Ar žinote greitojo tikslaus detalių apdirbimo procesą apdirbimo centre?

Didelio greičio tiksliųjų detalių apdorojimo srauto analizė apdirbimo centruose

I. Įvadas
Apdirbimo centrai vaidina labai svarbų vaidmenį greitojo tikslaus detalių apdirbimo srityje. Jie valdo stakles naudodamiesi skaitmenine informacija, todėl jos gali automatiškai atlikti nurodytas apdorojimo užduotis. Šis apdorojimo metodas gali užtikrinti itin didelį apdorojimo tikslumą ir stabilią kokybę, jį lengva automatizuoti, be to, jis pasižymi dideliu našumu ir trumpu gamybos ciklu. Tuo pačiu metu jis gali sumažinti sunaudojamos įrangos kiekį, patenkinti greito gaminių atnaujinimo ir keitimo poreikius, be to, yra glaudžiai susijęs su CAD, kad būtų pasiektas perėjimas nuo projektavimo iki galutinio gaminio. Mokiniams, besimokantiems greitojo tikslaus detalių apdorojimo srauto apdirbimo centruose, labai svarbu suprasti kiekvieno proceso ryšius ir kiekvieno žingsnio reikšmę. Šiame straipsnyje bus išsamiai aprašytas visas apdorojimo srautas nuo gaminio analizės iki patikrinimo ir pademonstruotas konkrečiais atvejais. Korpuso medžiagos yra dvispalvės plokštės arba organinis stiklas.

 

II. Produkto analizė
(A) Sudėties informacijos gavimas
Produkto analizė yra viso apdorojimo srauto pradžia. Šiame etape turime gauti pakankamai informacijos apie sudėtį. Skirtingų tipų detalėms sudėties informacijos šaltiniai yra platūs. Pavyzdžiui, jei tai mechaninės konstrukcijos detalė, turime suprasti jos formą ir dydį, įskaitant geometrinius matmenis, tokius kaip ilgis, plotis, aukštis, skylės skersmuo ir veleno skersmuo. Šie duomenys nulems tolesnio apdorojimo pagrindą. Jei tai detalė su sudėtingais išlenktais paviršiais, pavyzdžiui, aviacinio variklio mentė, reikalingi tikslūs išlenkto paviršiaus kontūro duomenys, kuriuos galima gauti naudojant pažangias technologijas, tokias kaip 3D skenavimas. Be to, detalių tolerancijos reikalavimai taip pat yra pagrindinė sudėties informacijos dalis, kuri nustato apdorojimo tikslumo diapazoną, pvz., matmenų toleranciją, formos toleranciją (apvalumą, tiesumą ir kt.) ir padėties toleranciją (lygiagretumą, statmenumą ir kt.).

 

(B) Apdorojimo reikalavimų apibrėžimas
Be sudėties informacijos, produkto analizėje taip pat atsižvelgiama į apdorojimo reikalavimus. Tai apima detalių medžiagų charakteristikas. Įvairių medžiagų savybės, tokios kaip kietumas, tvirtumas ir tąsumas, turės įtakos apdorojimo technologijos pasirinkimui. Pavyzdžiui, apdorojant didelio kietumo legiruotojo plieno detales, gali reikėti naudoti specialius pjovimo įrankius ir pjovimo parametrus. Paviršiaus kokybės reikalavimai taip pat yra svarbus aspektas. Pavyzdžiui, paviršiaus šiurkštumo reikalavimas yra toks, kad kai kurioms didelio tikslumo optinėms detalėms paviršiaus šiurkštumas gali siekti nanometro lygį. Be to, yra ir specialių reikalavimų, pavyzdžiui, detalių atsparumas korozijai ir dilimui. Šiems reikalavimams po apdorojimo gali reikėti papildomų apdorojimo procesų.

