Metode za ocenjevanje natančnosti vertikalnih obdelovalnih centrov
Na področju mehanske obdelave je natančnost vertikalnih obdelovalnih centrov ključnega pomena za kakovost obdelave. Za operaterja je natančna ocena njihove natančnosti ključni korak pri zagotavljanju učinka obdelave. V nadaljevanju bodo podrobneje opisane metode za ocenjevanje natančnosti vertikalnih obdelovalnih centrov.
Določanje sorodnih elementov preskušanca
Materiali, orodja in rezalni parametri preskusnega kosa
Izbira materialov preskušanca, orodij in rezalnih parametrov neposredno vpliva na presojo natančnosti. Ti elementi so običajno določeni v skladu z dogovorom med proizvajalcem in uporabnikom ter jih je treba ustrezno zabeležiti.
Kar zadeva hitrost rezanja, je za dele iz litega železa približno 50 m/min, za aluminijaste dele pa približno 300 m/min. Ustrezna hitrost podajanja je približno v območju (0,05–0,10) mm/zob. Kar zadeva globino reza, mora biti radialna globina reza za vse rezkalne operacije 0,2 mm. Razumna izbira teh parametrov je osnova za natančno oceno natančnosti. Na primer, previsoka hitrost rezanja lahko povzroči povečano obrabo orodja in vpliva na natančnost obdelave; nepravilna hitrost podajanja lahko povzroči, da hrapavost površine obdelanega dela ne izpolnjuje zahtev.
Izbira materialov preskušanca, orodij in rezalnih parametrov neposredno vpliva na presojo natančnosti. Ti elementi so običajno določeni v skladu z dogovorom med proizvajalcem in uporabnikom ter jih je treba ustrezno zabeležiti.
Kar zadeva hitrost rezanja, je za dele iz litega železa približno 50 m/min, za aluminijaste dele pa približno 300 m/min. Ustrezna hitrost podajanja je približno v območju (0,05–0,10) mm/zob. Kar zadeva globino reza, mora biti radialna globina reza za vse rezkalne operacije 0,2 mm. Razumna izbira teh parametrov je osnova za natančno oceno natančnosti. Na primer, previsoka hitrost rezanja lahko povzroči povečano obrabo orodja in vpliva na natančnost obdelave; nepravilna hitrost podajanja lahko povzroči, da hrapavost površine obdelanega dela ne izpolnjuje zahtev.
Pritrditev preskusnega kosa
Način pritrditve preizkušanca je neposredno povezan s stabilnostjo med obdelavo. Preizkušanec mora biti priročno nameščen na posebnem vpenjalu, da se zagotovi največja stabilnost orodja in vpenjala. Namestitvene površine vpenjala in preizkušanca morajo biti ravne, kar je predpogoj za zagotovitev natančnosti obdelave. Hkrati je treba preveriti vzporednost med namestitveno površino preizkušanca in vpenjalno površino vpenjala.
Kar zadeva metodo vpenjanja, je treba uporabiti primeren način, ki omogoča orodju, da prodre in obdela celotno dolžino sredinske luknje. Na primer, priporočljivo je uporabiti ugreznjene vijake za pritrditev preskušanca, kar lahko učinkovito prepreči motenje med orodjem in vijaki. Seveda se lahko izberejo tudi druge enakovredne metode. Skupna višina preskušanca je odvisna od izbrane metode pritrditve. Primerna višina lahko zagotovi stabilnost položaja preskušanca med postopkom obdelave in zmanjša odstopanje natančnosti, ki ga povzročajo dejavniki, kot so vibracije.
Način pritrditve preizkušanca je neposredno povezan s stabilnostjo med obdelavo. Preizkušanec mora biti priročno nameščen na posebnem vpenjalu, da se zagotovi največja stabilnost orodja in vpenjala. Namestitvene površine vpenjala in preizkušanca morajo biti ravne, kar je predpogoj za zagotovitev natančnosti obdelave. Hkrati je treba preveriti vzporednost med namestitveno površino preizkušanca in vpenjalno površino vpenjala.
