Vai jūs zināt faktorus, kas ietekmē apstrādes centra apstrādes izmēru precizitāti?

Apstrādes centru izmēru precizitāti ietekmējošo faktoru analīze un optimizācija

Kopsavilkums: Šajā rakstā rūpīgi tiek pētīti dažādi faktori, kas ietekmē apstrādes centru izmēru precizitāti, un tie tiek iedalīti divās kategorijās: novēršamie faktori un nepārvaramie faktori. Attiecībā uz novēršamajiem faktoriem, piemēram, apstrādes procesiem, skaitliskiem aprēķiniem manuālajā un automātiskajā programmēšanā, griešanas elementiem un instrumentu iestatījumiem utt., tiek veikta detalizēta izpēte un piedāvāti atbilstoši optimizācijas pasākumi. Attiecībā uz nepārvaramajiem faktoriem, tostarp sagataves dzesēšanas deformāciju un paša darbgalda stabilitāti, tiek analizēti cēloņi un ietekmes mehānismi. Mērķis ir sniegt visaptverošas zināšanu atsauces tehniķiem, kas iesaistīti apstrādes centru ekspluatācijā un vadībā, lai uzlabotu apstrādes centru izmēru precizitātes kontroles līmeni un uzlabotu produktu kvalitāti un ražošanas efektivitāti.

 

I. Ievads
Apstrādes centru apstrādes izmēru precizitāte, kas ir galvenais mūsdienu apstrādes aprīkojums, ir tieši saistīta ar produktu kvalitāti un veiktspēju. Faktiskajā ražošanas procesā apstrādes izmēru precizitāti ietekmē dažādi faktori. Ir ļoti svarīgi rūpīgi analizēt šos faktorus un meklēt efektīvas kontroles metodes.

 

II. Novēršamie ietekmējošie faktori

 

(I) Apstrādes process
Apstrādes procesa racionalitāte lielā mērā nosaka apstrādes izmēru precizitāti. Pamatojoties uz apstrādes procesa pamatprincipu ievērošanu, apstrādājot mīkstus materiālus, piemēram, alumīnija detaļas, īpaša uzmanība jāpievērš dzelzs skaidu ietekmei. Piemēram, alumīnija detaļu frēzēšanas procesā alumīnija mīkstās tekstūras dēļ griešanas laikā radušās dzelzs skaidas var saskrāpēt apstrādāto virsmu, tādējādi radot izmēru kļūdas. Lai samazinātu šādas kļūdas, var veikt tādus pasākumus kā skaidu noņemšanas ceļa optimizēšana un skaidu noņemšanas ierīces iesūkšanas uzlabošana. Tikmēr procesa izkārtojumā raupjās un apdares apstrādes pielaides sadalījums ir jāplāno saprātīgi. Rupjās apstrādes laikā tiek izmantots lielāks griešanas dziļums un padeves ātrums, lai ātri noņemtu lielu pielaides daudzumu, bet apdares apstrādes pielaide, parasti 0,3–0,5 mm, jārezervē, lai nodrošinātu, ka apdares apstrāde var sasniegt augstāku izmēru precizitāti. Runājot par stiprinājumu izmantošanu, papildus iespīlēšanas laika samazināšanas principiem un modulāru stiprinājumu izmantošanai, ir jānodrošina arī stiprinājumu pozicionēšanas precizitāte. Piemēram, izmantojot augstas precizitātes pozicionēšanas tapas un pozicionēšanas virsmas, lai nodrošinātu sagataves pozicionēšanas precizitāti iespīlēšanas procesā, izvairoties no izmēru kļūdām, ko rada iespīlēšanas pozīcijas novirze.

 