 

III. Grafinis dizainas
(A) Projektavimo pagrindas, pagrįstas produkto analize
Grafinis dizainas grindžiamas išsamia produkto analize. Pavyzdžiui, antspaudų apdirbimo atveju, pirmiausia reikia pasirinkti šriftą pagal apdorojimo reikalavimus. Jei tai oficialus antspaudas, galima naudoti standartinį „Song“ šriftą arba jo imitaciją; jei tai meninis antspaudas, šrifto pasirinkimas yra įvairesnis ir gali būti meninės prasmės antspaudo raštas, kanceliarinis raštas ir kt. Teksto dydis turėtų būti nustatomas pagal bendrą antspaudo dydį ir paskirtį. Pavyzdžiui, mažo asmeninio antspaudo teksto dydis yra santykinai mažas, o didelės įmonės oficialaus antspaudo – santykinai didelis. Antspaudo tipas taip pat yra labai svarbus. Yra įvairių formų, pavyzdžiui, apskritas, kvadratinis ir ovalus. Kiekvienos formos dizainas turi atsižvelgti į vidinio teksto ir raštų išdėstymą.

 

(B) Grafikos kūrimas naudojant profesionalią programinę įrangą
Nustačius šiuos pagrindinius elementus, grafikai kurti reikia naudoti profesionalią grafikos dizaino programinę įrangą. Paprastai dvimatėje grafikoje galima naudoti tokią programinę įrangą kaip „AutoCAD“. Šioje programinėje įrangoje galima tiksliai nubrėžti detalės kontūrą, nustatyti linijų storį, spalvą ir kt. Sudėtingai trimatei grafikai reikia naudoti trimačio modeliavimo programinę įrangą, tokią kaip „SolidWorks“ ir „UG“. Ši programinė įranga gali kurti detalių modelius su sudėtingais išlenktais paviršiais ir kietomis konstrukcijomis, atlikti parametrinį projektavimą, palengvindama grafikos modifikavimą ir optimizavimą. Grafikos dizaino proceso metu taip pat reikia atsižvelgti į vėlesnių apdorojimo technologijų reikalavimus. Pavyzdžiui, siekiant palengvinti įrankių trajektorijų generavimą, grafika turi būti pagrįstai sluoksniuota ir padalinta.

 

IV. Proceso planavimas
(A) Planavimo proceso etapai iš pasaulinės perspektyvos
Proceso planavimas – tai pagrįstas kiekvieno apdorojimo etapo nustatymas iš globalios perspektyvos, remiantis išsamia ruošinio išvaizdos ir apdorojimo reikalavimų analize. Tam reikia atsižvelgti į apdorojimo seką, apdorojimo metodus ir naudojamus pjovimo įrankius bei tvirtinimo elementus. Detalėms su keliomis savybėmis būtina nustatyti, kurias savybes apdoroti pirmiausia, o kurias – vėliau. Pavyzdžiui, detalei su skylėmis ir plokštumomis paprastai pirmiausia apdorojama plokštuma, kad būtų užtikrintas stabilus atskaitos paviršius vėlesniam skylių apdirbimui. Apdorojimo metodo pasirinkimas priklauso nuo detalės medžiagos ir formos. Pavyzdžiui, išoriniam apskrito paviršiaus apdirbimui galima pasirinkti tekinimą, šlifavimą ir kt.; vidinėms skylėms – gręžimą, išgręžimą ir kt.

 