Kar zadeva metodo vpenjanja, je treba uporabiti primeren način, ki omogoča orodju, da prodre in obdela celotno dolžino sredinske luknje. Na primer, priporočljivo je uporabiti ugreznjene vijake za pritrditev preskušanca, kar lahko učinkovito prepreči motenje med orodjem in vijaki. Seveda se lahko izberejo tudi druge enakovredne metode. Skupna višina preskušanca je odvisna od izbrane metode pritrditve. Primerna višina lahko zagotovi stabilnost položaja preskušanca med postopkom obdelave in zmanjša odstopanje natančnosti, ki ga povzročajo dejavniki, kot so vibracije.
Dimenzije preskusnega kosa
Po večkratnem rezanju se zunanje dimenzije preskusnega kosa zmanjšajo, premer luknje pa poveča. Pri uporabi za sprejemni pregled je za natančen prikaz natančnosti rezanja obdelovalnega centra priporočljivo izbrati končne dimenzije preskusnega kosa za konturno obdelavo, ki so skladne s tistimi, določenimi v standardu. Preskusni kos se lahko večkrat uporabi pri rezalnih preskusih, vendar morajo biti njegove specifikacije znotraj ±10 % značilnih dimenzij, določenih v standardu. Ko se preskusni kos ponovno uporabi, je treba pred novim preskusom natančnega rezanja opraviti tankoslojno rezanje, da se očistijo vse površine. To lahko odpravi vpliv ostankov prejšnje obdelave in zagotovi, da vsak rezultat preskusa natančneje odraža trenutno stanje natančnosti obdelovalnega centra.
Po večkratnem rezanju se zunanje dimenzije preskusnega kosa zmanjšajo, premer luknje pa poveča. Pri uporabi za sprejemni pregled je za natančen prikaz natančnosti rezanja obdelovalnega centra priporočljivo izbrati končne dimenzije preskusnega kosa za konturno obdelavo, ki so skladne s tistimi, določenimi v standardu. Preskusni kos se lahko večkrat uporabi pri rezalnih preskusih, vendar morajo biti njegove specifikacije znotraj ±10 % značilnih dimenzij, določenih v standardu. Ko se preskusni kos ponovno uporabi, je treba pred novim preskusom natančnega rezanja opraviti tankoslojno rezanje, da se očistijo vse površine. To lahko odpravi vpliv ostankov prejšnje obdelave in zagotovi, da vsak rezultat preskusa natančneje odraža trenutno stanje natančnosti obdelovalnega centra.
Postavitev preskusnega vzorca
Preizkušanec je treba namestiti v srednji položaj hoda X vertikalnega obdelovalnega centra in v ustrezen položaj vzdolž osi Y in Z, ki je primeren za pozicioniranje preizkušanca in vpenjalne naprave ter dolžine orodja. Kadar pa obstajajo posebne zahteve glede položaja preizkušanca, jih je treba jasno določiti v sporazumu med proizvajalcem in uporabnikom. Pravilno pozicioniranje lahko zagotovi natančen relativni položaj med orodjem in preizkušancem med procesom obdelave, s čimer se učinkovito zagotovi natančnost obdelave. Če je preizkušanec nenatančno pozicioniran, lahko to povzroči težave, kot so odstopanje dimenzij obdelave in napake oblike. Na primer, odstopanje od osrednjega položaja v smeri X lahko povzroči napake dimenzij v smeri dolžine obdelanega obdelovanca; nepravilno pozicioniranje vzdolž osi Y in Z lahko vpliva na natančnost obdelovanca v smeri višine in širine.
Preizkušanec je treba namestiti v srednji položaj hoda X vertikalnega obdelovalnega centra in v ustrezen položaj vzdolž osi Y in Z, ki je primeren za pozicioniranje preizkušanca in vpenjalne naprave ter dolžine orodja. Kadar pa obstajajo posebne zahteve glede položaja preizkušanca, jih je treba jasno določiti v sporazumu med proizvajalcem in uporabnikom. Pravilno pozicioniranje lahko zagotovi natančen relativni položaj med orodjem in preizkušancem med procesom obdelave, s čimer se učinkovito zagotovi natančnost obdelave. Če je preizkušanec nenatančno pozicioniran, lahko to povzroči težave, kot so odstopanje dimenzij obdelave in napake oblike. Na primer, odstopanje od osrednjega položaja v smeri X lahko povzroči napake dimenzij v smeri dolžine obdelanega obdelovanca; nepravilno pozicioniranje vzdolž osi Y in Z lahko vpliva na natančnost obdelovanca v smeri višine in širine.