(II) Skaitliskie aprēķini apstrādes centru manuālajā un automātiskajā programmēšanā
Neatkarīgi no tā, vai programmēšana ir manuāla vai automātiska, skaitlisko aprēķinu precizitātei ir izšķiroša nozīme. Programmēšanas procesā tiek aprēķināti instrumentu ceļi, noteiktas koordinātu punkti utt. Piemēram, aprēķinot apļa interpolācijas trajektoriju, ja apļa centra vai rādiusa koordinātas tiek aprēķinātas nepareizi, tas neizbēgami novedīs pie apstrādes izmēru novirzēm. Sarežģītas formas detaļu programmēšanai ir nepieciešama uzlabota CAD/CAM programmatūra, lai veiktu precīzu modelēšanu un instrumentu ceļu plānošanu. Programmatūras lietošanas laikā jānodrošina modeļa ģeometrisko izmēru precizitāte, un ģenerētie instrumentu ceļi rūpīgi jāpārbauda un jāverificē. Tikmēr programmētājiem jābūt stabilam matemātiskajam pamatam un bagātīgai programmēšanas pieredzei, kā arī jāspēj pareizi izvēlēties programmēšanas instrukcijas un parametrus atbilstoši detaļu apstrādes prasībām. Piemēram, programmējot urbšanas operācijas, precīzi jāiestata tādi parametri kā urbšanas dziļums un atkāpšanās attālums, lai izvairītos no programmēšanas kļūdu radītām izmēru kļūdām.

 

(III) Griešanas elementi un instrumentu kompensācija
Griešanas ātrumam vc, padeves ātrumam f un griešanas dziļumam ap ir būtiska ietekme uz apstrādes izmēru precizitāti. Pārāk liels griešanas ātrums var izraisīt pastiprinātu instrumenta nodilumu, tādējādi ietekmējot apstrādes precizitāti; pārmērīgs padeves ātrums var palielināt griešanas spēku, izraisot sagataves deformāciju vai instrumenta vibrāciju un radot izmēru novirzes. Piemēram, apstrādājot augstas cietības leģētos tēraudus, ja griešanas ātrums ir izvēlēts pārāk liels, instrumenta griezējšķautne ir pakļauta nodilumam, samazinot apstrādājamā materiāla izmēru. Saprātīgi griešanas parametri jānosaka visaptveroši, ņemot vērā dažādus faktorus, piemēram, sagataves materiālu, instrumenta materiālu un darbgalda veiktspēju. Parasti tos var izvēlēties, veicot griešanas testus vai atsaucoties uz attiecīgajām griešanas rokasgrāmatām. Tikmēr instrumenta kompensācija ir arī svarīgs līdzeklis, lai nodrošinātu apstrādes precizitāti. Apstrādes centros instrumenta nodiluma kompensācija var reāllaikā koriģēt instrumentu nodiluma izraisītās izmēru izmaiņas. Operatoriem savlaicīgi jāpielāgo instrumenta kompensācijas vērtība atbilstoši instrumenta faktiskajai nodiluma situācijai. Piemēram, nepārtrauktas detaļu partijas apstrādes laikā apstrādes izmēri tiek regulāri mērīti. Kad tiek konstatēts, ka izmēri pakāpeniski palielinās vai samazinās, instrumenta kompensācijas vērtība tiek mainīta, lai nodrošinātu nākamo detaļu apstrādes precizitāti.

 

(IV) Instrumentu iestatīšana
Instrumentu iestatīšanas precizitāte ir tieši saistīta ar apstrādes izmēru precizitāti. Instrumentu iestatīšanas process ir noteikt instrumenta un sagataves relatīvo novietojuma attiecību. Ja instrumenta iestatījums ir neprecīzs, apstrādātajās detaļās neizbēgami radīsies izmēru kļūdas. Augstas precizitātes malu meklētāja izvēle ir viens no svarīgākajiem pasākumiem, lai uzlabotu instrumentu iestatīšanas precizitāti. Piemēram, izmantojot optisko malu meklētāju, instrumenta un sagataves malas pozīciju var precīzi noteikt ar precizitāti ±0,005 mm. Apstrādes centriem, kas aprīkoti ar automātisko instrumentu iestatītāju, tā funkcijas var pilnībā izmantot, lai panāktu ātru un precīzu instrumentu iestatīšanu. Instrumentu iestatīšanas laikā uzmanība jāpievērš arī instrumentu iestatīšanas vides tīrībai, lai izvairītos no gružu ietekmes uz instrumentu iestatīšanas precizitāti. Tikmēr operatoriem stingri jāievēro instrumentu iestatīšanas darbības procedūras, jāveic vairāki mērījumi un jāaprēķina vidējā vērtība, lai samazinātu instrumentu iestatīšanas kļūdu.

