روش‌هایی برای قضاوت در مورد دقت مراکز ماشینکاری عمودی
در زمینه پردازش مکانیکی، دقت مراکز ماشینکاری عمودی از اهمیت حیاتی برای کیفیت پردازش برخوردار است. به عنوان یک اپراتور، قضاوت دقیق در مورد دقت آن گامی کلیدی در تضمین اثر پردازش است. در ادامه به روش‌های قضاوت در مورد دقت مراکز ماشینکاری عمودی پرداخته خواهد شد.
تعیین عناصر مرتبط با قطعه آزمایشی
مواد، ابزارها و پارامترهای برش قطعه آزمایشی
انتخاب مواد قطعه آزمایشی، ابزارها و پارامترهای برش تأثیر مستقیمی بر قضاوت در مورد دقت دارد. این عناصر معمولاً طبق توافق بین کارخانه سازنده و کاربر تعیین می‌شوند و باید به درستی ثبت شوند.
از نظر سرعت برش، برای قطعات چدنی تقریباً 50 متر بر دقیقه است؛ در حالی که برای قطعات آلومینیومی تقریباً 300 متر بر دقیقه است. نرخ پیشروی مناسب تقریباً در محدوده (0.05 - 0.10) میلی‌متر بر دندانه است. از نظر عمق برش، عمق برش شعاعی برای همه عملیات فرزکاری باید 0.2 میلی‌متر باشد. انتخاب معقول این پارامترها مبنای قضاوت دقیق در مورد دقت بعدی است. به عنوان مثال، سرعت برش خیلی بالا ممکن است منجر به افزایش سایش ابزار شود و بر دقت پردازش تأثیر بگذارد. نرخ پیشروی نامناسب ممکن است باعث شود زبری سطح قطعه پردازش شده الزامات را برآورده نکند.
انتخاب مواد قطعه آزمایشی، ابزارها و پارامترهای برش تأثیر مستقیمی بر قضاوت در مورد دقت دارد. این عناصر معمولاً طبق توافق بین کارخانه سازنده و کاربر تعیین می‌شوند و باید به درستی ثبت شوند.
از نظر سرعت برش، برای قطعات چدنی تقریباً 50 متر بر دقیقه است؛ در حالی که برای قطعات آلومینیومی تقریباً 300 متر بر دقیقه است. نرخ پیشروی مناسب تقریباً در محدوده (0.05 - 0.10) میلی‌متر بر دندانه است. از نظر عمق برش، عمق برش شعاعی برای همه عملیات فرزکاری باید 0.2 میلی‌متر باشد. انتخاب معقول این پارامترها مبنای قضاوت دقیق در مورد دقت بعدی است. به عنوان مثال، سرعت برش خیلی بالا ممکن است منجر به افزایش سایش ابزار شود و بر دقت پردازش تأثیر بگذارد. نرخ پیشروی نامناسب ممکن است باعث شود زبری سطح قطعه پردازش شده الزامات را برآورده نکند.
تثبیت قطعه آزمایشی
روش تثبیت قطعه آزمایشی مستقیماً با پایداری در طول پردازش مرتبط است. قطعه آزمایشی باید به راحتی روی یک فیکسچر مخصوص نصب شود تا از حداکثر پایداری ابزار و فیکسچر اطمینان حاصل شود. سطوح نصب فیکسچر و قطعه آزمایشی باید صاف باشند که این یک پیش نیاز برای اطمینان از دقت پردازش است. در عین حال، باید موازی بودن بین سطح نصب قطعه آزمایشی و سطح گیره فیکسچر بررسی شود.
از نظر روش بستن، باید از روشی مناسب استفاده شود تا ابزار بتواند در تمام طول سوراخ مرکزی نفوذ کرده و آن را پردازش کند. به عنوان مثال، توصیه می‌شود از پیچ‌های تخت برای ثابت کردن قطعه آزمایشی استفاده شود که می‌تواند به طور موثر از تداخل بین ابزار و پیچ‌ها جلوگیری کند. البته، روش‌های معادل دیگری نیز می‌توانند انتخاب شوند. ارتفاع کل قطعه آزمایشی به روش ثابت کردن انتخاب شده بستگی دارد. ارتفاع مناسب می‌تواند پایداری موقعیت قطعه آزمایشی را در طول فرآیند پردازش تضمین کرده و انحراف دقت ناشی از عواملی مانند لرزش را کاهش دهد.
