Függőleges megmunkálóközpontok pontosságának megítélésére szolgáló módszerek
A gépi megmunkálás területén a függőleges megmunkálóközpontok pontossága kulcsfontosságú a feldolgozás minősége szempontjából. Kezelőként a pontosság pontos megítélése kulcsfontosságú lépés a feldolgozási hatékonyság biztosításában. A következőkben a függőleges megmunkálóközpontok pontosságának megítélésére szolgáló módszereket ismertetjük.
A próbadarab kapcsolódó elemeinek meghatározása
A próbadarab anyagai, szerszámai és forgácsolási paraméterei
A próbadarab anyagainak, szerszámainak és forgácsolási paramétereinek kiválasztása közvetlen hatással van a pontosság megítélésére. Ezeket az elemeket általában a gyártó és a felhasználó közötti megállapodás szerint határozzák meg, és megfelelően kell dokumentálni.
A forgácsolási sebesség öntöttvas alkatrészek esetében körülbelül 50 m/perc, míg alumínium alkatrészek esetében körülbelül 300 m/perc. A megfelelő előtolási sebesség nagyjából (0,05 – 0,10) mm/fog tartományban van. A forgácsolási mélység tekintetében a radiális forgácsolási mélységnek minden marási műveletnél 0,2 mm-nek kell lennie. Ezen paraméterek ésszerű megválasztása az alapja a pontosság későbbi pontos megítélésének. Például a túl nagy forgácsolási sebesség fokozott szerszámkopáshoz vezethet, és befolyásolhatja a megmunkálási pontosságot; a nem megfelelő előtolási sebesség miatt a megmunkált alkatrész felületi érdessége nem felel meg a követelményeknek.
A próbadarab anyagainak, szerszámainak és forgácsolási paramétereinek kiválasztása közvetlen hatással van a pontosság megítélésére. Ezeket az elemeket általában a gyártó és a felhasználó közötti megállapodás szerint határozzák meg, és megfelelően kell dokumentálni.
A forgácsolási sebesség öntöttvas alkatrészek esetében körülbelül 50 m/perc, míg alumínium alkatrészek esetében körülbelül 300 m/perc. A megfelelő előtolási sebesség nagyjából (0,05 – 0,10) mm/fog tartományban van. A forgácsolási mélység tekintetében a radiális forgácsolási mélységnek minden marási műveletnél 0,2 mm-nek kell lennie. Ezen paraméterek ésszerű megválasztása az alapja a pontosság későbbi pontos megítélésének. Például a túl nagy forgácsolási sebesség fokozott szerszámkopáshoz vezethet, és befolyásolhatja a megmunkálási pontosságot; a nem megfelelő előtolási sebesség miatt a megmunkált alkatrész felületi érdessége nem felel meg a követelményeknek.
A próbadarab rögzítése
A próbadarab rögzítési módja közvetlenül összefügg a feldolgozás során a stabilitással. A próbadarabot kényelmesen egy speciális rögzítőelemre kell szerelni a szerszám és a rögzítőelem maximális stabilitásának biztosítása érdekében. A rögzítőelem és a próbadarab szerelési felületeinek síknak kell lenniük, ami a feldolgozási pontosság biztosításának előfeltétele. Ugyanakkor ellenőrizni kell a próbadarab szerelési felülete és a rögzítőelem szorítófelülete közötti párhuzamosságot.
A befogási módszer tekintetében megfelelő módon kell rögzíteni a szerszámot, hogy az behatolhasson a középső furatba és teljes hosszában megmunkálhassa azt. Például ajánlott süllyesztett fejű csavarokat használni a próbadarab rögzítéséhez, amelyekkel hatékonyan elkerülhető a szerszám és a csavarok közötti interferencia. Természetesen más, egyenértékű módszerek is választhatók. A próbadarab teljes magassága a kiválasztott rögzítési módszertől függ. A megfelelő magasság biztosíthatja a próbadarab helyzetének stabilitását a megmunkálási folyamat során, és csökkentheti a rezgés okozta pontossági eltérést.
A próbadarab rögzítési módja közvetlenül összefügg a feldolgozás során a stabilitással. A próbadarabot kényelmesen egy speciális rögzítőelemre kell szerelni a szerszám és a rögzítőelem maximális stabilitásának biztosítása érdekében. A rögzítőelem és a próbadarab szerelési felületeinek síknak kell lenniük, ami a feldolgozási pontosság biztosításának előfeltétele. Ugyanakkor ellenőrizni kell a próbadarab szerelési felülete és a rögzítőelem szorítófelülete közötti párhuzamosságot.
