Vertikalių apdirbimo centrų tikslumo vertinimo metodai
Mechaninio apdirbimo srityje vertikalių apdirbimo centrų tikslumas yra labai svarbus apdorojimo kokybei. Operatoriaus tikslus tikslumo įvertinimas yra pagrindinis žingsnis užtikrinant apdorojimo efektyvumą. Toliau bus išsamiau aprašyti vertikalių apdirbimo centrų tikslumo vertinimo metodai.
Susijusių bandinio elementų nustatymas
Bandomojo elemento medžiagos, įrankiai ir pjovimo parametrai
Bandomųjų bandinių medžiagų, įrankių ir pjovimo parametrų pasirinkimas turi tiesioginės įtakos tikslumo vertinimui. Šie elementai paprastai nustatomi susitarus tarp gamintojos ir vartotojo ir turi būti tinkamai užregistruoti.
Kalbant apie pjovimo greitį, ketaus detalėms jis yra maždaug 50 m/min., o aliuminio detalėms – maždaug 300 m/min. Tinkamas pastūmos greitis yra maždaug (0,05–0,10) mm/dančiui. Kalbant apie pjovimo gylį, visų frezavimo operacijų radialinis pjovimo gylis turėtų būti 0,2 mm. Protingas šių parametrų pasirinkimas yra pagrindas tiksliam tikslumo įvertinimui vėliau. Pavyzdžiui, per didelis pjovimo greitis gali padidinti įrankio susidėvėjimą ir paveikti apdorojimo tikslumą; netinkamas pastūmos greitis gali lemti tai, kad apdirbamos detalės paviršiaus šiurkštumas neatitiks reikalavimų.
Bandomųjų bandinių medžiagų, įrankių ir pjovimo parametrų pasirinkimas turi tiesioginės įtakos tikslumo vertinimui. Šie elementai paprastai nustatomi susitarus tarp gamintojos ir vartotojo ir turi būti tinkamai užregistruoti.
Kalbant apie pjovimo greitį, ketaus detalėms jis yra maždaug 50 m/min., o aliuminio detalėms – maždaug 300 m/min. Tinkamas pastūmos greitis yra maždaug (0,05–0,10) mm/dančiui. Kalbant apie pjovimo gylį, visų frezavimo operacijų radialinis pjovimo gylis turėtų būti 0,2 mm. Protingas šių parametrų pasirinkimas yra pagrindas tiksliam tikslumo įvertinimui vėliau. Pavyzdžiui, per didelis pjovimo greitis gali padidinti įrankio susidėvėjimą ir paveikti apdorojimo tikslumą; netinkamas pastūmos greitis gali lemti tai, kad apdirbamos detalės paviršiaus šiurkštumas neatitiks reikalavimų.
Bandinio tvirtinimas
Bandinio tvirtinimo būdas yra tiesiogiai susijęs su stabilumu apdorojimo metu. Bandinį reikia patogiai pritvirtinti prie specialaus tvirtinimo elemento, kad būtų užtikrintas maksimalus įrankio ir tvirtinimo elemento stabilumas. Tvirtinimo elemento ir bandinio tvirtinimo paviršiai turi būti plokšti, o tai yra būtina sąlyga apdorojimo tikslumui užtikrinti. Tuo pačiu metu reikia patikrinti bandinio tvirtinimo paviršiaus ir tvirtinimo elemento prispaudimo paviršiaus lygiagretumą.
Kalbant apie tvirtinimo būdą, turėtų būti naudojamas tinkamas būdas, leidžiantis įrankiui prasiskverbti ir apdoroti visą centrinės skylės ilgį. Pavyzdžiui, rekomenduojama naudoti įleidžiamuosius varžtus bandiniui pritvirtinti, kad būtų galima veiksmingai išvengti įrankio ir varžtų sąveikos. Žinoma, galima pasirinkti ir kitus lygiaverčius metodus. Bendras bandinio aukštis priklauso nuo pasirinkto tvirtinimo būdo. Tinkamas aukštis gali užtikrinti bandinio padėties stabilumą apdorojimo proceso metu ir sumažinti tikslumo nuokrypį, kurį sukelia tokie veiksniai kaip vibracija.
Bandinio tvirtinimo būdas yra tiesiogiai susijęs su stabilumu apdorojimo metu. Bandinį reikia patogiai pritvirtinti prie specialaus tvirtinimo elemento, kad būtų užtikrintas maksimalus įrankio ir tvirtinimo elemento stabilumas. Tvirtinimo elemento ir bandinio tvirtinimo paviršiai turi būti plokšti, o tai yra būtina sąlyga apdorojimo tikslumui užtikrinti. Tuo pačiu metu reikia patikrinti bandinio tvirtinimo paviršiaus ir tvirtinimo elemento prispaudimo paviršiaus lygiagretumą.