روش تثبیت قطعه آزمایشی مستقیماً با پایداری در طول پردازش مرتبط است. قطعه آزمایشی باید به راحتی روی یک فیکسچر مخصوص نصب شود تا از حداکثر پایداری ابزار و فیکسچر اطمینان حاصل شود. سطوح نصب فیکسچر و قطعه آزمایشی باید صاف باشند که این یک پیش نیاز برای اطمینان از دقت پردازش است. در عین حال، باید موازی بودن بین سطح نصب قطعه آزمایشی و سطح گیره فیکسچر بررسی شود.
از نظر روش بستن، باید از روشی مناسب استفاده شود تا ابزار بتواند در تمام طول سوراخ مرکزی نفوذ کرده و آن را پردازش کند. به عنوان مثال، توصیه می‌شود از پیچ‌های تخت برای ثابت کردن قطعه آزمایشی استفاده شود که می‌تواند به طور موثر از تداخل بین ابزار و پیچ‌ها جلوگیری کند. البته، روش‌های معادل دیگری نیز می‌توانند انتخاب شوند. ارتفاع کل قطعه آزمایشی به روش ثابت کردن انتخاب شده بستگی دارد. ارتفاع مناسب می‌تواند پایداری موقعیت قطعه آزمایشی را در طول فرآیند پردازش تضمین کرده و انحراف دقت ناشی از عواملی مانند لرزش را کاهش دهد.
ابعاد قطعه آزمایشی
پس از چندین عملیات برش، ابعاد خارجی قطعه آزمایشی کاهش و قطر سوراخ افزایش می‌یابد. هنگام استفاده برای بازرسی پذیرش، به منظور انعکاس دقیق دقت برش مرکز ماشینکاری، توصیه می‌شود ابعاد قطعه آزمایشی ماشینکاری کانتور نهایی مطابق با ابعاد مشخص شده در استاندارد انتخاب شود. قطعه آزمایشی را می‌توان بارها در آزمایش‌های برش استفاده کرد، اما مشخصات آن باید در محدوده ±10٪ از ابعاد مشخصه ارائه شده توسط استاندارد نگه داشته شود. هنگامی که قطعه آزمایشی دوباره استفاده می‌شود، قبل از انجام آزمایش برش دقیق جدید، باید یک برش لایه نازک برای تمیز کردن تمام سطوح انجام شود. این می‌تواند تأثیر بقایای پردازش قبلی را از بین ببرد و هر نتیجه آزمایش را با دقت بیشتری منعکس کننده وضعیت دقت فعلی مرکز ماشینکاری کند.
پس از چندین عملیات برش، ابعاد خارجی قطعه آزمایشی کاهش و قطر سوراخ افزایش می‌یابد. هنگام استفاده برای بازرسی پذیرش، به منظور انعکاس دقیق دقت برش مرکز ماشینکاری، توصیه می‌شود ابعاد قطعه آزمایشی ماشینکاری کانتور نهایی مطابق با ابعاد مشخص شده در استاندارد انتخاب شود. قطعه آزمایشی را می‌توان بارها در آزمایش‌های برش استفاده کرد، اما مشخصات آن باید در محدوده ±10٪ از ابعاد مشخصه ارائه شده توسط استاندارد نگه داشته شود. هنگامی که قطعه آزمایشی دوباره استفاده می‌شود، قبل از انجام آزمایش برش دقیق جدید، باید یک برش لایه نازک برای تمیز کردن تمام سطوح انجام شود. این می‌تواند تأثیر بقایای پردازش قبلی را از بین ببرد و هر نتیجه آزمایش را با دقت بیشتری منعکس کننده وضعیت دقت فعلی مرکز ماشینکاری کند.
