Өңдеу орталығының өлшемдік дәлдігіне әсер ететін факторларды білесіз бе?

Өңдеу орталықтарының өңдеу өлшемдік дәлдігіне әсер ететін факторларды талдау және оңтайландыру

Аннотация: Бұл жұмыс өңдеу орталықтарының өлшемдік дәлдігіне әсер ететін әртүрлі факторларды мұқият зерттейді және оларды екі санатқа бөледі: болдырмауға болатын факторлар және қайтарылмайтын факторлар. Өңдеу процестері, қолмен және автоматты бағдарламалаудағы сандық есептеулер, кесу элементтері және құралды орнату және т.б. сияқты болдырмауға болатын факторлар үшін егжей-тегжейлі өңдеулер жасалады және сәйкес оңтайландыру шаралары ұсынылады. Дайындаманың салқындату деформациясын және станоктың тұрақтылығын қоса, қайтымсыз факторлар үшін себептер мен әсер ету механизмдері талданады. Мақсаты өңдеу орталықтарының өңдеу өлшемдік дәлдігін бақылау деңгейін жақсарту және өнім сапасы мен өндіріс тиімділігін арттыру үшін өңдеу орталықтарын пайдалану және басқарумен айналысатын техниктерге жан-жақты білім анықтамаларын беру болып табылады.

 

I. Кіріспе
Заманауи өңдеудегі негізгі жабдық ретінде өңдеу орталықтарының өңдеу өлшемдік дәлдігі өнімнің сапасы мен өнімділігіне тікелей байланысты. Нақты өндіріс процесінде өңдеу өлшемдерінің дәлдігіне әртүрлі факторлар әсер етеді. Бұл факторларды терең талдап, тиімді бақылау әдістерін іздеудің маңызы зор.

 

II. Болдырмауға болатын әсер етуші факторлар

 

(I) Өңдеу процесі
Өңдеу процесінің ұтымдылығы көбінесе өңдеудің өлшемдік дәлдігін анықтайды. Өңдеу процесінің негізгі принциптерін сақтау негізінде алюминий бөлшектері сияқты жұмсақ материалдарды өңдеу кезінде темір үгінділерінің әсеріне ерекше назар аудару керек. Мысалы, алюминий бөлшектерін фрезерлеу кезінде алюминийдің жұмсақ құрылымына байланысты кесу нәтижесінде пайда болған темір үгінділері өңделген бетті сызып тастауы мүмкін, осылайша өлшемдік қателіктер жібереді. Мұндай қателерді азайту үшін чиптерді жою жолын оңтайландыру және чиптерді жою құрылғысының соруын арттыру сияқты шараларды қабылдауға болады. Сонымен қатар, процесті ұйымдастыру кезінде өрескел өңдеу мен өңдеуді өңдеуге рұқсатты бөлу ақылға қонымды түрде жоспарланған болуы керек. Дөрекі өңдеу кезінде үлкен мөлшерді жылдам алып тастау үшін үлкенірек кесу тереңдігі мен берілу жылдамдығы пайдаланылады, бірақ өңдеудің жоғары өлшемдік дәлдігіне қол жеткізу үшін әрлеу өңдеудің тиісті рұқсаты, әдетте, 0,3 – 0,5 мм сақталуы керек. Бекіткіштерді пайдалану тұрғысынан қысу уақытын қысқарту және модульдік бекітпелерді пайдалану принциптерін сақтаумен қатар, арматуралардың орналасу дәлдігін қамтамасыз ету қажет. Мысалы, қысу процесі кезінде дайындаманың позициялық дәлдігін қамтамасыз ету үшін жоғары дәлдіктегі орналастыру түйреуіштері мен орналастыру беттерін пайдалану арқылы қысу орнының ауытқуынан туындаған өлшемдік қателерді болдырмайды.

 

(II) Өңдеу орталықтарын қолмен және автоматты бағдарламалаудағы сандық есептеулер
Қолмен бағдарламалау немесе автоматты бағдарламалау болсын, сандық есептеулердің дәлдігі шешуші мәнге ие. Бағдарламалау процесінде ол құрал жолдарын есептеуді, координат нүктелерін анықтауды және т.б.. Мысалы, дөңгелек интерполяцияның траекториясын есептеу кезінде шеңбер центрінің координаталары немесе радиус қате есептелсе, ол сөзсіз өлшемдік ауытқуларды өңдеуге әкеледі. Күрделі пішінді бөлшектерді бағдарламалау үшін дәл үлгілеуді және құрал жолын жоспарлауды жүзеге асыру үшін жетілдірілген CAD/CAM бағдарламалық құралы қажет. Бағдарламалық құралды пайдалану кезінде модельдің геометриялық өлшемдерінің дәл болуы қамтамасыз етілуі керек, ал құрал-саймандардың құрастырылған жолдары мұқият тексеріліп, тексерілуі керек. Сонымен қатар, бағдарламашылардың берік математикалық негізі және бай бағдарламалау тәжірибесі болуы керек және бөлшектерді өңдеу талаптарына сәйкес бағдарламалау нұсқаулары мен параметрлерін дұрыс таңдай алуы керек. Мысалы, бұрғылау операцияларын бағдарламалағанда, бағдарламалау қателерінен туындаған өлшемдік қателерді болдырмау үшін бұрғылау тереңдігі мен тарту қашықтығы сияқты параметрлерді дәл орнату керек.