(B) Tinkamų pjovimo įrankių ir įtaisų pasirinkimas
Pjovimo įrankių ir tvirtinimo elementų parinkimas yra svarbi proceso planavimo dalis. Yra įvairių tipų pjovimo įrankių, įskaitant tekinimo įrankius, frezavimo įrankius, grąžtus, gręžimo įrankius ir kt., ir kiekvienas pjovimo įrankių tipas turi skirtingus modelius ir parametrus. Renkantis pjovimo įrankius, reikia atsižvelgti į tokius veiksnius kaip detalės medžiaga, apdirbimo tikslumas ir apdirbamo paviršiaus kokybė. Pavyzdžiui, aliuminio lydinių detalėms apdirbti gali būti naudojami greitapjovio plieno pjovimo įrankiai, o grūdinto plieno detalėms apdirbti reikalingi kietojo lydinio arba keramikos pjovimo įrankiai. Tvirtinimo elementų funkcija – pritvirtinti ruošinį, kad būtų užtikrintas jo stabilumas ir tikslumas apdorojimo proceso metu. Įprasti tvirtinimo elementų tipai yra trijų žandikaulių griebtuvai, keturių žandikaulių griebtuvai ir plokščios replės. Nereguliarios formos detalėms gali tekti suprojektuoti specialius tvirtinimo elementus. Planuojant procesą, reikia pasirinkti tinkamus tvirtinimo elementus pagal detalės formą ir apdorojimo reikalavimus, kad būtų užtikrinta, jog ruošinys apdorojimo proceso metu nebus išstumtas ar deformuotas.

 

V. Kelio generavimas
(A) Procesų planavimo įgyvendinimas naudojant programinę įrangą
Kelio generavimas – tai procesas, kurio metu procesų planavimas įgyvendinamas naudojant programinę įrangą. Šiame procese suprojektuota grafika ir suplanuoti proceso parametrai turi būti įvesti į skaitmeninio valdymo programavimo programinę įrangą, tokią kaip „MasterCAM“ ir „Cimatron“. Ši programinė įranga sugeneruos įrankių takus pagal įvesties informaciją. Generuojant įrankių takus, reikia atsižvelgti į tokius veiksnius kaip pjovimo įrankių tipas, dydis ir pjovimo parametrai. Pavyzdžiui, frezavimo apdorojimui reikia nustatyti frezavimo įrankio skersmenį, sukimosi greitį, padavimo greitį ir pjovimo gylį. Programinė įranga pagal šiuos parametrus apskaičiuos pjovimo įrankio judėjimo trajektoriją ant ruošinio ir sugeneruos atitinkamus G ir M kodus. Šie kodai padės staklėms apdoroti.

 

(B) Įrankio kelio parametrų optimizavimas
Tuo pačiu metu įrankio kelio parametrai optimizuojami nustatant parametrus. Optimizavus įrankio kelią, galima pagerinti apdorojimo efektyvumą, sumažinti apdorojimo sąnaudas ir pagerinti apdorojimo kokybę. Pavyzdžiui, apdorojimo laiką galima sutrumpinti reguliuojant pjovimo parametrus ir užtikrinant apdorojimo tikslumą. Tinkamas įrankio kelias turėtų sumažinti tuščiosios eigos eigą ir išlaikyti pjovimo įrankį nuolatiniame pjovimo judesyje apdorojimo proceso metu. Be to, optimizavus įrankio kelią, galima sumažinti pjovimo įrankio susidėvėjimą ir pailginti jo tarnavimo laiką. Pavyzdžiui, pasirinkus tinkamą pjovimo seką ir kryptį, galima išvengti dažno pjovimo įrankio įjungimo ir išjungimo apdorojimo proceso metu, taip sumažinant poveikį pjovimo įrankiui.

 

VI. Kelio modeliavimas
(A) Galimų problemų tikrinimas
Sukūrus trajektoriją, paprastai neturime intuityvaus supratimo apie jos galutinį veikimą staklėse. Trajektorijos modeliavimas skirtas patikrinti galimas problemas, siekiant sumažinti faktinio apdorojimo atliekų kiekį. Trajektorijos modeliavimo proceso metu paprastai tikrinamas ruošinio išvaizdos poveikis. Modeliavimo metu galima matyti, ar apdirbamos detalės paviršius lygus, ar nėra įrankių žymių, įbrėžimų ir kitų defektų. Tuo pačiu metu būtina patikrinti, ar nėra per didelio, ar nepakankamo pjovimo. Per didelis pjovimas sukels detalės dydžio sumažėjimą už suprojektuotą dydį, o tai turės įtakos detalės veikimui; nepakankamas pjovimas padidins detalės dydį ir gali prireikti antrinio apdorojimo.