 

III. Neatvairāmi faktori

 

(I) Sagatavju dzesēšanas deformācija pēc apstrādes
Apstrādes procesā sagataves radīs siltumu, un atdziestot pēc apstrādes, tās deformēsies termiskās izplešanās un saraušanās efekta dēļ. Šī parādība ir izplatīta metālapstrādē, un to ir grūti pilnībā novērst. Piemēram, dažām lielām alumīnija sakausējuma konstrukcijas detaļām apstrādes laikā radītais siltums ir relatīvi augsts, un pēc atdzesēšanas izmēru saraušanās ir acīmredzama. Lai samazinātu dzesēšanas deformācijas ietekmi uz izmēru precizitāti, apstrādes procesā var pamatoti izmantot dzesēšanas šķidrumu. Dzesēšanas šķidrums var ne tikai samazināt griešanas temperatūru un instrumentu nodilumu, bet arī nodrošināt sagataves vienmērīgu atdzišanu un samazināt termiskās deformācijas pakāpi. Izvēloties dzesēšanas šķidrumu, tam jābalstās uz sagataves materiālu un apstrādes procesa prasībām. Piemēram, alumīnija detaļu apstrādei var izvēlēties īpašu alumīnija sakausējuma griešanas šķidrumu, kam ir labas dzesēšanas un eļļošanas īpašības. Turklāt, veicot mērījumus uz vietas, pilnībā jāņem vērā dzesēšanas laika ietekme uz sagataves izmēru. Parasti mērījumi jāveic pēc tam, kad sagatave ir atdzisusi līdz istabas temperatūrai, vai arī var novērtēt izmēru izmaiņas dzesēšanas procesā un koriģēt mērījumu rezultātus atbilstoši empīriskiem datiem.

 

(II) Paša apstrādes centra stabilitāte

 

Mehāniskie aspekti
Servomotora un skrūves savienojuma atslābināšana: Servomotora un skrūves savienojuma atslābināšana novedīs pie pārraides precizitātes samazināšanās. Apstrādes procesa laikā, kad motors griežas, atslābinātais savienojums izraisīs skrūves griešanās atpalicību vai nevienmērību, tādējādi instrumenta kustības trajektorija novirzīsies no ideālās pozīcijas un radīs izmēru kļūdas. Piemēram, augstas precizitātes kontūru apstrādes laikā šī atslābināšana var izraisīt novirzes apstrādātās kontūras formā, piemēram, neatbilstību taisnuma un apaļuma prasībām. Regulāra savienojuma skrūvju pārbaude un pievilkšana starp servomotoru un skrūvi ir galvenais pasākums, lai novērstu šādas problēmas. Tikmēr savienojuma uzticamības uzlabošanai var izmantot pretatvaļīgus uzgriežņus vai vītņu fiksācijas līdzekļus.

 

Lodīšu skrūvju gultņu vai uzgriežņu nodilums: Lodīšu skrūve ir svarīga sastāvdaļa precīzas kustības nodrošināšanai apstrādes centrā, un tās gultņu vai uzgriežņu nodilums ietekmēs skrūves pārneses precizitāti. Palielinoties nodilumam, skrūves klīrenss pakāpeniski palielināsies, izraisot instrumenta nevienmērīgu kustību kustības procesā. Piemēram, aksiālās griešanas laikā skrūves uzgriežņa nodilums padarīs instrumenta pozicionēšanu aksiālā virzienā neprecīzu, kā rezultātā apstrādājamās detaļas garumā rodas izmēru kļūdas. Lai samazinātu šo nodilumu, jānodrošina laba skrūves eļļošana un regulāri jāmaina smērviela. Tikmēr regulāri jāveic lodīšu skrūves precīza noteikšana, un, ja nodilums pārsniedz pieļaujamo diapazonu, gultņi vai uzgriežņi savlaicīgi jānomaina.

 

Nepietiekama skrūvju un uzgriežņu eļļošana: Nepietiekama eļļošana palielina berzi starp skrūvi un uzgriezni, ne tikai paātrinot detaļu nodilumu, bet arī izraisot nevienmērīgu kustības pretestību un ietekmējot apstrādes precizitāti. Apstrādes procesā var rasties rāpošanas fenomens, tas ir, instrumentam pārvietojoties ar mazu ātrumu, rodas periodiskas pauzes un lēcieni, kas pasliktina apstrādājamās virsmas kvalitāti un apgrūtina izmēru precizitātes garantēšanu. Saskaņā ar darbgalda lietošanas instrukciju, smērviela vai smēreļļa regulāri jāpārbauda un jāpapildina, lai nodrošinātu, ka skrūve un uzgrieznis ir labā eļļošanas stāvoklī. Tikmēr var izvēlēties augstas veiktspējas smērvielas, lai uzlabotu eļļošanas efektu un samazinātu berzi.