موقعیت یابی قطعه آزمایشی
قطعه آزمایشی باید در موقعیت میانی حرکت X مرکز ماشینکاری عمودی و در موقعیت مناسبی در امتداد محورهای Y و Z که برای قرارگیری قطعه آزمایشی و فیکسچر و همچنین طول ابزار مناسب است، قرار گیرد. با این حال، هنگامی که الزامات خاصی برای موقعیت قرارگیری قطعه آزمایشی وجود دارد، باید به وضوح در توافق بین کارخانه سازنده و کاربر مشخص شود. موقعیت یابی صحیح می‌تواند موقعیت نسبی دقیق بین ابزار و قطعه آزمایشی را در طول فرآیند پردازش تضمین کند و از این طریق به طور موثر دقت پردازش را تضمین کند. اگر قطعه آزمایشی به طور نادرست قرار گیرد، ممکن است منجر به مشکلاتی مانند انحراف ابعاد پردازش و خطای شکل شود. به عنوان مثال، انحراف از موقعیت مرکزی در جهت X ممکن است باعث خطاهای ابعادی در جهت طول قطعه کار پردازش شده شود. موقعیت یابی نامناسب در امتداد محورهای Y و Z ممکن است بر دقت قطعه کار در جهت ارتفاع و عرض تأثیر بگذارد.
قطعه آزمایشی باید در موقعیت میانی حرکت X مرکز ماشینکاری عمودی و در موقعیت مناسبی در امتداد محورهای Y و Z که برای قرارگیری قطعه آزمایشی و فیکسچر و همچنین طول ابزار مناسب است، قرار گیرد. با این حال، هنگامی که الزامات خاصی برای موقعیت قرارگیری قطعه آزمایشی وجود دارد، باید به وضوح در توافق بین کارخانه سازنده و کاربر مشخص شود. موقعیت یابی صحیح می‌تواند موقعیت نسبی دقیق بین ابزار و قطعه آزمایشی را در طول فرآیند پردازش تضمین کند و از این طریق به طور موثر دقت پردازش را تضمین کند. اگر قطعه آزمایشی به طور نادرست قرار گیرد، ممکن است منجر به مشکلاتی مانند انحراف ابعاد پردازش و خطای شکل شود. به عنوان مثال، انحراف از موقعیت مرکزی در جهت X ممکن است باعث خطاهای ابعادی در جهت طول قطعه کار پردازش شده شود. موقعیت یابی نامناسب در امتداد محورهای Y و Z ممکن است بر دقت قطعه کار در جهت ارتفاع و عرض تأثیر بگذارد.
موارد خاص تشخیص و روش‌های دقت پردازش
تشخیص دقت ابعادی
دقت ابعاد خطی
از ابزارهای اندازه‌گیری (مانند کولیس، میکرومتر و غیره) برای اندازه‌گیری ابعاد خطی قطعه آزمایشی پردازش‌شده استفاده کنید. به عنوان مثال، طول، عرض، ارتفاع و سایر ابعاد قطعه کار را اندازه‌گیری کرده و آنها را با ابعاد طراحی‌شده مقایسه کنید. برای مراکز ماشینکاری با الزامات دقت بالا، انحراف ابعاد باید در محدوده بسیار کوچکی، عموماً در سطح میکرون، کنترل شود. با اندازه‌گیری ابعاد خطی در چندین جهت، می‌توان دقت موقعیت‌یابی مرکز ماشینکاری در محورهای X، Y، Z را به طور جامع ارزیابی کرد.
دقت ابعاد خطی
از ابزارهای اندازه‌گیری (مانند کولیس، میکرومتر و غیره) برای اندازه‌گیری ابعاد خطی قطعه آزمایشی پردازش‌شده استفاده کنید. به عنوان مثال، طول، عرض، ارتفاع و سایر ابعاد قطعه کار را اندازه‌گیری کرده و آنها را با ابعاد طراحی‌شده مقایسه کنید. برای مراکز ماشینکاری با الزامات دقت بالا، انحراف ابعاد باید در محدوده بسیار کوچکی، عموماً در سطح میکرون، کنترل شود. با اندازه‌گیری ابعاد خطی در چندین جهت، می‌توان دقت موقعیت‌یابی مرکز ماشینکاری در محورهای X، Y، Z را به طور جامع ارزیابی کرد.