 

(B) Proceso planavimo racionalumo vertinimas
Be to, būtina įvertinti, ar kelio planavimas yra pagrįstas. Pavyzdžiui, reikia patikrinti, ar įrankio kelyje nėra nepagrįstų posūkių, staigių sustojimų ir pan. Šios situacijos gali pažeisti pjovimo įrankį ir sumažinti apdorojimo tikslumą. Modeliuojant kelią, galima dar labiau optimizuoti proceso planavimą, o įrankio kelią ir apdorojimo parametrus galima pakoreguoti taip, kad detalė būtų sėkmingai apdirbta faktinio apdorojimo proceso metu ir būtų užtikrinta apdorojimo kokybė.

 

VII. Išvesties kelias
(A) Ryšys tarp programinės įrangos ir staklių
Kelio išvestis yra būtinas žingsnis, norint įdiegti programinės įrangos projektavimo programą staklėse. Jis užmezga ryšį tarp programinės įrangos ir staklės. Kelio išvesties proceso metu sugeneruoti G ir M kodai turi būti perduoti staklės valdymo sistemai naudojant specialius perdavimo būdus. Įprasti perdavimo būdai apima RS232 nuosekliojo prievado ryšį, Ethernet ryšį ir USB sąsajos perdavimą. Perdavimo proceso metu reikia užtikrinti kodų tikslumą ir vientisumą, kad būtų išvengta kodo praradimo ar klaidų.

 

(B) Įrankio trajektorijos papildomo apdorojimo supratimas
Mokiniams, turintiems skaitmeninio valdymo specialistų išsilavinimą, kelio išvestis gali būti suprantama kaip įrankio kelio tolesnis apdorojimas. Tolesnio apdorojimo tikslas – konvertuoti bendrosios skaitmeninio valdymo programavimo programinės įrangos sugeneruotus kodus į kodus, kuriuos gali atpažinti konkrečios staklės valdymo sistema. Skirtingų tipų staklių valdymo sistemos turi skirtingus reikalavimus kodų formatui ir instrukcijoms, todėl reikalingas tolesnis apdorojimas. Tolesnio apdorojimo proceso metu reikia atlikti nustatymus pagal tokius veiksnius kaip staklės modelis ir valdymo sistemos tipas, siekiant užtikrinti, kad išvesties kodai galėtų teisingai valdyti staklę apdorojimui.

 

VIII. Apdorojimas
(A) Staklių paruošimas ir parametrų nustatymas
Užbaigus kelio išvedimą, pereinama prie apdorojimo etapo. Pirmiausia reikia paruošti staklę, įskaitant kiekvienos staklės dalies, pvz., veleno, kreipiančiosios bėgelio ir sraigtinio strypo, patikrinimą, ar ji normali. Tada staklės parametrai turi būti nustatyti pagal apdorojimo reikalavimus, pvz., veleno sukimosi greitį, padavimo greitį ir pjovimo gylį. Šie parametrai turi atitikti tuos, kurie buvo nustatyti kelio generavimo proceso metu, siekiant užtikrinti, kad apdorojimo procesas vyktų pagal iš anksto nustatytą įrankio kelią. Tuo pačiu metu ruošinys turi būti teisingai sumontuotas ant tvirtinimo įtaiso, kad būtų užtikrintas ruošinio padėties tikslumas.