 

Elektriskie aspekti
Servomotora atteice: Servomotora atteice tieši ietekmēs instrumenta kustības vadību. Piemēram, motora tinuma īsslēgums vai pārtraukta ķēde izraisīs motora normālu darbību vai nestabilu izejas griezes momentu, kā rezultātā instruments nevarēs pārvietoties pa iepriekš noteikto trajektoriju un radīsies izmēru kļūdas. Turklāt motora kodētāja atteice ietekmēs pozīcijas atgriezeniskās saites signāla precizitāti, kā rezultātā darbgalda vadības sistēma nevarēs precīzi kontrolēt instrumenta pozīciju. Servomotoram regulāri jāveic apkope, tostarp jāpārbauda motora elektriskie parametri, jātīra motora dzesēšanas ventilators, jāuzrauga kodētāja darbības stāvoklis utt., lai savlaicīgi atklātu un novērstu iespējamos bojājumus.

 

Netīrumi režģa skalas iekšpusē: Režģa skala ir svarīgs sensors, ko izmanto apstrādes centrā, lai mērītu instrumenta pozīciju un kustības nobīdi. Ja režģa skalas iekšpusē ir netīrumi, tie ietekmēs režģa skalas rādījumu precizitāti, tādējādi liekot darbgalda vadības sistēmai saņemt nepareizu pozīcijas informāciju un izraisot apstrādes izmēru novirzes. Piemēram, apstrādājot augstas precizitātes caurumu sistēmas, režģa skalas kļūdas dēļ caurumu pozīcijas precizitāte var pārsniegt pielaidi. Režģa skala regulāri jātīra un jāapkopj, izmantojot īpašus tīrīšanas instrumentus un tīrīšanas līdzekļus, kā arī ievērojot pareizas lietošanas procedūras, lai nesabojātu režģa skalu.

 

Servo pastiprinātāja atteice: Servo pastiprinātāja funkcija ir pastiprināt vadības sistēmas izdoto komandas signālu un pēc tam darbināt servo motoru. Servo pastiprinātāja atteices gadījumā, piemēram, ja ir bojāta barošanas caurule vai pastiprinājuma koeficients ir neparasts, servo motors darbojas nestabili, ietekmējot apstrādes precizitāti. Piemēram, tas var izraisīt motora ātruma svārstības, padarot instrumenta padeves ātrumu griešanas procesā nevienmērīgu, palielinot apstrādājamās detaļas virsmas raupjumu un samazinot izmēru precizitāti. Jāizveido perfekts darbgalda elektrisko defektu noteikšanas un remonta mehānisms, un profesionālam elektroremonta personālam jābūt aprīkotam, lai savlaicīgi diagnosticētu un novērstu elektrisko komponentu, piemēram, servo pastiprinātāja, defektus.

 

IV. Secinājums
Apstrādes centru apstrādes izmēru precizitāti ietekmē daudzi faktori. Optimizējot procesu shēmas, uzlabojot programmēšanas līmeņus, saprātīgi izvēloties griešanas parametrus un precīzi iestatot instrumentus, var efektīvi kontrolēt tādus novēršamus faktorus kā apstrādes procesi, skaitliskie aprēķini programmēšanā, griešanas elementi un instrumentu iestatīšana. Lai gan neatvairāmus faktorus, piemēram, sagataves dzesēšanas deformāciju un paša darbgalda stabilitāti, ir grūti pilnībā novērst, to ietekmi uz apstrādes precizitāti var samazināt, izmantojot saprātīgus procesa pasākumus, piemēram, dzesēšanas šķidruma izmantošanu, regulāru darbgalda apkopi, defektu noteikšanu un remontu. Faktiskajā ražošanas procesā apstrādes centru operatoriem un tehniskajiem vadītājiem ir pilnībā jāizprot šie ietekmējošie faktori un jāveic mērķtiecīgi profilakses un kontroles pasākumi, lai nepārtraukti uzlabotu apstrādes centru apstrādes izmēru precizitāti, nodrošinātu produktu kvalitātes atbilstību prasībām un uzlabotu uzņēmumu konkurētspēju tirgū.