Specifične postavke zaznavanja in metode obdelave natančnosti
Zaznavanje dimenzijske natančnosti
Natančnost linearnih dimenzij
Za merjenje linearnih dimenzij obdelanega preskušanca uporabite merilna orodja (kot so pomično merilo, mikrometer itd.). Na primer, izmerite dolžino, širino, višino in druge dimenzije obdelovanca ter jih primerjajte z načrtovanimi dimenzijami. Pri obdelovalnih centrih z visokimi zahtevami glede natančnosti je treba odstopanje dimenzij nadzorovati v zelo majhnem območju, običajno na ravni mikronov. Z merjenjem linearnih dimenzij v več smereh je mogoče celovito oceniti natančnost pozicioniranja obdelovalnega centra v oseh X, Y in Z.
Natančnost linearnih dimenzij
Za merjenje linearnih dimenzij obdelanega preskušanca uporabite merilna orodja (kot so pomično merilo, mikrometer itd.). Na primer, izmerite dolžino, širino, višino in druge dimenzije obdelovanca ter jih primerjajte z načrtovanimi dimenzijami. Pri obdelovalnih centrih z visokimi zahtevami glede natančnosti je treba odstopanje dimenzij nadzorovati v zelo majhnem območju, običajno na ravni mikronov. Z merjenjem linearnih dimenzij v več smereh je mogoče celovito oceniti natančnost pozicioniranja obdelovalnega centra v oseh X, Y in Z.
Natančnost premera luknje
Za obdelavo lukenj se lahko za zaznavanje premera luknje uporabijo orodja, kot so merilniki notranjega premera in koordinatni merilni stroji. Natančnost premera luknje ne vključuje le zahteve, da velikost premera ustreza zahtevam, temveč tudi kazalnike, kot je valjastost. Če je odstopanje premera luknje preveliko, ga lahko povzročijo dejavniki, kot sta obraba orodja in radialno odstopanje vretena.
Za obdelavo lukenj se lahko za zaznavanje premera luknje uporabijo orodja, kot so merilniki notranjega premera in koordinatni merilni stroji. Natančnost premera luknje ne vključuje le zahteve, da velikost premera ustreza zahtevam, temveč tudi kazalnike, kot je valjastost. Če je odstopanje premera luknje preveliko, ga lahko povzročijo dejavniki, kot sta obraba orodja in radialno odstopanje vretena.
Zaznavanje natančnosti oblike
Zaznavanje ravnosti
Za zaznavanje ravnosti obdelane ravnine uporabite instrumente, kot so libele in optične ravnilne naprave. Postavite libelo na obdelano ravnino in z opazovanjem spremembe položaja mehurčka določite napako ravnosti. Za visoko natančno obdelavo mora biti napaka ravnosti izjemno majhna, sicer bo vplivala na poznejšo montažo in druge procese. Na primer, pri obdelavi vodilnih tirnic obdelovalnih strojev in drugih ravnil so zahteve glede ravnosti izjemno visoke. Če preseže dovoljeno napako, bo to povzročilo nestabilno gibanje gibljivih delov na vodilnih tirnicah.
Zaznavanje ravnosti
Za zaznavanje ravnosti obdelane ravnine uporabite instrumente, kot so libele in optične ravnilne naprave. Postavite libelo na obdelano ravnino in z opazovanjem spremembe položaja mehurčka določite napako ravnosti. Za visoko natančno obdelavo mora biti napaka ravnosti izjemno majhna, sicer bo vplivala na poznejšo montažo in druge procese. Na primer, pri obdelavi vodilnih tirnic obdelovalnih strojev in drugih ravnil so zahteve glede ravnosti izjemno visoke. Če preseže dovoljeno napako, bo to povzročilo nestabilno gibanje gibljivih delov na vodilnih tirnicah.