 

(B) Apdorojimo proceso stebėjimas ir koregavimas
Apdorojimo proceso metu reikia stebėti staklės veikimo būseną. Staklių ekrane realiuoju laiku galima stebėti apdorojimo parametrų, tokių kaip veleno apkrova ir pjovimo jėga, pokyčius. Jei aptinkamas nenormalus parametras, pvz., per didelė veleno apkrova, jį gali sukelti tokie veiksniai kaip įrankio susidėvėjimas ir nepagrįsti pjovimo parametrai, ir jį reikia nedelsiant pakoreguoti. Tuo pačiu metu reikėtų atkreipti dėmesį į apdorojimo proceso garsą ir vibraciją. Nenormalūs garsai ir vibracija gali rodyti, kad yra staklės ar pjovimo įrankio problema. Apdorojimo proceso metu taip pat reikia imti mėginius ir patikrinti apdorojimo kokybę, pvz., matavimo įrankiais išmatuoti apdorojimo dydį ir stebėti apdorojimo paviršiaus kokybę, nedelsiant aptikti problemas ir imtis priemonių joms pagerinti.

 

IX. Patikrinimas
(A) Kelių tikrinimo priemonių naudojimas
Patikrinimas yra paskutinis viso apdorojimo srauto etapas ir taip pat labai svarbus žingsnis siekiant užtikrinti produkto kokybę. Patikrinimo proceso metu reikia naudoti kelias tikrinimo priemones. Matmenų tikslumui patikrinti gali būti naudojami tokie matavimo įrankiai kaip vernieriniai slankmačiai, mikrometrai ir trijų koordinačių matavimo prietaisai. Vernieriniai slankmačiai ir mikrometrai tinka paprastiems linijiniams matmenims matuoti, o trijų koordinačių matavimo prietaisai gali tiksliai išmatuoti sudėtingų detalių trimačius matmenis ir formos paklaidas. Paviršiaus kokybei patikrinti gali būti naudojamas šiurkštumo matuoklis paviršiaus šiurkštumui matuoti, o optinis mikroskopas arba elektroninis mikroskopas gali būti naudojamas paviršiaus mikroskopinei morfologijai stebėti, tikrinant, ar nėra įtrūkimų, porų ir kitų defektų.

 

(B) Kokybės vertinimas ir atsiliepimai
Remiantis patikrinimo rezultatais, įvertinama produkto kokybė. Jei produkto kokybė atitinka projektavimo reikalavimus, jis gali būti perduotas kitam procesui arba supakuotas ir sandėliuojamas. Jei produkto kokybė neatitinka reikalavimų, reikia išanalizuoti priežastis. Tai gali būti dėl proceso problemų, įrankių problemų, staklių problemų ir kt. apdorojimo proceso metu. Reikia imtis priemonių tobulinimui, pavyzdžiui, koreguoti proceso parametrus, pakeisti įrankius, remontuoti stakles ir kt., o tada detalė perdirbama, kol bus patvirtinta produkto kokybė. Tuo pačiu metu patikrinimo rezultatus reikia susieti su ankstesniu apdorojimo srautu, kad būtų galima optimizuoti procesą ir gerinti kokybę.

 

X. Santrauka
Didelio greičio tiksliųjų detalių apdorojimo srautas apdirbimo centruose yra sudėtinga ir griežta sistema. Kiekvienas etapas – nuo ​​gaminio analizės iki patikrinimo – yra tarpusavyje susijęs ir daro įtaką vienas kitam. Tik giliai supratus kiekvieno etapo reikšmę ir veikimo metodus bei atkreipiant dėmesį į etapų ryšį, galima efektyviai ir kokybiškai apdoroti didelio greičio tiksliąsias detales. Mokymosi proceso metu besimokantys asmenys turėtų kaupti patirtį ir tobulinti apdorojimo įgūdžius, derindami teorinį mokymąsi ir praktinį darbą, kad atitiktų šiuolaikinės gamybos poreikius, susijusius su didelio greičio tiksliųjų detalių apdirbimu. Tuo tarpu, nuolat tobulėjant mokslui ir technologijoms, apdirbimo centrų technologijos yra nuolat atnaujinamos, todėl apdorojimo srautą taip pat reikia nuolat optimizuoti ir tobulinti, siekiant pagerinti apdorojimo efektyvumą ir kokybę, sumažinti sąnaudas ir skatinti gamybos pramonės plėtrą.