围。
我的见解如下:
先说结论,想用偏摆度去推测真圆度范围在工程上可行不高。
首先,真圆度的定义是撷取一个工件的2D轮廓,和标准圆相比的轮廓差异的最大值。
真圆度没有需要对应的基准轴或特徵,单纯就是看这个2D轮廓而已,
偏摆度的定义则是以一个轴当基准,去量测一个特徵跟该基准轴的上下差异量总和,
最常见的方法就是工件夹在车床上,用车床主轴当基准轴,千分表头靠在工件表面,
旋转工件一圈得到千分表的跳动变化量。
一般的工程图上都会注明要以谁当基准轴来量测某个特徵的偏摆度,如下图。
https://imgur.com/a/MftmLEv
真圆度通常是独立存在的
https://imgur.com/a/gOI7OlW
如果今天偏摆度要能够当作真圆度用,至少得有一个条件得达成
1.基准轴的轴心跟真圆度的圆心得重合
很明显,工程上基准轴轴心和真圆度圆心几乎不可能重合,
所以我们无法用偏摆推测真圆度。
但该板友的问题是想用偏摆度推算真圆度的范围:
这个的话,可行性不高,因为无法得知基准轴和真圆度的圆心距离多大,
有种极端情况是本身真圆度很好,但和基准轴的同心度很差,
这种情况下做出来的偏摆本身无法去推算真圆度范围,因此没有参考价值。
如果在一般的情况下,车床加工同心度在1~5条左右,
那偏摆度即使在真圆度很好(~um)的情况下,推算出来的范围也是1~5条以上,
更不用说真圆度在几条的状况下了,大概推出来的范围就超标了,
以我目前能想到的几个状况都很难满足工程上的要求,
所以我认为可行性不高。
不过我不是车床加工专业的,应该有我没想到的状况,
就PO在这跟大家分享讨论,
谢谢各位!
--
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 42.72.65.104 (台湾)
※ 文章网址: https://webptt.com/cn.aspx?n=bbs/Mechanical/M.1626008278.A.AFD.html
1F:推 TESA: 如果版友是机上量测不拆卸 的确可以量测真圆度,但是拆卸後 07/12 01:07
2F:→ TESA: 就无法再找回原本的轴 07/12 01:07
3F:推 TESA: 这两个形状公差应该都能在机上直接量测(不拆卸为前提) 07/12 01:10
推
tonn: 主轴有软爪夹持下量测的数据,跟拿下来量的数据差异会很大喔 07/12 10:53
推
TESA: 楼上所言甚是 我都忘记加持受力会造成干扰 07/12 18:44
4F:→ tonn: 一般加工厂没有特殊量仪的情况下,的确无法量测出真圆度 07/12 18:52
5F:→ tonn: 土法炼钢的方式就是以六分割的方式,量测六点看差异多少 07/12 18:53
6F:→ tonn: 不过当工件被夹出一个完美的三角饭团形状,变成量测数据有进 07/12 18:55
7F:→ tonn: 但实际装配NG,所以实务上容易变形的工件会做塞规/环规 07/12 18:57
8F:→ tonn: 搭配量测数据,这样品质才能稍微稳定 07/12 18:59
9F:→ fjack: 可以不用夹持;用电磁盘;夹持会有变型问题;不然就用加宽 07/16 11:54
10F:→ fjack: 软爪;尽量做到软爪全包覆工件外径;包覆愈多;变型量愈低 07/16 11:54
11F:→ fjack: 大部分状况;真圆度不是问题;细长工件的偏摆才是问题 07/16 11:57
12F:→ fjack: 用顶心也没用,因为光用1根手指压工件都会偏摆 07/16 12:00
感谢各位板友提供的资讯!