دقت قطر سوراخ
برای سوراخ‌های پردازش‌شده، می‌توان از ابزارهایی مانند قطرسنج داخلی و ماشین‌های اندازه‌گیری مختصات برای تشخیص قطر سوراخ استفاده کرد. دقت قطر سوراخ نه تنها شامل الزام برآورده شدن الزامات توسط اندازه قطر است، بلکه شامل شاخص‌هایی مانند استوانه‌ای بودن نیز می‌شود. اگر انحراف قطر سوراخ خیلی زیاد باشد، ممکن است ناشی از عواملی مانند سایش ابزار و انحراف شعاعی اسپیندل باشد.
برای سوراخ‌های پردازش‌شده، می‌توان از ابزارهایی مانند قطرسنج داخلی و ماشین‌های اندازه‌گیری مختصات برای تشخیص قطر سوراخ استفاده کرد. دقت قطر سوراخ نه تنها شامل الزام برآورده شدن الزامات توسط اندازه قطر است، بلکه شامل شاخص‌هایی مانند استوانه‌ای بودن نیز می‌شود. اگر انحراف قطر سوراخ خیلی زیاد باشد، ممکن است ناشی از عواملی مانند سایش ابزار و انحراف شعاعی اسپیندل باشد.
تشخیص دقت شکل
تشخیص صافی
از ابزارهایی مانند تراز و ترازهای نوری برای تشخیص صافی صفحه پردازش شده استفاده کنید. تراز را روی صفحه پردازش شده قرار دهید و با مشاهده تغییر موقعیت حباب، خطای صافی را تعیین کنید. برای پردازش با دقت بالا، خطای صافی باید بسیار کوچک باشد، در غیر این صورت بر مونتاژ بعدی و سایر فرآیندها تأثیر خواهد گذاشت. به عنوان مثال، هنگام پردازش ریل‌های راهنمای ماشین ابزارها و سایر صفحات، نیاز به صافی بسیار زیاد است. اگر از خطای مجاز فراتر رود، باعث می‌شود قطعات متحرک روی ریل‌های راهنما به طور ناپایدار حرکت کنند.
تشخیص صافی
از ابزارهایی مانند تراز و ترازهای نوری برای تشخیص صافی صفحه پردازش شده استفاده کنید. تراز را روی صفحه پردازش شده قرار دهید و با مشاهده تغییر موقعیت حباب، خطای صافی را تعیین کنید. برای پردازش با دقت بالا، خطای صافی باید بسیار کوچک باشد، در غیر این صورت بر مونتاژ بعدی و سایر فرآیندها تأثیر خواهد گذاشت. به عنوان مثال، هنگام پردازش ریل‌های راهنمای ماشین ابزارها و سایر صفحات، نیاز به صافی بسیار زیاد است. اگر از خطای مجاز فراتر رود، باعث می‌شود قطعات متحرک روی ریل‌های راهنما به طور ناپایدار حرکت کنند.
تشخیص گردی
برای کانتورهای دایره‌ای (مانند استوانه‌ها، مخروط‌ها و غیره) که پردازش می‌شوند، می‌توان از یک دستگاه تست گردی برای تشخیص استفاده کرد. خطای گردی، وضعیت دقت مرکز ماشینکاری را در حین حرکت چرخشی نشان می‌دهد. عواملی مانند دقت چرخش اسپیندل و میزان انحراف شعاعی ابزار بر گردی تأثیر می‌گذارند. اگر خطای گردی خیلی زیاد باشد، ممکن است منجر به عدم تعادل در حین چرخش قطعات مکانیکی شود و بر عملکرد عادی تجهیزات تأثیر بگذارد.
برای کانتورهای دایره‌ای (مانند استوانه‌ها، مخروط‌ها و غیره) که پردازش می‌شوند، می‌توان از یک دستگاه تست گردی برای تشخیص استفاده کرد. خطای گردی، وضعیت دقت مرکز ماشینکاری را در حین حرکت چرخشی نشان می‌دهد. عواملی مانند دقت چرخش اسپیندل و میزان انحراف شعاعی ابزار بر گردی تأثیر می‌گذارند. اگر خطای گردی خیلی زیاد باشد، ممکن است منجر به عدم تعادل در حین چرخش قطعات مکانیکی شود و بر عملکرد عادی تجهیزات تأثیر بگذارد.
