Metode za procjenu tačnosti vertikalnih obradnih centara
U oblasti mehaničke obrade, tačnost vertikalnih obradnih centara je od ključne važnosti za kvalitet obrade. Kao operater, tačna procjena njihove tačnosti je ključni korak u osiguravanju efekta obrade. U nastavku će biti detaljnije opisane metode za procjenu tačnosti vertikalnih obradnih centara.
Određivanje srodnih elemenata ispitnog uzorka
Materijali, alati i parametri rezanja ispitnog komada
Izbor materijala za ispitne dijelove, alata i parametara rezanja direktno utiče na procjenu tačnosti. Ovi elementi se obično određuju prema dogovoru između fabrike proizvođača i korisnika i potrebno ih je pravilno evidentirati.
Što se tiče brzine rezanja, ona iznosi približno 50 m/min za dijelove od lijevanog željeza; dok je za dijelove od aluminija približno 300 m/min. Odgovarajuća brzina pomaka je otprilike unutar (0,05 – 0,10) mm/zub. Što se tiče dubine rezanja, radijalna dubina rezanja za sve operacije glodanja treba biti 0,2 mm. Razuman odabir ovih parametara je osnova za naknadnu tačnu procjenu tačnosti. Na primjer, previsoka brzina rezanja može dovesti do povećanog trošenja alata i uticati na tačnost obrade; nepravilna brzina pomaka može uzrokovati da hrapavost površine obrađenog dijela ne ispunjava zahtjeve.
Izbor materijala za ispitne dijelove, alata i parametara rezanja direktno utiče na procjenu tačnosti. Ovi elementi se obično određuju prema dogovoru između fabrike proizvođača i korisnika i potrebno ih je pravilno evidentirati.
Što se tiče brzine rezanja, ona iznosi približno 50 m/min za dijelove od lijevanog željeza; dok je za dijelove od aluminija približno 300 m/min. Odgovarajuća brzina pomaka je otprilike unutar (0,05 – 0,10) mm/zub. Što se tiče dubine rezanja, radijalna dubina rezanja za sve operacije glodanja treba biti 0,2 mm. Razuman odabir ovih parametara je osnova za naknadnu tačnu procjenu tačnosti. Na primjer, previsoka brzina rezanja može dovesti do povećanog trošenja alata i uticati na tačnost obrade; nepravilna brzina pomaka može uzrokovati da hrapavost površine obrađenog dijela ne ispunjava zahtjeve.
Fiksiranje ispitnog komada
Način pričvršćivanja ispitnog komada direktno je povezan sa stabilnošću tokom obrade. Ispitni komad treba biti praktično instaliran na posebnom uređaju kako bi se osigurala maksimalna stabilnost alata i uređaja. Površine za ugradnju uređaja i ispitnog komada moraju biti ravne, što je preduslov za osiguranje tačnosti obrade. Istovremeno, treba provjeriti paralelnost između površine za ugradnju ispitnog komada i stezne površine uređaja.
Što se tiče metode stezanja, treba koristiti odgovarajući način kako bi alat mogao prodrijeti i obraditi punu dužinu središnjeg otvora. Na primjer, preporučuje se korištenje upuštenih vijaka za pričvršćivanje ispitnog uzorka, što može efikasno izbjeći interferenciju između alata i vijaka. Naravno, mogu se odabrati i druge ekvivalentne metode. Ukupna visina ispitnog uzorka ovisi o odabranoj metodi pričvršćivanja. Odgovarajuća visina može osigurati stabilnost položaja ispitnog uzorka tokom procesa obrade i smanjiti odstupanje tačnosti uzrokovano faktorima kao što su vibracije.
Način pričvršćivanja ispitnog komada direktno je povezan sa stabilnošću tokom obrade. Ispitni komad treba biti praktično instaliran na posebnom uređaju kako bi se osigurala maksimalna stabilnost alata i uređaja. Površine za ugradnju uređaja i ispitnog komada moraju biti ravne, što je preduslov za osiguranje tačnosti obrade. Istovremeno, treba provjeriti paralelnost između površine za ugradnju ispitnog komada i stezne površine uređaja.