所以一般加工的情境都把车床的主轴当作基准轴来看的样子,
而且也能够符合大部分工件的品质要求。
那如何能够让车床主轴和工件基准轴尽量重合就是学问惹。
另外是我突然想到一个情境,假设需要加工到一半换边夹持,
那这样要对心的难度就更高惹@@
像是这样的工件:
https://imgur.com/a/FdNbJSd
13F:推 HiJimmy: 如果像是轮子一样的东西,中间用顶心双边夹,加上雷射 07/16 17:43
14F:→ HiJimmy: 测距,控制顶心旋转,这样偏摆和真圆度会准吗? 07/16 17:44
这样雷射源听起来跟千分表的效果也差不多,我猜是能合乎一般加工的要求,
但对於很刁钻的应用就不知道惹
※ 编辑: choral (114.137.32.6 台湾), 07/17/2021 00:27:10
15F:→ chinnez: 换边如果是cnc的话根本不用对心 ,传统车床就超麻烦 07/17 01:53
16F:→ chinnez: 还要量表靠着 一边转一用黄铜棒慢慢敲 07/17 01:55
17F:→ choral: 感觉我应该找台CNC车床玩玩 07/17 08:49
18F:→ dhtsai: 不然就一体成形,最後用切断车刀断面,整个工件同轴 07/18 11:53
19F:推 alevy: 所以在整个同轴的情况下,单点拖表测偏摆的数值就可以当作 07/18 13:41
20F:→ alevy: 该点真圆度的数值了吗? 07/18 13:41
21F:推 khakibye: 简单说,还挟持在机台上量测就是不会准 07/18 21:19
22F:→ fjack: 你的图真的要准的话 可以考虑使用双顶心车床 07/18 22:01
23F:→ fjack: 但是你这个工件的比例来看, 换头夹持应该是影响不大 最困 07/18 22:06
24F:→ fjack: 难的都是又细又长的工件 你可以想像一条直线 如果只有偏摆 07/18 22:06
25F:→ fjack: 个0.001度 在前面100 MM长度 可能真圆度都是一样 但是如果 07/18 22:06
26F:→ fjack: 那场到300 mm 真圆度可能就偏2条了 07/18 22:06
27F:→ fjack: CNC车床换边夹持不是不用对心, 跟长度一样, 直径愈大,换边 07/18 22:13
28F:→ fjack: 夹持, 愈容易偏摆, 直径30mm跟直径300mm量是不同的 07/18 22:14
29F:→ fjack: 另外就是车床切削本身就有一个下压力道会造成偏摆, 所以你 07/18 22:15
30F:→ fjack: 会看到车长工件, 会使用一个中心架扶住工件, 有些中心架是 07/18 22:16
31F:→ fjack: 可数位的, 会跟车车刀跑, 就是为了避免中间悬空, 被车刀往 07/18 22:17
32F:→ fjack: 下压, 造成变型 07/18 22:17
33F:→ fjack: 实务上要很多经验,每家公司专精的项目不同, 也有专攻走心式 07/18 22:19
34F:→ fjack: 专门车小零件的, 加工的领域, 没有人是全部都会的 07/18 22:20
35F:→ fjack: 很多时候也无法克服达到理想值, 都只能尽量啦.. 07/18 22:22
36F:→ fjack: 说真的就算用双顶心加研磨, 顶心一放掉,工作就偏摆了呀 07/18 22:23
38F:→ fjack: 就像上面这个影片, 你觉得会准吗? 这就要看你的标准了 07/18 22:29
39F:→ fjack: 不过说真的啦, 在很多领域, 加工准只是一个条件而己, 那毕 07/18 22:34
40F:→ fjack: 竟只是众多零件之一,例如模具, 各方面的设计都要考虑,不是 07/18 22:35
41F:→ fjack: 强度, 耐用性等等..不是只有做得准就好,这个才是决胜点 07/18 22:36
42F:→ fjack: 很多厂商都强调他们加工很准..如果他们单纯只有做零件OEM 07/18 22:38
43F:→ fjack: 加工那是不错啦, 但他如果是模具厂,加工准只是条件之一, 谈 07/18 22:39
44F:→ fjack: 不上是顶尖模具厂 07/18 22:39
45F:→ fjack: 有的说自己用德国cnc,加工有多准, 但那完全不表示他的模具 07/18 22:45
46F:→ fjack: 水准有多高..只能说他很有钱, 加工能力不错这样... 07/18 22:46
47F:→ choral: 感谢f大提供资讯! 07/19 07:24
48F:→ skyflighter: 你的问题其实只要把车床检验的标准规范弄懂,就知道 08/14 01:08
49F:→ skyflighter: 怎麽处理了 08/14 01:08
50F:→ choral: 请问楼上所采用的标准规范名称为何? 08/14 09:01
51F:→ skyflighter: 网路上有,搜寻CNS或是JIS规范就有了唷!之前从事机 08/14 23:37
52F:→ skyflighter: 械业很多资料都是网路上找的再配合实务比较容易了解 08/14 23:37
53F:→ choral: 感谢! 08/15 11:40