تشخیص دقت موقعیت
تشخیص موازی بودن
تشخیص توازی بین سطوح پردازش شده یا بین سوراخ‌ها و سطوح. به عنوان مثال، برای اندازه‌گیری توازی بین دو صفحه، می‌توان از یک شاخص عقربه‌ای استفاده کرد. شاخص عقربه‌ای را روی اسپیندل ثابت کنید، سر شاخص را با صفحه اندازه‌گیری شده تماس دهید، میز کار را حرکت دهید و تغییر در عدد شاخص عقربه‌ای را مشاهده کنید. خطای توازی بیش از حد ممکن است ناشی از عواملی مانند خطای مستقیم بودن ریل راهنما و شیب میز کار باشد.
تشخیص موازی بودن
تشخیص توازی بین سطوح پردازش شده یا بین سوراخ‌ها و سطوح. به عنوان مثال، برای اندازه‌گیری توازی بین دو صفحه، می‌توان از یک شاخص عقربه‌ای استفاده کرد. شاخص عقربه‌ای را روی اسپیندل ثابت کنید، سر شاخص را با صفحه اندازه‌گیری شده تماس دهید، میز کار را حرکت دهید و تغییر در عدد شاخص عقربه‌ای را مشاهده کنید. خطای توازی بیش از حد ممکن است ناشی از عواملی مانند خطای مستقیم بودن ریل راهنما و شیب میز کار باشد.
تشخیص تعامد
با استفاده از ابزارهایی مانند مربع‌های آزمایشی و ابزارهای اندازه‌گیری عمود، عمود بودن بین سطوح پردازش شده یا بین سوراخ‌ها و سطح را تشخیص دهید. به عنوان مثال، هنگام پردازش قطعات جعبه‌ای، عمود بودن بین سطوح مختلف جعبه تأثیر مهمی بر مونتاژ و عملکرد استفاده از قطعات دارد. خطای عمود بودن ممکن است ناشی از انحراف عمود بودن بین محورهای مختصات ابزار ماشین باشد.
با استفاده از ابزارهایی مانند مربع‌های آزمایشی و ابزارهای اندازه‌گیری عمود، عمود بودن بین سطوح پردازش شده یا بین سوراخ‌ها و سطح را تشخیص دهید. به عنوان مثال، هنگام پردازش قطعات جعبه‌ای، عمود بودن بین سطوح مختلف جعبه تأثیر مهمی بر مونتاژ و عملکرد استفاده از قطعات دارد. خطای عمود بودن ممکن است ناشی از انحراف عمود بودن بین محورهای مختصات ابزار ماشین باشد.
ارزیابی دقت دینامیکی
تشخیص لرزش
در طول فرآیند پردازش، از حسگرهای ارتعاش برای تشخیص وضعیت ارتعاش مرکز ماشینکاری استفاده کنید. ارتعاش ممکن است منجر به مشکلاتی مانند افزایش زبری سطح قطعه پردازش شده و سایش سریع ابزار شود. با تجزیه و تحلیل فرکانس و دامنه ارتعاش، می‌توان تعیین کرد که آیا منابع ارتعاش غیرطبیعی مانند قطعات چرخشی نامتعادل و اجزای شل وجود دارد یا خیر. برای مراکز ماشینکاری با دقت بالا، دامنه ارتعاش باید در سطح بسیار پایینی کنترل شود تا از پایداری دقت پردازش اطمینان حاصل شود.
در طول فرآیند پردازش، از حسگرهای ارتعاش برای تشخیص وضعیت ارتعاش مرکز ماشینکاری استفاده کنید. ارتعاش ممکن است منجر به مشکلاتی مانند افزایش زبری سطح قطعه پردازش شده و سایش سریع ابزار شود. با تجزیه و تحلیل فرکانس و دامنه ارتعاش، می‌توان تعیین کرد که آیا منابع ارتعاش غیرطبیعی مانند قطعات چرخشی نامتعادل و اجزای شل وجود دارد یا خیر. برای مراکز ماشینکاری با دقت بالا، دامنه ارتعاش باید در سطح بسیار پایینی کنترل شود تا از پایداری دقت پردازش اطمینان حاصل شود.