Zaznavanje okroglosti
Pri obdelavi krožnih kontur (kot so valji, stožci itd.) se lahko za zaznavanje uporabi tester okroglosti. Napaka okroglosti odraža stanje natančnosti obdelovalnega centra med vrtenjem. Na okroglost vplivajo dejavniki, kot sta natančnost vrtenja vretena in radialni odmik orodja. Če je napaka okroglosti prevelika, lahko povzroči neravnovesje med vrtenjem mehanskih delov in vpliva na normalno delovanje opreme.
Pri obdelavi krožnih kontur (kot so valji, stožci itd.) se lahko za zaznavanje uporabi tester okroglosti. Napaka okroglosti odraža stanje natančnosti obdelovalnega centra med vrtenjem. Na okroglost vplivajo dejavniki, kot sta natančnost vrtenja vretena in radialni odmik orodja. Če je napaka okroglosti prevelika, lahko povzroči neravnovesje med vrtenjem mehanskih delov in vpliva na normalno delovanje opreme.
Zaznavanje natančnosti položaja
Zaznavanje vzporednosti
Zaznavanje vzporednosti med obdelanimi površinami ali med luknjami in površinami. Na primer, za merjenje vzporednosti med dvema ravninama se lahko uporabi merilna ura. Merilno uro namestite na vreteno, glavo merilne ure postavite v stik z izmerjeno ravnino, premaknite delovno mizo in opazujte spremembo odčitka merilne ure. Prekomerno napako vzporednosti lahko povzročijo dejavniki, kot sta napaka ravnosti vodilne tirnice in naklon delovne mize.
Zaznavanje vzporednosti
Zaznavanje vzporednosti med obdelanimi površinami ali med luknjami in površinami. Na primer, za merjenje vzporednosti med dvema ravninama se lahko uporabi merilna ura. Merilno uro namestite na vreteno, glavo merilne ure postavite v stik z izmerjeno ravnino, premaknite delovno mizo in opazujte spremembo odčitka merilne ure. Prekomerno napako vzporednosti lahko povzročijo dejavniki, kot sta napaka ravnosti vodilne tirnice in naklon delovne mize.
Zaznavanje pravokotnosti
Pravokotnost med obdelanimi površinami ali med luknjami in površino zaznajte z uporabo orodij, kot so kotniki in instrumenti za merjenje pravokotnosti. Na primer, pri obdelavi škatlastih delov ima pravokotnost med različnimi površinami škatle pomemben vpliv na montažo in uporabnost delov. Napaka pravokotnosti je lahko posledica odstopanja pravokotnosti med koordinatnima osma obdelovalnega stroja.
Pravokotnost med obdelanimi površinami ali med luknjami in površino zaznajte z uporabo orodij, kot so kotniki in instrumenti za merjenje pravokotnosti. Na primer, pri obdelavi škatlastih delov ima pravokotnost med različnimi površinami škatle pomemben vpliv na montažo in uporabnost delov. Napaka pravokotnosti je lahko posledica odstopanja pravokotnosti med koordinatnima osma obdelovalnega stroja.
Vrednotenje dinamične natančnosti
Zaznavanje vibracij
Med procesom obdelave uporabite senzorje vibracij za zaznavanje vibracij v obdelovalnem centru. Vibracije lahko povzročijo težave, kot so povečana hrapavost površine obdelanega dela in pospešena obraba orodja. Z analizo frekvence in amplitude vibracij je mogoče ugotoviti, ali obstajajo nenormalni viri vibracij, kot so neuravnoteženi vrtljivi deli in ohlapne komponente. Pri visoko natančnih obdelovalnih centrih je treba amplitudo vibracij nadzorovati na zelo nizki ravni, da se zagotovi stabilnost natančnosti obdelave.