Što se tiče metode stezanja, treba koristiti odgovarajući način kako bi alat mogao prodrijeti i obraditi punu dužinu središnjeg otvora. Na primjer, preporučuje se korištenje upuštenih vijaka za pričvršćivanje ispitnog uzorka, što može efikasno izbjeći interferenciju između alata i vijaka. Naravno, mogu se odabrati i druge ekvivalentne metode. Ukupna visina ispitnog uzorka ovisi o odabranoj metodi pričvršćivanja. Odgovarajuća visina može osigurati stabilnost položaja ispitnog uzorka tokom procesa obrade i smanjiti odstupanje tačnosti uzrokovano faktorima kao što su vibracije.
Dimenzije ispitnog komada
Nakon više operacija rezanja, vanjske dimenzije ispitnog uzorka će se smanjiti, a promjer rupe će se povećati. Prilikom prijemne kontrole, kako bi se precizno odrazila tačnost rezanja obradnog centra, preporučuje se odabir konačnih dimenzija ispitnog uzorka za konturnu obradu koje će biti u skladu s onima navedenim u standardu. Ispitni uzorak se može više puta koristiti u ispitivanjima rezanja, ali njegove specifikacije trebaju biti unutar ±10% karakterističnih dimenzija datih standardom. Kada se ispitni uzorak ponovo koristi, treba izvršiti tankoslojno rezanje kako bi se očistile sve površine prije provođenja novog testa preciznog rezanja. Ovo može eliminirati utjecaj ostataka iz prethodne obrade i učiniti da svaki rezultat testa preciznije odražava trenutni status tačnosti obradnog centra.
Nakon više operacija rezanja, vanjske dimenzije ispitnog uzorka će se smanjiti, a promjer rupe će se povećati. Prilikom prijemne kontrole, kako bi se precizno odrazila tačnost rezanja obradnog centra, preporučuje se odabir konačnih dimenzija ispitnog uzorka za konturnu obradu koje će biti u skladu s onima navedenim u standardu. Ispitni uzorak se može više puta koristiti u ispitivanjima rezanja, ali njegove specifikacije trebaju biti unutar ±10% karakterističnih dimenzija datih standardom. Kada se ispitni uzorak ponovo koristi, treba izvršiti tankoslojno rezanje kako bi se očistile sve površine prije provođenja novog testa preciznog rezanja. Ovo može eliminirati utjecaj ostataka iz prethodne obrade i učiniti da svaki rezultat testa preciznije odražava trenutni status tačnosti obradnog centra.
Pozicioniranje ispitnog komada
Ispitni komad treba biti postavljen u srednji položaj X hoda vertikalnog obradnog centra i na odgovarajući položaj duž Y i Z osa, pogodan za pozicioniranje ispitnog komada i pribora, kao i dužinu alata. Međutim, kada postoje posebni zahtjevi za položaj pozicioniranja ispitnog komada, oni trebaju biti jasno navedeni u sporazumu između fabrike proizvođača i korisnika. Ispravno pozicioniranje može osigurati tačan relativni položaj između alata i ispitnog komada tokom procesa obrade, čime se efikasno osigurava tačnost obrade. Ako je ispitni komad neprecizno pozicioniran, to može dovesti do problema kao što su odstupanje dimenzija obrade i greške u obliku. Na primjer, odstupanje od centralnog položaja u X smjeru može uzrokovati greške u dimenzijama u smjeru dužine obrađenog obratka; nepravilno pozicioniranje duž Y i Z osa može utjecati na tačnost obratka u smjeru visine i širine.