Kalbant apie tvirtinimo būdą, turėtų būti naudojamas tinkamas būdas, leidžiantis įrankiui prasiskverbti ir apdoroti visą centrinės skylės ilgį. Pavyzdžiui, rekomenduojama naudoti įleidžiamuosius varžtus bandiniui pritvirtinti, kad būtų galima veiksmingai išvengti įrankio ir varžtų sąveikos. Žinoma, galima pasirinkti ir kitus lygiaverčius metodus. Bendras bandinio aukštis priklauso nuo pasirinkto tvirtinimo būdo. Tinkamas aukštis gali užtikrinti bandinio padėties stabilumą apdorojimo proceso metu ir sumažinti tikslumo nuokrypį, kurį sukelia tokie veiksniai kaip vibracija.
Bandinio matmenys
Po kelių pjovimo operacijų bandinio išoriniai matmenys sumažės, o skylės skersmuo padidės. Kai bandinys naudojamas priėmimo patikrinimui, siekiant tiksliai atspindėti apdirbimo centro pjovimo tikslumą, rekomenduojama pasirinkti galutinio kontūro apdirbimo bandinio matmenis, kurie atitiktų standarte nurodytus matmenis. Bandinį galima pakartotinai naudoti pjovimo bandymuose, tačiau jo specifikacijos turėtų būti ne didesnės kaip ±10 % nuo standarte nurodytų būdingų matmenų. Kai bandinys naudojamas dar kartą, prieš atliekant naują tikslaus pjovimo bandymą, reikia atlikti plonasluoksnį pjovimą, kad būtų išvalyti visi paviršiai. Tai gali pašalinti ankstesnio apdorojimo likučių įtaką ir užtikrinti, kad kiekvienas bandymo rezultatas tiksliau atspindėtų dabartinę apdirbimo centro tikslumo būseną.
Po kelių pjovimo operacijų bandinio išoriniai matmenys sumažės, o skylės skersmuo padidės. Kai bandinys naudojamas priėmimo patikrinimui, siekiant tiksliai atspindėti apdirbimo centro pjovimo tikslumą, rekomenduojama pasirinkti galutinio kontūro apdirbimo bandinio matmenis, kurie atitiktų standarte nurodytus matmenis. Bandinį galima pakartotinai naudoti pjovimo bandymuose, tačiau jo specifikacijos turėtų būti ne didesnės kaip ±10 % nuo standarte nurodytų būdingų matmenų. Kai bandinys naudojamas dar kartą, prieš atliekant naują tikslaus pjovimo bandymą, reikia atlikti plonasluoksnį pjovimą, kad būtų išvalyti visi paviršiai. Tai gali pašalinti ankstesnio apdorojimo likučių įtaką ir užtikrinti, kad kiekvienas bandymo rezultatas tiksliau atspindėtų dabartinę apdirbimo centro tikslumo būseną.
Bandinio padėtis
Bandomasis elementas turėtų būti pastatytas vertikalaus apdirbimo centro X ašies vidurinėje padėtyje ir tinkamoje padėtyje išilgai Y ir Z ašių, atsižvelgiant į bandinio ir tvirtinimo įtaiso padėtį bei įrankio ilgį. Tačiau, jei yra specialūs reikalavimai bandinio padėties nustatymui, jie turėtų būti aiškiai nurodyti gamintojo ir vartotojo susitarime. Teisingas padėties nustatymas gali užtikrinti tikslią santykinę įrankio ir bandinio padėtį apdorojimo proceso metu, taip veiksmingai užtikrinant apdorojimo tikslumą. Jei bandinys yra netiksliai išdėstytas, gali kilti problemų, tokių kaip apdorojimo matmenų nuokrypis ir formos paklaida. Pavyzdžiui, nukrypimas nuo centrinės padėties X kryptimi gali sukelti matmenų paklaidas apdirbamo ruošinio ilgio kryptimi; netinkamas padėties nustatymas išilgai Y ir Z ašių gali turėti įtakos ruošinio tikslumui aukščio ir pločio kryptimis.