A befogási módszer tekintetében megfelelő módon kell rögzíteni a szerszámot, hogy az behatolhasson a középső furatba és teljes hosszában megmunkálhassa azt. Például ajánlott süllyesztett fejű csavarokat használni a próbadarab rögzítéséhez, amelyekkel hatékonyan elkerülhető a szerszám és a csavarok közötti interferencia. Természetesen más, egyenértékű módszerek is választhatók. A próbadarab teljes magassága a kiválasztott rögzítési módszertől függ. A megfelelő magasság biztosíthatja a próbadarab helyzetének stabilitását a megmunkálási folyamat során, és csökkentheti a rezgés okozta pontossági eltérést.
A próbadarab méretei
Többszörös forgácsolási műveletek után a próbadarab külső méretei csökkennek, a furatátmérő pedig növekszik. Átvételi ellenőrzéskor, a megmunkálóközpont forgácsolási pontosságának pontos tükrözése érdekében ajánlott a végső kontúrmegmunkálási próbadarab méreteit a szabványban meghatározottaknak megfelelően kiválasztani. A próbadarab ismételten felhasználható forgácsolási vizsgálatokban, de a specifikációit a szabvány által megadott jellemző méretekhez képest ±10%-on belül kell tartani. Amikor a próbadarabot ismét használják, egy vékonyrétegű forgácsolást kell végezni az összes felület megtisztítása érdekében, mielőtt új precíziós forgácsolási vizsgálatot végeznének. Ez kiküszöbölheti az előző megmunkálásból származó maradványok hatását, és minden vizsgálati eredmény pontosabban tükrözi a megmunkálóközpont aktuális pontossági állapotát.
Többszörös forgácsolási műveletek után a próbadarab külső méretei csökkennek, a furatátmérő pedig növekszik. Átvételi ellenőrzéskor, a megmunkálóközpont forgácsolási pontosságának pontos tükrözése érdekében ajánlott a végső kontúrmegmunkálási próbadarab méreteit a szabványban meghatározottaknak megfelelően kiválasztani. A próbadarab ismételten felhasználható forgácsolási vizsgálatokban, de a specifikációit a szabvány által megadott jellemző méretekhez képest ±10%-on belül kell tartani. Amikor a próbadarabot ismét használják, egy vékonyrétegű forgácsolást kell végezni az összes felület megtisztítása érdekében, mielőtt új precíziós forgácsolási vizsgálatot végeznének. Ez kiküszöbölheti az előző megmunkálásból származó maradványok hatását, és minden vizsgálati eredmény pontosabban tükrözi a megmunkálóközpont aktuális pontossági állapotát.
A próbadarab elhelyezése
A próbadarabot a függőleges megmunkálóközpont X löketének középső helyzetében, az Y és Z tengelyek mentén megfelelő pozícióban kell elhelyezni, amely alkalmas a próbadarab és a befogóeszköz pozicionálására, valamint a szerszám hosszának figyelembevételére. Ha azonban a próbadarab pozicionálási helyzetére vonatkozóan speciális követelmények vannak, azokat a gyártó és a felhasználó közötti megállapodásban egyértelműen meg kell határozni. A helyes pozicionálás biztosíthatja a szerszám és a próbadarab pontos relatív helyzetét a megmunkálási folyamat során, ezáltal hatékonyan biztosítva a megmunkálási pontosságot. Ha a próbadarab pontatlanul van elhelyezve, az olyan problémákhoz vezethet, mint a megmunkálási méretek eltérése és az alakhiba. Például az X irányú középponti helyzettől való eltérés mérethibákat okozhat a megmunkált munkadarab hosszirányában; az Y és Z tengelyek mentén történő nem megfelelő pozicionálás befolyásolhatja a munkadarab pontosságát magassági és szélességi irányban.