Ispitni komad treba biti postavljen u srednji položaj X hoda vertikalnog obradnog centra i na odgovarajući položaj duž Y i Z osa, pogodan za pozicioniranje ispitnog komada i pribora, kao i dužinu alata. Međutim, kada postoje posebni zahtjevi za položaj pozicioniranja ispitnog komada, oni trebaju biti jasno navedeni u sporazumu između fabrike proizvođača i korisnika. Ispravno pozicioniranje može osigurati tačan relativni položaj između alata i ispitnog komada tokom procesa obrade, čime se efikasno osigurava tačnost obrade. Ako je ispitni komad neprecizno pozicioniran, to može dovesti do problema kao što su odstupanje dimenzija obrade i greške u obliku. Na primjer, odstupanje od centralnog položaja u X smjeru može uzrokovati greške u dimenzijama u smjeru dužine obrađenog obratka; nepravilno pozicioniranje duž Y i Z osa može utjecati na tačnost obratka u smjeru visine i širine.
Specifične stavke detekcije i metode obrade, tačnost
Detekcija dimenzijske tačnosti
Tačnost linearnih dimenzija
Koristite mjerne alate (kao što su kaliperi, mikrometri itd.) za mjerenje linearnih dimenzija obrađenog ispitnog uzorka. Na primjer, izmjerite dužinu, širinu, visinu i ostale dimenzije obratka i uporedite ih s projektovanim dimenzijama. Za obradne centre s visokim zahtjevima za tačnost, odstupanje dimenzija treba kontrolirati u vrlo malom rasponu, uglavnom na nivou mikrona. Mjerenjem linearnih dimenzija u više smjerova, tačnost pozicioniranja obradnog centra u osama X, Y i Z može se sveobuhvatno procijeniti.
Tačnost linearnih dimenzija
Koristite mjerne alate (kao što su kaliperi, mikrometri itd.) za mjerenje linearnih dimenzija obrađenog ispitnog uzorka. Na primjer, izmjerite dužinu, širinu, visinu i ostale dimenzije obratka i uporedite ih s projektovanim dimenzijama. Za obradne centre s visokim zahtjevima za tačnost, odstupanje dimenzija treba kontrolirati u vrlo malom rasponu, uglavnom na nivou mikrona. Mjerenjem linearnih dimenzija u više smjerova, tačnost pozicioniranja obradnog centra u osama X, Y i Z može se sveobuhvatno procijeniti.
Tačnost prečnika rupe
Za obrađene rupe, alati poput mjerača unutrašnjeg promjera i koordinatnih mjernih mašina mogu se koristiti za određivanje promjera rupe. Tačnost promjera rupe uključuje ne samo zahtjev da veličina promjera ispunjava zahtjeve, već i pokazatelje poput cilindričnosti. Ako je odstupanje promjera rupe preveliko, to može biti uzrokovano faktorima kao što su habanje alata i radijalno odstupanje vretena.
Za obrađene rupe, alati poput mjerača unutrašnjeg promjera i koordinatnih mjernih mašina mogu se koristiti za određivanje promjera rupe. Tačnost promjera rupe uključuje ne samo zahtjev da veličina promjera ispunjava zahtjeve, već i pokazatelje poput cilindričnosti. Ako je odstupanje promjera rupe preveliko, to može biti uzrokovano faktorima kao što su habanje alata i radijalno odstupanje vretena.
Detekcija tačnosti oblika
Detekcija ravnosti
Koristite instrumente poput libela i optičkih ravni za detekciju ravnosti obrađene ravni. Postavite libelu na obrađenu ravan i odredite grešku ravnosti posmatrajući promjenu položaja mjehurića. Za visokopreciznu obradu, greška ravnosti treba biti izuzetno mala, u suprotnom će uticati na naknadnu montažu i druge procese. Na primjer, prilikom obrade vodilica alatnih mašina i drugih ravni, zahtjev za ravnošću je izuzetno visok. Ako prekorači dozvoljenu grešku, to će uzrokovati nestabilno kretanje pokretnih dijelova na vodilicama.
Detekcija ravnosti
Koristite instrumente poput libela i optičkih ravni za detekciju ravnosti obrađene ravni. Postavite libelu na obrađenu ravan i odredite grešku ravnosti posmatrajući promjenu položaja mjehurića. Za visokopreciznu obradu, greška ravnosti treba biti izuzetno mala, u suprotnom će uticati na naknadnu montažu i druge procese. Na primjer, prilikom obrade vodilica alatnih mašina i drugih ravni, zahtjev za ravnošću je izuzetno visok. Ako prekorači dozvoljenu grešku, to će uzrokovati nestabilno kretanje pokretnih dijelova na vodilicama.