 

(III) Кесу элементтері және құралдың компенсациясы
Кесу жылдамдығы vc, беру жылдамдығы f және кесу тереңдігі ap өңдеу өлшемдік дәлдігіне айтарлықтай әсер етеді. Шамадан тыс кесу жылдамдығы құралдың тозуының күшеюіне әкелуі мүмкін, осылайша өңдеу дәлдігіне әсер етеді; шамадан тыс берілу жылдамдығы кесу күшін арттырып, дайындаманың деформациясын немесе құралдың дірілдеуін тудырып, өлшемдік ауытқуларға әкелуі мүмкін. Мысалы, қаттылығы жоғары легирленген болаттарды өңдеу кезінде кесу жылдамдығы тым жоғары таңдалса, аспаптың кесу жиегі тозуға бейім, өңделген өлшемді кішірейтеді. Ақылға қонымды кесу параметрлері дайындаманың материалы, құрал материалы және станоктың өнімділігі сияқты әртүрлі факторларды ескере отырып, жан-жақты анықталуы керек. Әдетте, оларды кесу сынақтары арқылы немесе тиісті кесу нұсқауларына сілтеме жасау арқылы таңдауға болады. Сонымен қатар, құралды өтеу де өңдеу дәлдігін қамтамасыз етудің маңызды құралы болып табылады. Өңдеу орталықтарында құрал тозуының орнын толтыру нақты уақытта құрал тозуынан туындаған өлшемдік өзгерістерді түзете алады. Операторлар құралдың тозуының нақты жағдайына сәйкес құралдың өтемақы мәнін дер кезінде реттеуі керек. Мысалы, бөлшектер партиясын үздіксіз өңдеу кезінде өңдеу өлшемдері жүйелі түрде өлшенеді. Өлшемдердің бірте-бірте ұлғаюы немесе азаюы анықталған кезде, келесі бөлшектерді өңдеу дәлдігін қамтамасыз ету үшін құралдың өтемақы мәні өзгертіледі.

 

(IV) Құрал параметрі
Құралды орнату дәлдігі өңдеу өлшемдерінің дәлдігіне тікелей байланысты. Құралдың баптау процесі – құрал мен дайындама арасындағы салыстырмалы позициялық қатынасты анықтау. Егер құралды орнату дұрыс болмаса, өңделген бөлшектерде міндетті түрде өлшемдік қателер пайда болады. Жоғары дәлдіктегі жиекті анықтау құралын таңдау құралды орнату дәлдігін жақсартудың маңызды шараларының бірі болып табылады. Мысалы, оптикалық жиекті анықтағышты пайдалану арқылы құралдың орны мен дайындаманың шетін ±0,005 мм дәлдікпен дәл анықтауға болады. Автоматты құрал баптауышпен жабдықталған өңдеу орталықтары үшін оның функцияларын құралды жылдам және дәл орнатуға қол жеткізу үшін толық пайдалануға болады. Құралды орнату жұмысы кезінде қоқыстың құралды орнату дәлдігіне әсерін болдырмау үшін құралды орнату ортасының тазалығына да назар аудару керек. Сонымен қатар, операторлар құралды орнатудың жұмыс процедураларын қатаң сақтауы керек және құралды орнату қатесін азайту үшін бірнеше өлшемдерді алып, орташа мәнді есептеу керек.