A próbadarabot a függőleges megmunkálóközpont X löketének középső helyzetében, az Y és Z tengelyek mentén megfelelő pozícióban kell elhelyezni, amely alkalmas a próbadarab és a befogóeszköz pozicionálására, valamint a szerszám hosszának figyelembevételére. Ha azonban a próbadarab pozicionálási helyzetére vonatkozóan speciális követelmények vannak, azokat a gyártó és a felhasználó közötti megállapodásban egyértelműen meg kell határozni. A helyes pozicionálás biztosíthatja a szerszám és a próbadarab pontos relatív helyzetét a megmunkálási folyamat során, ezáltal hatékonyan biztosítva a megmunkálási pontosságot. Ha a próbadarab pontatlanul van elhelyezve, az olyan problémákhoz vezethet, mint a megmunkálási méretek eltérése és az alakhiba. Például az X irányú középponti helyzettől való eltérés mérethibákat okozhat a megmunkált munkadarab hosszirányában; az Y és Z tengelyek mentén történő nem megfelelő pozicionálás befolyásolhatja a munkadarab pontosságát magassági és szélességi irányban.
Specifikus észlelési elemek és a feldolgozási pontosság módszerei
Méretpontosság érzékelése
Lineáris méretek pontossága
Mérőeszközökkel (például tolómérővel, mikrométerrel stb.) mérje meg a megmunkált próbadarab lineáris méreteit. Például mérje meg a munkadarab hosszát, szélességét, magasságát és egyéb méreteit, és hasonlítsa össze azokat a tervezett méretekkel. Nagy pontossági követelményeket támasztó megmunkálóközpontok esetén a méreteltérést nagyon kis tartományon belül, általában mikronos szinten kell szabályozni. A lineáris méretek több irányban történő mérésével átfogóan értékelhető a megmunkálóközpont X, Y, Z tengelyek pozicionálási pontossága.
Lineáris méretek pontossága
Mérőeszközökkel (például tolómérővel, mikrométerrel stb.) mérje meg a megmunkált próbadarab lineáris méreteit. Például mérje meg a munkadarab hosszát, szélességét, magasságát és egyéb méreteit, és hasonlítsa össze azokat a tervezett méretekkel. Nagy pontossági követelményeket támasztó megmunkálóközpontok esetén a méreteltérést nagyon kis tartományon belül, általában mikronos szinten kell szabályozni. A lineáris méretek több irányban történő mérésével átfogóan értékelhető a megmunkálóközpont X, Y, Z tengelyek pozicionálási pontossága.
A furatátmérő pontossága
A megmunkált furatok esetében olyan eszközök használhatók a furatátmérő mérésére, mint a belső átmérőmérők és a koordináta-mérőgépek. A furatátmérő pontossága nemcsak azt a követelményt foglalja magában, hogy az átmérő mérete megfeleljen a követelményeknek, hanem olyan mutatókat is, mint a hengeresség. Ha a furatátmérő eltérése túl nagy, azt olyan tényezők okozhatják, mint a szerszámkopás és az orsó radiális ütése.
A megmunkált furatok esetében olyan eszközök használhatók a furatátmérő mérésére, mint a belső átmérőmérők és a koordináta-mérőgépek. A furatátmérő pontossága nemcsak azt a követelményt foglalja magában, hogy az átmérő mérete megfeleljen a követelményeknek, hanem olyan mutatókat is, mint a hengeresség. Ha a furatátmérő eltérése túl nagy, azt olyan tényezők okozhatják, mint a szerszámkopás és az orsó radiális ütése.
Alakpontosság érzékelése
Síkfelület-érzékelés
A megmunkált sík síkjának ellenőrzéséhez használjon vízmértéket és optikai síkmérőt. Helyezze a vízmértéket a megmunkált síkra, és a buborék helyzetének változásának megfigyelésével határozza meg a síklapúsági hibát. Nagy pontosságú megmunkáláshoz a síklapúsági hibának rendkívül kicsinek kell lennie, különben befolyásolja a későbbi összeszerelést és egyéb folyamatokat. Például szerszámgépek és más síkok vezetősíneinek megmunkálásakor a síklapúsági követelmény rendkívül magas. Ha meghaladja a megengedett hibát, az a vezetősíneken lévő mozgó alkatrészek egyenetlen futást okoz.
