Gereedschapskalibratie is een fundamentele stap om de bewerkingsnauwkeurigheid te waarborgen en heeft direct invloed op de productkwaliteit en de productie-efficiëntie.
Het kernmechanisme waarmee gereedschapskalibratie de bewerkingsnauwkeurigheid beïnvloedt, komt tot uiting in aspecten zoals foutenoverdracht bij metingen, controle van procesparameters en de nauwkeurigheid van kwaliteitsinspectie.
Volgens internationale normen ISO 9001 metrologische technische specificaties is de kalibratiecyclus voor meetapparatuur over het algemeen 6 tot 12 maanden, en voor precisiegereedschap is dit 3 tot 6 maanden. De meetonzekerheid van gereedschappen moet worden gecontroleerd binnen 1/10 tot 1/3 van de tolerantie van het te meten werkstuk, wat betekent dat de meetnauwkeurigheid minstens drie keer hoger moet zijn dan de bewerkingsnauwkeurigheid.
De kalibratienauwkeurigheid van schuifmaten is ±0,02 mm, geschikt voor onderdelen met tolerantiegraden IT7-IT12; de kalibratienauwkeurigheid van micrometers is ±0,002 mm, geschikt voor tolerantiegraden IT5-IT8; en de kalibratienauwkeurigheid van meetklokken is ±0,001 mm, gebruikt voor inspecties van tolerantiegraad IT4-IT6.
I. Het overdrachtsmechanisme van meetfouten op de bewerkingsnauwkeurigheid
1. Systematische fouten zijn de belangrijkste factoren die de bewerkingsnauwkeurigheid beïnvloeden. Nulpuntverschuiving van meetgereedschappen leidt tot cumulatieve dimensionale afwijkingen. Een nulpuntfout van 0,005 mm in een micrometer veroorzaakt bijvoorbeeld dezelfde afwijking in alle meetresultaten, wat direct van invloed is op de dimensionale nauwkeurigheid van het werkstuk.
2. Willekeurige fouten beïnvloeden de herhaalbaarheid van metingen en de stabiliteit van de bewerking. Willekeurige fouten veroorzaakt door slijtage van meetgereedschappen leiden tot spreiding in meetresultaten, een toename van de standaarddeviatie en een impact op de procescapaciteitsindex Cpk-waarde. Oppervlakteruwheid heeft een significant effect op contactmetingen, en wanneer het gemeten oppervlak een Ra-waarde heeft van 3,2 μm, neemt de meetonzekerheid met 50% toe.
Menselijke fouten veroorzaakt door verschillen in de vaardigheden van de operator kunnen variëren van 0,005 - 0,02 mm tussen geschoolde werknemers en beginners. Willekeurige fouten veroorzaakt door externe factoren zoals trillingen en luchtstroomstoringen moeten worden verminderd door het gemiddelde van meerdere metingen te nemen. De controle van willekeurige fouten vereist de opstelling van standaard werkprocedures, de standaardisatie van meetmethoden, regelmatige training en het creëren van een stabiele meetomgeving.3. Onzekerheidsevaluatie is een wetenschappelijke methode voor foutenanalyse. Onzekerheid van klasse A wordt verkregen door statistische analyse en weerspiegelt de herhaalbaarheid van de meting. Onzekerheid van klasse B is afgeleid van kalibratiecertificaten van standaardapparaten, technische indicatoren van meetgereedschappen, enz., en weerspiegelt systematische afwijkingen.De gecombineerde standaardonzekerheid wordt verkregen door elke component te combineren volgens de wortel-en-methode, en de uitgebreide onzekerheid wordt genomen als de uitbreidingsfactor k = 2 die overeenkomt met de betrouwbaarheidswaarschijnlijkheid van 95%. De verificatie van de meetcapaciteit wordt uitgevoerd door te vergelijken met superieure standaarden om te bevestigen dat het meetsysteem voldoet aan de nauwkeurigheidseisen.