 

III. Қайталанбайтын факторлар

 

(I) Өңдеуден кейінгі дайындамаларды салқындату деформациясы
Өңдеу процесінде дайындамалар жылу шығарады және өңдеуден кейін салқындату кезінде термиялық кеңею және қысқару әсерінен деформацияланады. Бұл құбылыс металды өңдеуде жиі кездеседі және оны толығымен болдырмау қиын. Мысалы, кейбір ірі алюминий қорытпасының құрылымдық бөліктері үшін өңдеу кезінде пайда болатын жылу салыстырмалы түрде жоғары, ал салқындағаннан кейін өлшемдердің кішіреюі айқын болады. Салқындату деформациясының өлшемдік дәлдікке әсерін азайту үшін өңдеу процесінде салқындатқышты орынды пайдалануға болады. Салқындатқыш тек кесу температурасын және құралдың тозуын азайтып қана қоймайды, сонымен қатар дайындаманы біркелкі салқындатады және термиялық деформация дәрежесін азайтады. Салқындатқышты таңдаған кезде ол дайындаманың материалына және өңдеу процесінің талаптарына негізделуі керек. Мысалы, алюминий бөлшектерін өңдеу үшін жақсы салқындату және майлау қасиеттері бар арнайы алюминий қорытпасынан кесетін сұйықтықты таңдауға болады. Сонымен қатар, жердегі өлшеуді орындаған кезде салқындату уақытының дайындаманың өлшеміне әсерін толығымен ескеру керек. Әдетте өлшеуді дайындама бөлме температурасына дейін салқындағаннан кейін жүргізу керек немесе салқындату процесіндегі өлшемдік өзгерістерді бағалауға болады және эмпирикалық деректерге сәйкес өлшеу нәтижелерін түзетуге болады.

 

(II) Өңдеу орталығының өзінің тұрақтылығы

 

Механикалық аспектілер
Сервоқозғалтқыш пен бұранда арасындағы босату: Сервоқозғалтқыш пен бұранда арасындағы байланыстың босауы беріліс дәлдігінің төмендеуіне әкеледі. Өңдеу процесінде қозғалтқыш айналғанда, босаған қосылым бұранданың айналуының артта қалуына немесе біркелкі болмауына әкеледі, осылайша құралдың қозғалыс траекториясы идеалды жағдайдан ауытқиды және өлшемдік қателіктерге әкеледі. Мысалы, жоғары дәлдіктегі контурды өңдеу кезінде бұл қопсыту өңделген контурдың пішінінде ауытқуларды тудыруы мүмкін, мысалы, түзулік пен дөңгелектілік бойынша талаптарды сақтамау. Сервоқозғалтқыш пен бұранда арасындағы байланыс болттарын үнемі тексеріп, қатайту - мұндай ақаулардың алдын алудың негізгі шарасы. Сонымен қатар, қосылымның сенімділігін арттыру үшін бос жаңғақтарды немесе жіпті бекітетін құралдарды пайдалануға болады.

 

Шарлы бұрандалы мойынтіректердің немесе гайкалардың тозуы: шарикті бұранда өңдеу орталығында нақты қозғалысты жүзеге асырудың маңызды құрамдас бөлігі болып табылады және оның мойынтіректерінің немесе гайкаларының тозуы бұранданың беріліс дәлдігіне әсер етеді. Тозу күшейген сайын бұранданың саңылауы бірте-бірте артып, қозғалыс процесінде құралдың ретсіз қозғалуына әкеледі. Мысалы, осьтік кесу кезінде бұрандалы гайканың тозуы құралдың осьтік бағытта орналасуын дәл емес етеді, нәтижесінде өңделген бөліктің ұзындығында өлшемдік қателер пайда болады. Бұл тозуды азайту үшін бұранданың жақсы майлануын қамтамасыз ету керек, ал майлау майды үнемі ауыстырып отыру керек. Сонымен қатар, шарикті бұранданың дәлдігін жүйелі түрде анықтау керек, ал тозу рұқсат етілген диапазоннан асып кеткенде, мойынтіректерді немесе гайкаларды уақтылы ауыстыру керек.

 

Бұранда мен гайка арасындағы майлаудың жеткіліксіздігі: Майлаудың жеткіліксіздігі бұранда мен гайка арасындағы үйкелісті арттырады, бұл бөлшектердің тозуын тездетіп қана қоймайды, сонымен қатар қозғалыстың біркелкі кедергісін тудырады және өңдеу дәлдігіне әсер етеді. Өңдеу процесінде сырғанау құбылысы орын алуы мүмкін, яғни төмен жылдамдықпен қозғалған кезде құралда үзік-үзік үзілістер мен секірулер болады, бұл өңделген беттің сапасын нашарлатады және өлшемдік дәлдікке кепілдік беру қиынға соғады. Станоктың пайдалану нұсқаулығына сәйкес, бұранда мен гайка жақсы майлау күйінде болуын қамтамасыз ету үшін майлау майын немесе майлауды үнемі тексеріп, толықтырып отыру керек. Сонымен қатар, майлау әсерін жақсарту және үйкелісті азайту үшін өнімділігі жоғары майлау өнімдерін таңдауға болады.