Síkfelület-érzékelés
A megmunkált sík síkjának ellenőrzéséhez használjon vízmértéket és optikai síkmérőt. Helyezze a vízmértéket a megmunkált síkra, és a buborék helyzetének változásának megfigyelésével határozza meg a síklapúsági hibát. Nagy pontosságú megmunkáláshoz a síklapúsági hibának rendkívül kicsinek kell lennie, különben befolyásolja a későbbi összeszerelést és egyéb folyamatokat. Például szerszámgépek és más síkok vezetősíneinek megmunkálásakor a síklapúsági követelmény rendkívül magas. Ha meghaladja a megengedett hibát, az a vezetősíneken lévő mozgó alkatrészek egyenetlen futást okoz.
Kerekség érzékelése
Kör alakú kontúrok (például hengerek, kúpok stb.) megmunkálásához kerekségvizsgáló használható. A kerekséghiba a megmunkálóközpont pontossági helyzetét tükrözi a forgás közben. Az olyan tényezők, mint az orsó forgási pontossága és a szerszám radiális kifutása, befolyásolják a kerekséget. Ha a kerekséghiba túl nagy, az a mechanikus alkatrészek forgása során kiegyensúlyozatlansághoz vezethet, és befolyásolhatja a berendezés normál működését.
Kör alakú kontúrok (például hengerek, kúpok stb.) megmunkálásához kerekségvizsgáló használható. A kerekséghiba a megmunkálóközpont pontossági helyzetét tükrözi a forgás közben. Az olyan tényezők, mint az orsó forgási pontossága és a szerszám radiális kifutása, befolyásolják a kerekséget. Ha a kerekséghiba túl nagy, az a mechanikus alkatrészek forgása során kiegyensúlyozatlansághoz vezethet, és befolyásolhatja a berendezés normál működését.
A pozíciópontosság érzékelése
A párhuzamosság kimutatása
A megmunkált felületek vagy a furatok és felületek közötti párhuzamosság mérésére. Például két sík közötti párhuzamosság mérésére mérőórát lehet használni. Rögzítse a mérőórát az orsóra, helyezze a mérőfejet a mért síkhoz, mozgassa a munkapadot, és figyelje meg a mérőóra leolvasásának változását. A túlzott párhuzamossági hibát olyan tényezők okozhatják, mint a vezetősín egyenességi hibája és a munkapad dőlésszöge.
A párhuzamosság kimutatása
A megmunkált felületek vagy a furatok és felületek közötti párhuzamosság mérésére. Például két sík közötti párhuzamosság mérésére mérőórát lehet használni. Rögzítse a mérőórát az orsóra, helyezze a mérőfejet a mért síkhoz, mozgassa a munkapadot, és figyelje meg a mérőóra leolvasásának változását. A túlzott párhuzamossági hibát olyan tényezők okozhatják, mint a vezetősín egyenességi hibája és a munkapad dőlésszöge.
Merőlegesség detektálása
A megmunkált felületek közötti, illetve a furatok és a felület közötti merőlegességet derékszögű vonalzókkal és merőlegességi mérőeszközökkel lehet mérni. Például doboz típusú alkatrészek megmunkálásakor a doboz különböző felületei közötti merőlegesség fontos hatással van az alkatrészek összeszerelésére és használati teljesítményére. A merőlegességi hibát a szerszámgép koordinátatengelyei közötti merőlegességi eltérés okozhatja.
A megmunkált felületek közötti, illetve a furatok és a felület közötti merőlegességet derékszögű vonalzókkal és merőlegességi mérőeszközökkel lehet mérni. Például doboz típusú alkatrészek megmunkálásakor a doboz különböző felületei közötti merőlegesség fontos hatással van az alkatrészek összeszerelésére és használati teljesítményére. A merőlegességi hibát a szerszámgép koordinátatengelyei közötti merőlegességi eltérés okozhatja.
Dinamikus pontosság értékelése
Rezgésérzékelés
A megmunkálási folyamat során rezgésérzékelőket kell használni a megmunkálóközpont rezgési helyzetének érzékelésére. A rezgés olyan problémákhoz vezethet, mint a megmunkált alkatrész megnövekedett felületi érdessége és a szerszám gyors kopása. A rezgés frekvenciájának és amplitúdójának elemzésével megállapítható, hogy vannak-e rendellenes rezgésforrások, például kiegyensúlyozatlan forgó alkatrészek és laza alkatrészek. Nagy pontosságú megmunkálóközpontok esetén a rezgési amplitúdót nagyon alacsony szinten kell szabályozni a megmunkálási pontosság stabilitásának biztosítása érdekében.