Med procesom obdelave uporabite senzorje vibracij za zaznavanje vibracij v obdelovalnem centru. Vibracije lahko povzročijo težave, kot so povečana hrapavost površine obdelanega dela in pospešena obraba orodja. Z analizo frekvence in amplitude vibracij je mogoče ugotoviti, ali obstajajo nenormalni viri vibracij, kot so neuravnoteženi vrtljivi deli in ohlapne komponente. Pri visoko natančnih obdelovalnih centrih je treba amplitudo vibracij nadzorovati na zelo nizki ravni, da se zagotovi stabilnost natančnosti obdelave.
Zaznavanje toplotne deformacije
Obdelovalni center bo med dolgotrajnim delovanjem proizvajal toploto, kar bo povzročilo toplotno deformacijo. Za merjenje temperaturnih sprememb ključnih komponent (kot sta vreteno in vodilna tirnica) uporabite temperaturne senzorje in jih v kombinaciji z merilnimi instrumenti zaznajte spremembo natančnosti obdelave. Toplotna deformacija lahko povzroči postopne spremembe dimenzij obdelave. Na primer, razteg vretena pri visoki temperaturi lahko povzroči odstopanja dimenzij v aksialni smeri obdelanega obdelovanca. Za zmanjšanje vpliva toplotne deformacije na natančnost so nekateri napredni obdelovalni centri opremljeni s hladilnimi sistemi za nadzor temperature.
Obdelovalni center bo med dolgotrajnim delovanjem proizvajal toploto, kar bo povzročilo toplotno deformacijo. Za merjenje temperaturnih sprememb ključnih komponent (kot sta vreteno in vodilna tirnica) uporabite temperaturne senzorje in jih v kombinaciji z merilnimi instrumenti zaznajte spremembo natančnosti obdelave. Toplotna deformacija lahko povzroči postopne spremembe dimenzij obdelave. Na primer, razteg vretena pri visoki temperaturi lahko povzroči odstopanja dimenzij v aksialni smeri obdelanega obdelovanca. Za zmanjšanje vpliva toplotne deformacije na natančnost so nekateri napredni obdelovalni centri opremljeni s hladilnimi sistemi za nadzor temperature.
Upoštevanje natančnosti ponovnega pozicioniranja
Primerjava natančnosti večkratne obdelave istega preskusnega vzorca
Z večkratno obdelavo istega preskusnega kosa in uporabo zgoraj navedenih metod zaznavanja za merjenje natančnosti vsakega obdelanega preskusnega kosa. Opazujte ponovljivost kazalnikov, kot so dimenzijska natančnost, natančnost oblike in natančnost položaja. Če je natančnost ponovnega pozicioniranja slaba, lahko to privede do nestabilne kakovosti serijsko obdelanih obdelovancev. Na primer, pri obdelavi kalupov lahko nizka natančnost ponovnega pozicioniranja povzroči neskladne dimenzije votline kalupa, kar vpliva na uporabnost kalupa.
Z večkratno obdelavo istega preskusnega kosa in uporabo zgoraj navedenih metod zaznavanja za merjenje natančnosti vsakega obdelanega preskusnega kosa. Opazujte ponovljivost kazalnikov, kot so dimenzijska natančnost, natančnost oblike in natančnost položaja. Če je natančnost ponovnega pozicioniranja slaba, lahko to privede do nestabilne kakovosti serijsko obdelanih obdelovancev. Na primer, pri obdelavi kalupov lahko nizka natančnost ponovnega pozicioniranja povzroči neskladne dimenzije votline kalupa, kar vpliva na uporabnost kalupa.
Skratka, kot operater mora za celovito in natančno oceno natančnosti vertikalnih obdelovalnih centrov upoštevati več vidikov, kot so priprava preskusnih kosov (vključno z materiali, orodji, parametri rezanja, pritrditvijo in dimenzijami), pozicioniranje preskusnih kosov, zaznavanje različnih elementov natančnosti obdelave (dimenzijska natančnost, natančnost oblike, natančnost položaja), ocena dinamične natančnosti in upoštevanje natančnosti ponovnega pozicioniranja. Le na ta način lahko obdelovalni center izpolni zahteve glede natančnosti obdelave med proizvodnim procesom in izdela visokokakovostne mehanske dele.