Bandomasis elementas turėtų būti pastatytas vertikalaus apdirbimo centro X ašies vidurinėje padėtyje ir tinkamoje padėtyje išilgai Y ir Z ašių, atsižvelgiant į bandinio ir tvirtinimo įtaiso padėtį bei įrankio ilgį. Tačiau, jei yra specialūs reikalavimai bandinio padėties nustatymui, jie turėtų būti aiškiai nurodyti gamintojo ir vartotojo susitarime. Teisingas padėties nustatymas gali užtikrinti tikslią santykinę įrankio ir bandinio padėtį apdorojimo proceso metu, taip veiksmingai užtikrinant apdorojimo tikslumą. Jei bandinys yra netiksliai išdėstytas, gali kilti problemų, tokių kaip apdorojimo matmenų nuokrypis ir formos paklaida. Pavyzdžiui, nukrypimas nuo centrinės padėties X kryptimi gali sukelti matmenų paklaidas apdirbamo ruošinio ilgio kryptimi; netinkamas padėties nustatymas išilgai Y ir Z ašių gali turėti įtakos ruošinio tikslumui aukščio ir pločio kryptimis.
Specifiniai aptikimo elementai ir apdorojimo tikslumo metodai
Matmenų tikslumo nustatymas
Linijinių matmenų tikslumas
Apdoroto bandinio linijiniams matmenims matuoti naudokite matavimo įrankius (pvz., slankmačius, mikrometrus ir kt.). Pavyzdžiui, išmatuokite ruošinio ilgį, plotį, aukštį ir kitus matmenis ir palyginkite juos su suprojektuotais matmenimis. Apdirbimo centruose, kuriems keliami dideli tikslumo reikalavimai, matmenų nuokrypis turėtų būti kontroliuojamas labai mažame diapazone, paprastai mikronų lygmenyje. Matuojant linijinius matmenis keliomis kryptimis, galima išsamiai įvertinti apdirbimo centro padėties nustatymo tikslumą X, Y, Z ašyse.
Linijinių matmenų tikslumas
Apdoroto bandinio linijiniams matmenims matuoti naudokite matavimo įrankius (pvz., slankmačius, mikrometrus ir kt.). Pavyzdžiui, išmatuokite ruošinio ilgį, plotį, aukštį ir kitus matmenis ir palyginkite juos su suprojektuotais matmenimis. Apdirbimo centruose, kuriems keliami dideli tikslumo reikalavimai, matmenų nuokrypis turėtų būti kontroliuojamas labai mažame diapazone, paprastai mikronų lygmenyje. Matuojant linijinius matmenis keliomis kryptimis, galima išsamiai įvertinti apdirbimo centro padėties nustatymo tikslumą X, Y, Z ašyse.
Skylės skersmens tikslumas
Apdorojant skyles, skylės skersmeniui nustatyti gali būti naudojami tokie įrankiai kaip vidinio skersmens matuokliai ir koordinatinės matavimo mašinos. Skylės skersmens tikslumas apima ne tik reikalavimą, kad skersmens dydis atitiktų reikalavimus, bet ir tokius rodiklius kaip cilindriškumas. Jei skylės skersmens nuokrypis yra per didelis, tai gali lemti tokie veiksniai kaip įrankio susidėvėjimas ir veleno radialinis mušimas.
Apdorojant skyles, skylės skersmeniui nustatyti gali būti naudojami tokie įrankiai kaip vidinio skersmens matuokliai ir koordinatinės matavimo mašinos. Skylės skersmens tikslumas apima ne tik reikalavimą, kad skersmens dydis atitiktų reikalavimus, bet ir tokius rodiklius kaip cilindriškumas. Jei skylės skersmens nuokrypis yra per didelis, tai gali lemti tokie veiksniai kaip įrankio susidėvėjimas ir veleno radialinis mušimas.
Formos tikslumo nustatymas
Plokštumo nustatymas
Apdorotos plokštumos lygumui nustatyti naudokite tokius prietaisus kaip nivelyrai ir optiniai plokštumos matuokliai. Padėkite nivelyrą ant apdorojamos plokštumos ir, stebėdami burbulo padėties pasikeitimą, nustatykite lygumo paklaidą. Norint tiksliai apdoroti, lygumo paklaida turėtų būti itin maža, kitaip ji paveiks vėlesnį surinkimą ir kitus procesus. Pavyzdžiui, apdirbant staklių ir kitų plokštumų kreipiamuosius bėgelius, lygumo reikalavimas yra itin didelis. Jei jis viršija leistiną paklaidą, judančios kreipiamųjų bėgelių dalys veiks nestabiliai.
Plokštumo nustatymas
Apdorotos plokštumos lygumui nustatyti naudokite tokius prietaisus kaip nivelyrai ir optiniai plokštumos matuokliai. Padėkite nivelyrą ant apdorojamos plokštumos ir, stebėdami burbulo padėties pasikeitimą, nustatykite lygumo paklaidą. Norint tiksliai apdoroti, lygumo paklaida turėtų būti itin maža, kitaip ji paveiks vėlesnį surinkimą ir kitus procesus. Pavyzdžiui, apdirbant staklių ir kitų plokštumų kreipiamuosius bėgelius, lygumo reikalavimas yra itin didelis. Jei jis viršija leistiną paklaidą, judančios kreipiamųjų bėgelių dalys veiks nestabiliai.