 

Электрлік аспектілер
Сервомотордың істен шығуы: сервомотордың істен шығуы құралдың қозғалысын басқаруға тікелей әсер етеді. Мысалы, қозғалтқыш орамасының қысқа тұйықталуы немесе ашық тұйықталуы қозғалтқыштың қалыпты жұмыс істеуіне немесе тұрақсыз шығыс моментіне ие болуына әкеліп соғады, бұл құралды алдын ала белгіленген траектория бойынша қозғала алмайды және өлшемдік қателіктерге әкеледі. Сонымен қатар, қозғалтқыштың кодер ақаулығы позицияның кері сигналының дәлдігіне әсер етіп, станокты басқару жүйесінің құралдың орнын дәл басқара алмайтындығына әкеледі. Сервоқозғалтқышқа жүйелі түрде техникалық қызмет көрсету, оның ішінде қозғалтқыштың электрлік параметрлерін тексеру, қозғалтқыштың салқындатқыш желдеткішін тазалау, шифрлағыштың жұмыс күйін анықтау және т.б., ықтимал ақаулық қауіптерді дер кезінде анықтау және жою қажет.

 

Тор шкаласының ішіндегі кір: тор шкаласы құралдың орнын және қозғалысын өлшеу үшін өңдеу орталығында қолданылатын маңызды сенсор болып табылады. Егер тор шкаласының ішінде кір болса, ол тор шкаласының көрсеткіштерінің дәлдігіне әсер етеді, осылайша станокты басқару жүйесі дұрыс емес орналасу ақпаратын алады және өңдеу өлшемдерінің ауытқуларына әкеледі. Мысалы, жоғары дәлдіктегі саңылау жүйелерін өңдеу кезінде тор шкаласының қателігіне байланысты саңылаулардың орналасу дәлдігі рұқсат етілгеннен асып кетуі мүмкін. Тор шкаласын жүйелі түрде тазалау және техникалық қызмет көрсету, арнайы тазалау құралдары мен тазартқыштарды пайдаланып, тор шкаласына зақым келтірмеу үшін дұрыс жұмыс процедураларын сақтау керек.

 

Сервокүшейткіштің істен шығуы: Сервокүшейткіштің функциясы басқару жүйесі шығарған пәрмен сигналын күшейту, содан кейін сервоқозғалтқышты жұмысқа қосу. Сервокүшейткіш істен шыққанда, мысалы, қуат түтігі зақымдалғанда немесе күшейту коэффициенті қалыптан тыс болса, ол сервоқозғалтқышты тұрақсыз жұмыс істеп, өңдеу дәлдігіне әсер етеді. Мысалы, ол қозғалтқыштың айналу жылдамдығының ауытқуын тудыруы мүмкін, кесу процесі кезінде құралдың берілу жылдамдығын біркелкі емес етіп, өңделген бөліктің бетінің кедір-бұдырын жоғарылатады және өлшем дәлдігін төмендетеді. Станоктың электр ақауларын анықтау және жөндеудің тамаша механизмі құрылуы керек және серво күшейткіш сияқты электр компоненттерінің ақауларын уақтылы диагностикалау және жөндеу үшін кәсіби электр жөндеу персоналы жабдықталуы керек.

 

IV. Қорытынды
Өңдеу орталықтарының өңдеу өлшемдерінің дәлдігіне әсер ететін көптеген факторлар бар. Өңдеу процестері, бағдарламалаудағы сандық есептеулер, кесу элементтері және құралды орнату сияқты болдырмауға болатын факторларды технологиялық схемаларды оңтайландыру, бағдарламалау деңгейлерін жақсарту, кесу параметрлерін орынды таңдау және құралдарды дәл орнату арқылы тиімді басқаруға болады. Дайындаманы салқындату деформациясы және станоктың тұрақтылығы сияқты қайтымсыз факторларды толығымен жою қиын болса да, олардың өңдеу дәлдігіне әсерін салқындатқыш сұйықтықты пайдалану, тұрақты техникалық қызмет көрсету және станоктың ақауларын анықтау және жөндеу сияқты технологиялық шараларды қолдану арқылы азайтуға болады. Нақты өндіріс процесінде өңдеу орталықтарының операторлары мен техникалық менеджерлері осы әсер ететін факторларды толық түсініп, өңдеу орталықтарының өңдеу өлшемдерінің дәлдігін үздіксіз жақсарту, өнім сапасының талаптарға сай болуын қамтамасыз ету және кәсіпорындардың нарықтағы бәсекеге қабілеттілігін арттыру үшін алдын алу және бақылау бойынша мақсатты шараларды қабылдауы керек.