Detekcija zaobljenosti
Za obradu kružnih kontura (kao što su cilindri, konusi itd.) može se koristiti tester kružnosti. Greška kružnosti odražava stanje tačnosti obradnog centra tokom rotacije. Faktori kao što su tačnost rotacije vretena i radijalno odstupanje alata uticaće na kružnost. Ako je greška kružnosti prevelika, može dovesti do neravnoteže tokom rotacije mehaničkih dijelova i uticati na normalan rad opreme.
Za obradu kružnih kontura (kao što su cilindri, konusi itd.) može se koristiti tester kružnosti. Greška kružnosti odražava stanje tačnosti obradnog centra tokom rotacije. Faktori kao što su tačnost rotacije vretena i radijalno odstupanje alata uticaće na kružnost. Ako je greška kružnosti prevelika, može dovesti do neravnoteže tokom rotacije mehaničkih dijelova i uticati na normalan rad opreme.
Detekcija tačnosti pozicije
Detekcija paralelizma
Detekcija paralelnosti između obrađenih površina ili između rupa i površina. Na primjer, za mjerenje paralelnosti između dvije ravni, može se koristiti komparator. Fiksirajte komparator na vreteno, dovedite glavu komparatora u kontakt s izmjerenom ravninom, pomaknite radni stol i promatrajte promjenu očitavanja komparatora. Prekomjerna greška paralelnosti može biti uzrokovana faktorima kao što su greška ravnosti vodilice i nagib radnog stola.
Detekcija paralelizma
Detekcija paralelnosti između obrađenih površina ili između rupa i površina. Na primjer, za mjerenje paralelnosti između dvije ravni, može se koristiti komparator. Fiksirajte komparator na vreteno, dovedite glavu komparatora u kontakt s izmjerenom ravninom, pomaknite radni stol i promatrajte promjenu očitavanja komparatora. Prekomjerna greška paralelnosti može biti uzrokovana faktorima kao što su greška ravnosti vodilice i nagib radnog stola.
Detekcija perpendikularnosti
Detekcija okomitosti između obrađenih površina ili između rupa i površine pomoću alata kao što su kutomjeri i instrumenti za mjerenje okomitosti. Na primjer, prilikom obrade dijelova kutijastog tipa, okomitost između različitih površina kutije ima važan utjecaj na montažu i performanse upotrebe dijelova. Greška okomitosti može biti uzrokovana odstupanjem okomitosti između koordinatnih osa alatne mašine.
Detekcija okomitosti između obrađenih površina ili između rupa i površine pomoću alata kao što su kutomjeri i instrumenti za mjerenje okomitosti. Na primjer, prilikom obrade dijelova kutijastog tipa, okomitost između različitih površina kutije ima važan utjecaj na montažu i performanse upotrebe dijelova. Greška okomitosti može biti uzrokovana odstupanjem okomitosti između koordinatnih osa alatne mašine.
Evaluacija dinamičke tačnosti
Detekcija vibracija
Tokom procesa obrade, koristite senzore vibracija za detekciju vibracija obradnog centra. Vibracije mogu dovesti do problema kao što su povećana hrapavost površine obrađenog dijela i ubrzano trošenje alata. Analizom frekvencije i amplitude vibracija moguće je utvrditi da li postoje abnormalni izvori vibracija, kao što su neuravnoteženi rotirajući dijelovi i labave komponente. Kod visokopreciznih obradnih centara, amplituda vibracija treba biti kontrolisana na vrlo niskom nivou kako bi se osigurala stabilnost tačnosti obrade.