تشخیص تغییر شکل حرارتی
مرکز ماشینکاری در طول عملیات طولانی مدت گرما تولید می‌کند و در نتیجه باعث تغییر شکل حرارتی می‌شود. از حسگرهای دما برای اندازه‌گیری تغییرات دمای اجزای کلیدی (مانند اسپیندل و ریل راهنما) استفاده کنید و آنها را با ابزارهای اندازه‌گیری ترکیب کنید تا تغییر در دقت پردازش را تشخیص دهید. تغییر شکل حرارتی ممکن است منجر به تغییرات تدریجی در ابعاد پردازش شود. به عنوان مثال، کشیدگی اسپیندل در دمای بالا ممکن است باعث انحراف ابعاد در جهت محوری قطعه کار پردازش شده شود. برای کاهش تأثیر تغییر شکل حرارتی بر دقت، برخی از مراکز ماشینکاری پیشرفته به سیستم‌های خنک‌کننده برای کنترل دما مجهز شده‌اند.
مرکز ماشینکاری در طول عملیات طولانی مدت گرما تولید می‌کند و در نتیجه باعث تغییر شکل حرارتی می‌شود. از حسگرهای دما برای اندازه‌گیری تغییرات دمای اجزای کلیدی (مانند اسپیندل و ریل راهنما) استفاده کنید و آنها را با ابزارهای اندازه‌گیری ترکیب کنید تا تغییر در دقت پردازش را تشخیص دهید. تغییر شکل حرارتی ممکن است منجر به تغییرات تدریجی در ابعاد پردازش شود. به عنوان مثال، کشیدگی اسپیندل در دمای بالا ممکن است باعث انحراف ابعاد در جهت محوری قطعه کار پردازش شده شود. برای کاهش تأثیر تغییر شکل حرارتی بر دقت، برخی از مراکز ماشینکاری پیشرفته به سیستم‌های خنک‌کننده برای کنترل دما مجهز شده‌اند.
بررسی دقت تغییر موقعیت
مقایسه دقت پردازش چندگانه یک قطعه آزمایشی مشابه
با پردازش مکرر همان قطعه آزمایشی و استفاده از روش‌های تشخیص فوق برای اندازه‌گیری دقت هر قطعه آزمایشی پردازش شده. تکرارپذیری شاخص‌هایی مانند دقت ابعادی، دقت شکل و دقت موقعیت را رعایت کنید. اگر دقت تغییر موقعیت ضعیف باشد، ممکن است منجر به کیفیت ناپایدار قطعات کار پردازش شده دسته‌ای شود. به عنوان مثال، در پردازش قالب، اگر دقت تغییر موقعیت کم باشد، ممکن است ابعاد حفره قالب متناقض باشد و بر عملکرد استفاده از قالب تأثیر بگذارد.
با پردازش مکرر همان قطعه آزمایشی و استفاده از روش‌های تشخیص فوق برای اندازه‌گیری دقت هر قطعه آزمایشی پردازش شده. تکرارپذیری شاخص‌هایی مانند دقت ابعادی، دقت شکل و دقت موقعیت را رعایت کنید. اگر دقت تغییر موقعیت ضعیف باشد، ممکن است منجر به کیفیت ناپایدار قطعات کار پردازش شده دسته‌ای شود. به عنوان مثال، در پردازش قالب، اگر دقت تغییر موقعیت کم باشد، ممکن است ابعاد حفره قالب متناقض باشد و بر عملکرد استفاده از قالب تأثیر بگذارد.
در نتیجه، به عنوان یک اپراتور، برای قضاوت جامع و دقیق در مورد دقت مراکز ماشینکاری عمودی، لازم است از جنبه‌های مختلفی مانند آماده‌سازی قطعات آزمایشی (شامل مواد، ابزارها، پارامترهای برش، تثبیت و ابعاد)، موقعیت‌یابی قطعات آزمایشی، تشخیص موارد مختلف دقت پردازش (دقت ابعادی، دقت شکل، دقت موقعیت)، ارزیابی دقت دینامیکی و در نظر گرفتن دقت تغییر موقعیت شروع شود. تنها از این طریق است که مرکز ماشینکاری می‌تواند الزامات دقت پردازش را در طول فرآیند تولید برآورده کند و قطعات مکانیکی با کیفیت بالا تولید کند.