A megmunkálási folyamat során rezgésérzékelőket kell használni a megmunkálóközpont rezgési helyzetének érzékelésére. A rezgés olyan problémákhoz vezethet, mint a megmunkált alkatrész megnövekedett felületi érdessége és a szerszám gyors kopása. A rezgés frekvenciájának és amplitúdójának elemzésével megállapítható, hogy vannak-e rendellenes rezgésforrások, például kiegyensúlyozatlan forgó alkatrészek és laza alkatrészek. Nagy pontosságú megmunkálóközpontok esetén a rezgési amplitúdót nagyon alacsony szinten kell szabályozni a megmunkálási pontosság stabilitásának biztosítása érdekében.
Termikus deformáció detektálása
A megmunkálóközpont hosszú távú működés során hőt termel, ami hődeformációt okoz. Hőmérséklet-érzékelőkkel mérje a kulcsfontosságú alkatrészek (például az orsó és a vezetősín) hőmérséklet-változását, és mérőműszerekkel kombinálva érzékelje a megmunkálási pontosság változását. A hődeformáció fokozatos változásokat okozhat a megmunkálási méretekben. Például az orsó megnyúlása magas hőmérsékleten méretbeli eltéréseket okozhat a megmunkált munkadarab tengelyirányában. A hődeformáció pontosságra gyakorolt hatásának csökkentése érdekében egyes fejlett megmunkálóközpontok hűtőrendszerekkel vannak felszerelve a hőmérséklet szabályozására.
A megmunkálóközpont hosszú távú működés során hőt termel, ami hődeformációt okoz. Hőmérséklet-érzékelőkkel mérje a kulcsfontosságú alkatrészek (például az orsó és a vezetősín) hőmérséklet-változását, és mérőműszerekkel kombinálva érzékelje a megmunkálási pontosság változását. A hődeformáció fokozatos változásokat okozhat a megmunkálási méretekben. Például az orsó megnyúlása magas hőmérsékleten méretbeli eltéréseket okozhat a megmunkált munkadarab tengelyirányában. A hődeformáció pontosságra gyakorolt hatásának csökkentése érdekében egyes fejlett megmunkálóközpontok hűtőrendszerekkel vannak felszerelve a hőmérséklet szabályozására.
Az áthelyezési pontosság figyelembevétele
Ugyanazon tesztdarab többszörös feldolgozásának pontosságának összehasonlítása
Ugyanazon tesztdarab ismételt feldolgozásával és a fenti detektálási módszerek alkalmazásával mérje meg az egyes feldolgozott tesztdarabok pontosságát. Figyelje meg az olyan mutatók ismételhetőségét, mint a méretpontosság, az alakpontosság és a pozíciópontosság. Ha az áthelyezési pontosság gyenge, az a kötegelt feldolgozású munkadarabok instabil minőségéhez vezethet. Például a formagyártás során, ha az áthelyezési pontosság alacsony, az a forma üregméreteinek következetlenségét okozhatja, ami befolyásolja a forma használati teljesítményét.
Ugyanazon tesztdarab ismételt feldolgozásával és a fenti detektálási módszerek alkalmazásával mérje meg az egyes feldolgozott tesztdarabok pontosságát. Figyelje meg az olyan mutatók ismételhetőségét, mint a méretpontosság, az alakpontosság és a pozíciópontosság. Ha az áthelyezési pontosság gyenge, az a kötegelt feldolgozású munkadarabok instabil minőségéhez vezethet. Például a formagyártás során, ha az áthelyezési pontosság alacsony, az a forma üregméreteinek következetlenségét okozhatja, ami befolyásolja a forma használati teljesítményét.
Összefoglalva, a függőleges megmunkálóközpontok pontosságának átfogó és pontos megítéléséhez egy kezelőnek több szempontot kell figyelembe vennie, mint például a próbadarabok előkészítése (beleértve az anyagokat, szerszámokat, forgácsolási paramétereket, rögzítést és méreteket), a próbadarabok pozicionálása, a megmunkálási pontosság különböző elemeinek (méretpontosság, alakpontosság, pozíciópontosság) észlelése, a dinamikus pontosság értékelése és az újrapozicionálási pontosság figyelembevétele. Csak így tud a megmunkálóközpont megfelelni a gyártási folyamat során a megmunkálási pontossági követelményeknek, és kiváló minőségű mechanikus alkatrészeket előállítani.