Apvalumo nustatymas
Apdorojant apskritus kontūrus (pvz., cilindrus, kūgius ir kt.), galima naudoti apvalumo matuoklį. Apvalumo paklaida atspindi apdirbimo centro tikslumo situaciją sukimosi judesio metu. Tokie veiksniai kaip veleno sukimosi tikslumas ir įrankio radialinis išbėgimas turės įtakos apvalumui. Jei apvalumo paklaida yra per didelė, mechaninių dalių sukimosi metu gali atsirasti disbalansas ir sutrikti normalus įrangos veikimas.
Apdorojant apskritus kontūrus (pvz., cilindrus, kūgius ir kt.), galima naudoti apvalumo matuoklį. Apvalumo paklaida atspindi apdirbimo centro tikslumo situaciją sukimosi judesio metu. Tokie veiksniai kaip veleno sukimosi tikslumas ir įrankio radialinis išbėgimas turės įtakos apvalumui. Jei apvalumo paklaida yra per didelė, mechaninių dalių sukimosi metu gali atsirasti disbalansas ir sutrikti normalus įrangos veikimas.
Padėties tikslumo nustatymas
Lygiagretumo aptikimas
Apdorotų paviršių arba skylių ir paviršių lygiagretumo nustatymas. Pavyzdžiui, norint išmatuoti dviejų plokštumų lygiagretumą, galima naudoti indikatorių. Pritvirtinkite indikatorių prie veleno, prijunkite indikatoriaus galvutę prie išmatuotos plokštumos, perkelkite darbastalį ir stebėkite indikatoriaus rodmens pokytį. Per didelę lygiagretumo paklaidą gali lemti tokie veiksniai kaip kreipiančiosios liniuotės tiesumo paklaida ir darbastalio pasvirimas.
Lygiagretumo aptikimas
Apdorotų paviršių arba skylių ir paviršių lygiagretumo nustatymas. Pavyzdžiui, norint išmatuoti dviejų plokštumų lygiagretumą, galima naudoti indikatorių. Pritvirtinkite indikatorių prie veleno, prijunkite indikatoriaus galvutę prie išmatuotos plokštumos, perkelkite darbastalį ir stebėkite indikatoriaus rodmens pokytį. Per didelę lygiagretumo paklaidą gali lemti tokie veiksniai kaip kreipiančiosios liniuotės tiesumo paklaida ir darbastalio pasvirimas.
Statmenumo nustatymas
Statmenumą tarp apdirbtų paviršių arba tarp skylių ir paviršiaus galima nustatyti naudojant tokius įrankius kaip trikampiai ir statmenumo matavimo prietaisai. Pavyzdžiui, apdirbant dėžės tipo detales, statmenumas tarp įvairių dėžės paviršių turi didelę įtaką detalių surinkimui ir naudojimo charakteristikoms. Statmenumo paklaidą gali sukelti statmenumo nuokrypis tarp staklės koordinačių ašių.
Statmenumą tarp apdirbtų paviršių arba tarp skylių ir paviršiaus galima nustatyti naudojant tokius įrankius kaip trikampiai ir statmenumo matavimo prietaisai. Pavyzdžiui, apdirbant dėžės tipo detales, statmenumas tarp įvairių dėžės paviršių turi didelę įtaką detalių surinkimui ir naudojimo charakteristikoms. Statmenumo paklaidą gali sukelti statmenumo nuokrypis tarp staklės koordinačių ašių.
Dinaminio tikslumo įvertinimas
Vibracijos aptikimas
Apdorojimo proceso metu vibracijos jutikliais apdorojant apdirbimo centrą, apdorojami vibracijos davikliai. Vibracija gali sukelti problemų, tokių kaip padidėjęs apdirbamos detalės paviršiaus šiurkštumas ir pagreitėjęs įrankio susidėvėjimas. Analizuojant vibracijos dažnį ir amplitudę, galima nustatyti, ar nėra nenormalių vibracijos šaltinių, tokių kaip nesubalansuotos besisukančios dalys ir atsilaisvinę komponentai. Didelio tikslumo apdirbimo centruose vibracijos amplitudė turėtų būti kontroliuojama labai žemai, kad būtų užtikrintas apdorojimo tikslumo stabilumas.