II. Technische eisen en methoden voor kalibratie van precisie-meetinstrumenten 1. De kalibratie van lengtemeetinstrumenten maakt gebruik van een stapsgewijs traceersysteem. De lasergolflengte dient als lengte-referentie, met een nauwkeurigheid van 10⁻⁹ niveau. De nauwkeurigheid van de meetblokken van de eerste klasse is ±0,05 μm, die wordt gebruikt voor het kalibreren van precisie-meetinstrumenten en meetapparatuur. De werkende meetblokken hebben een nauwkeurigheid van ±0,1 - 0,5 μm, die wordt gebruikt voor het kalibreren van gewone meetinstrumenten. De kalibratie van de schuifmaat maakt gebruik van een combinatie van standaard meetblokken om de indicatiefout op elk meetpunt te detecteren. De kalibratie van de micrometer moet het nulpunt, de indicatiefout en de meetkrachtparameters controleren. De standaard meetkracht is 5 - 10 N. De kalibratieomgeving vereist een temperatuur van 20 ± 1℃, een relatieve vochtigheid van 45% - 65% en geen trillingsinterferentie. Het kalibratiecertificaat moet correctiewaarden en meetonzekerheid verstrekken. Tijdens de geldigheidsperiode van het certificaat zijn correcties vereist bij gebruik.2. De kalibratie van hoekmeetinstrumenten is gebaseerd op de overdracht van hoekreferentie. Een veelzijdige prisma dient als hoekreferentie, met een nauwkeurigheid tot 0,1 boogseconden. De kalibratie van de sinusliniaal maakt gebruik van standaardmeters in combinatie om de nauwkeurigheid van de hoekinstelling te testen. De kalibratie van de universele hoekliniaal vereist het controleren van de indicatiefouten op elke hoekpositie, met een nauwkeurigheidseis van ±2' tot ±5'. De kalibratie van het waterpasinstrument test de gevoeligheid en de indicatiefout, met een nauwkeurigheid van 0,01 -0,1 mm/m.
3. De kalibratie van vormmeetgereedschappen omvat complexe geometrische parameters. De kalibratie van rechtlijnigheid maakt gebruik van laserinterferometers of precisiegeleidingen om de afwijking van de referentierechtlijnigheid te meten. De vlakheidskalibratie maakt gebruik van drie-coördinaat meetmachines of laser vlakheidsinstrumenten om de vlakheidsreferentie vast te stellen. III. Toepassing van meetgereedschappen en precisieborging tijdens de bewerking1. De selectie van meetgereedschappen tussen processen heeft direct invloed op de kwaliteitscontrole van de bewerking. Tijdens de ruwe bewerkingsfase worden conventionele meetgereedschappen zoals stalen linialen en schuifmaten gebruikt, met relatief lage precisie-eisen, en de focus ligt op het controleren van de resterende afmetingen. Voor semi-afwerking worden precisie-meetgereedschappen zoals micrometers en meetklokken gebruikt om de veranderingen in trend van de afmetingen te bewaken. In de afwerkingsfase worden hoogwaardige meetgereedschappen zoals laserafstandsmeters en drie-coördinaat meetmachines gebruikt om de uiteindelijke dimensionale nauwkeurigheid te waarborgen. De online meettechnologie integreert probesystemen om automatische detectie tijdens de bewerking te bereiken, met een nauwkeurigheid van ±0,001 - 0,005 mm. De probe-kalibratie van de machine maakt gebruik van standaardkogels of kaliberblokken om een nauwkeurige relatie tussen de probe en het coördinatensysteem van de machine te creëren. Het automatische meetsysteem kan bewerkingsfouten compenseren, waardoor de bewerkingsnauwkeurigheid en -efficiëntie worden verbeterd.
2. De instelling en uitlijningsnauwkeurigheid van het gereedschap beïnvloeden de bewerkingsafmetingen. De nauwkeurigheid van het gereedschapsuitlijningsinstrument is ±0,002 - 0,005 mm, die wordt gebruikt voor de voorafgaande instelling van de gereedschapslengte en -diameter. Het laseruitlijningsinstrument heeft een nauwkeurigheid van ±0,001 - 0,003 mm, waardoor hoogwaardige gereedschapcompensatie mogelijk is. De contact-type probe-uitlijning heeft een nauwkeurigheid van ±0,0005 - 0,002 mm, geschikt voor precisiebewerking. Het contactloze optische uitlijningssysteem vermijdt gereedschapsslijtage en heeft een nauwkeurigheid van ±0,001 - 0,005 mm. Het gereedschapsbewakingssysteem detecteert gereedschapsslijtage in real-time en compenseert automatisch voor afmetingsafwijkingen. De schade-detectiefunctie voorkomt kwaliteitsongelukken en de akoestische emissiesensor bewaakt de gereedschapstoestand. Het gereedschapslevensduurbeheersysteem optimaliseert de gereedschapswisseltijd en zorgt voor consistente bewerkingsnauwkeurigheid.
3. De positioneringsnauwkeurigheid van de opspanmiddelen is een cruciaal aspect voor het waarborgen van de bewerkingsnauwkeurigheid. De positioneringspen-gaten van de opspanmiddelen hebben een H7-precisie en de speling wordt binnen 0,005 - 0,015 mm gehouden. De vlakheid van het positioneringsreferentieoppervlak is 0,005 - 0,02 mm, wat de stabiliteit van de werkstukpositionering waarborgt. De klemkracht wordt binnen een redelijk bereik gehouden om vervorming van het werkstuk en de impact ervan op de nauwkeurigheid te voorkomen. De inspectiegereedschappen voor de opspanmiddelen omvatten kaliberblokken, ringmaten, platforms, vierkante dozen en andere gespecialiseerde apparatuur.