Tokom procesa obrade, koristite senzore vibracija za detekciju vibracija obradnog centra. Vibracije mogu dovesti do problema kao što su povećana hrapavost površine obrađenog dijela i ubrzano trošenje alata. Analizom frekvencije i amplitude vibracija moguće je utvrditi da li postoje abnormalni izvori vibracija, kao što su neuravnoteženi rotirajući dijelovi i labave komponente. Kod visokopreciznih obradnih centara, amplituda vibracija treba biti kontrolisana na vrlo niskom nivou kako bi se osigurala stabilnost tačnosti obrade.
Detekcija termičke deformacije
Obradni centar će tokom dugotrajnog rada generirati toplinu, što će uzrokovati termičku deformaciju. Koristite temperaturne senzore za mjerenje promjena temperature ključnih komponenti (kao što su vreteno i vodilica) i kombinirajte ih s mjernim instrumentima kako biste otkrili promjenu u tačnosti obrade. Termička deformacija može dovesti do postepenih promjena u dimenzijama obrade. Na primjer, izduživanje vretena pod visokom temperaturom može uzrokovati odstupanja dimenzija u aksijalnom smjeru obrađenog obratka. Kako bi se smanjio utjecaj termičke deformacije na tačnost, neki napredni obradni centri opremljeni su sistemima za hlađenje za kontrolu temperature.
Obradni centar će tokom dugotrajnog rada generirati toplinu, što će uzrokovati termičku deformaciju. Koristite temperaturne senzore za mjerenje promjena temperature ključnih komponenti (kao što su vreteno i vodilica) i kombinirajte ih s mjernim instrumentima kako biste otkrili promjenu u tačnosti obrade. Termička deformacija može dovesti do postepenih promjena u dimenzijama obrade. Na primjer, izduživanje vretena pod visokom temperaturom može uzrokovati odstupanja dimenzija u aksijalnom smjeru obrađenog obratka. Kako bi se smanjio utjecaj termičke deformacije na tačnost, neki napredni obradni centri opremljeni su sistemima za hlađenje za kontrolu temperature.
Razmatranje tačnosti repozicioniranja
Poređenje tačnosti višestruke obrade istog ispitnog uzorka
Višekratnom obradom istog ispitnog uzorka i korištenjem gore navedenih metoda detekcije za mjerenje tačnosti svakog obrađenog ispitnog uzorka. Posmatrajte ponovljivost indikatora kao što su dimenzijska tačnost, tačnost oblika i tačnost položaja. Ako je tačnost ponovnog pozicioniranja loša, to može dovesti do nestabilnog kvaliteta serijski obrađenih obratka. Na primjer, kod obrade kalupa, ako je tačnost ponovnog pozicioniranja niska, to može uzrokovati da dimenzije šupljine kalupa budu nedosljedne, što utiče na performanse upotrebe kalupa.
Višekratnom obradom istog ispitnog uzorka i korištenjem gore navedenih metoda detekcije za mjerenje tačnosti svakog obrađenog ispitnog uzorka. Posmatrajte ponovljivost indikatora kao što su dimenzijska tačnost, tačnost oblika i tačnost položaja. Ako je tačnost ponovnog pozicioniranja loša, to može dovesti do nestabilnog kvaliteta serijski obrađenih obratka. Na primjer, kod obrade kalupa, ako je tačnost ponovnog pozicioniranja niska, to može uzrokovati da dimenzije šupljine kalupa budu nedosljedne, što utiče na performanse upotrebe kalupa.
Zaključno, kao operater, da bi sveobuhvatno i precizno procijenio tačnost vertikalnih obradnih centara, potrebno je početi od više aspekata kao što su priprema ispitnih uzoraka (uključujući materijale, alate, parametre rezanja, pričvršćivanje i dimenzije), pozicioniranje ispitnih uzoraka, detekcija različitih elemenata tačnosti obrade (dimenzionalna tačnost, tačnost oblika, tačnost položaja), procjena dinamičke tačnosti i razmatranje tačnosti ponovnog pozicioniranja. Samo na taj način obradni centar može ispuniti zahtjeve tačnosti obrade tokom proizvodnog procesa i proizvoditi visokokvalitetne mehaničke dijelove.