Apdorojimo proceso metu vibracijos jutikliais apdorojant apdirbimo centrą, apdorojami vibracijos davikliai. Vibracija gali sukelti problemų, tokių kaip padidėjęs apdirbamos detalės paviršiaus šiurkštumas ir pagreitėjęs įrankio susidėvėjimas. Analizuojant vibracijos dažnį ir amplitudę, galima nustatyti, ar nėra nenormalių vibracijos šaltinių, tokių kaip nesubalansuotos besisukančios dalys ir atsilaisvinę komponentai. Didelio tikslumo apdirbimo centruose vibracijos amplitudė turėtų būti kontroliuojama labai žemai, kad būtų užtikrintas apdorojimo tikslumo stabilumas.
Terminės deformacijos aptikimas
Ilgalaikio veikimo metu apdirbimo centras generuos šilumą, dėl kurios atsiras terminė deformacija. Pagrindinių komponentų (pvz., veleno ir kreipiančiosios bėgelio) temperatūros pokyčiams matuoti naudojami temperatūros jutikliai, o kartu su matavimo prietaisais nustatomas apdorojimo tikslumo pokytis. Terminė deformacija gali palaipsniui keisti apdirbimo matmenis. Pavyzdžiui, veleno pailgėjimas esant aukštai temperatūrai gali sukelti matmenų nuokrypius apdirbamo ruošinio ašine kryptimi. Siekiant sumažinti terminės deformacijos poveikį tikslumui, kai kuriuose pažangiuose apdirbimo centruose įrengtos aušinimo sistemos temperatūrai valdyti.
Ilgalaikio veikimo metu apdirbimo centras generuos šilumą, dėl kurios atsiras terminė deformacija. Pagrindinių komponentų (pvz., veleno ir kreipiančiosios bėgelio) temperatūros pokyčiams matuoti naudojami temperatūros jutikliai, o kartu su matavimo prietaisais nustatomas apdorojimo tikslumo pokytis. Terminė deformacija gali palaipsniui keisti apdirbimo matmenis. Pavyzdžiui, veleno pailgėjimas esant aukštai temperatūrai gali sukelti matmenų nuokrypius apdirbamo ruošinio ašine kryptimi. Siekiant sumažinti terminės deformacijos poveikį tikslumui, kai kuriuose pažangiuose apdirbimo centruose įrengtos aušinimo sistemos temperatūrai valdyti.
Perkėlimo tikslumo įvertinimas
To paties bandinio daugkartinio apdorojimo tikslumo palyginimas
Pakartotinai apdorojant tą patį bandinį ir naudojant aukščiau nurodytus aptikimo metodus, siekiant išmatuoti kiekvieno apdoroto bandinio tikslumą. Stebėkite rodiklių, tokių kaip matmenų tikslumas, formos tikslumas ir padėties tikslumas, pakartojamumą. Jei perkėlimo tikslumas yra prastas, tai gali lemti nestabilią partijomis apdirbtų ruošinių kokybę. Pavyzdžiui, apdirbant liejimo formas, jei perkėlimo tikslumas yra mažas, tai gali sukelti formos ertmės matmenų nenuoseklumą, o tai turi įtakos formos naudojimo charakteristikoms.
Pakartotinai apdorojant tą patį bandinį ir naudojant aukščiau nurodytus aptikimo metodus, siekiant išmatuoti kiekvieno apdoroto bandinio tikslumą. Stebėkite rodiklių, tokių kaip matmenų tikslumas, formos tikslumas ir padėties tikslumas, pakartojamumą. Jei perkėlimo tikslumas yra prastas, tai gali lemti nestabilią partijomis apdirbtų ruošinių kokybę. Pavyzdžiui, apdirbant liejimo formas, jei perkėlimo tikslumas yra mažas, tai gali sukelti formos ertmės matmenų nenuoseklumą, o tai turi įtakos formos naudojimo charakteristikoms.
Apibendrinant, operatorius, norėdamas išsamiai ir tiksliai įvertinti vertikalių apdirbimo centrų tikslumą, turi pradėti nuo daugelio aspektų, tokių kaip bandinių paruošimas (įskaitant medžiagas, įrankius, pjovimo parametrus, tvirtinimą ir matmenis), bandinių padėties nustatymas, įvairių apdorojimo tikslumo elementų (matmenų tikslumas, formos tikslumas, padėties tikslumas) nustatymas, dinaminio tikslumo įvertinimas ir perkėlimo tikslumo svarstymas. Tik tokiu būdu apdirbimo centras gali atitikti apdorojimo tikslumo reikalavimus gamybos proceso metu ir pagaminti aukštos kokybės mechanines dalis.