Metode za procjenu točnosti vertikalnih obradnih centara
U području mehaničke obrade, točnost vertikalnih obradnih centara od ključne je važnosti za kvalitetu obrade. Kao operater, točna procjena njihove točnosti ključni je korak u osiguravanju učinka obrade. U nastavku će se detaljnije opisati metode za procjenu točnosti vertikalnih obradnih centara.
Određivanje srodnih elemenata ispitnog uzorka
Materijali, alati i parametri rezanja ispitnog komada
Odabir materijala ispitnog komada, alata i parametara rezanja izravno utječe na procjenu točnosti. Ti se elementi obično određuju prema dogovoru između tvornice proizvodnje i korisnika te ih je potrebno pravilno zabilježiti.
Što se tiče brzine rezanja, ona iznosi približno 50 m/min za dijelove od lijevanog željeza; dok je za aluminijske dijelove 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 trebala bi biti 0,2 mm. Razuman odabir ovih parametara osnova je za naknadnu točnu procjenu točnosti. Na primjer, previsoka brzina rezanja može dovesti do povećanog trošenja alata i utjecati na točnost obrade; nepravilna brzina pomaka može uzrokovati da hrapavost površine obrađenog dijela ne zadovoljava zahtjeve.
Odabir materijala ispitnog komada, alata i parametara rezanja izravno utječe na procjenu točnosti. Ti se elementi obično određuju prema dogovoru između tvornice proizvodnje i korisnika te ih je potrebno pravilno zabilježiti.
Što se tiče brzine rezanja, ona iznosi približno 50 m/min za dijelove od lijevanog željeza; dok je za aluminijske dijelove 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 trebala bi biti 0,2 mm. Razuman odabir ovih parametara osnova je za naknadnu točnu procjenu točnosti. Na primjer, previsoka brzina rezanja može dovesti do povećanog trošenja alata i utjecati na točnost obrade; nepravilna brzina pomaka može uzrokovati da hrapavost površine obrađenog dijela ne zadovoljava zahtjeve.
Fiksiranje ispitnog komada
Način pričvršćivanja ispitnog uzorka izravno je povezan sa stabilnošću tijekom obrade. Ispitni uzorak treba biti prikladno postavljen na posebnu armaturu kako bi se osigurala maksimalna stabilnost alata i armature. Površine za postavljanje armature i ispitnog uzorka moraju biti ravne, što je preduvjet za osiguranje točnosti obrade. Istovremeno, treba provjeriti paralelnost između površine za postavljanje ispitnog uzorka i stezne površine armature.
Što se tiče metode stezanja, treba koristiti odgovarajući način kako bi alat mogao prodrijeti i obraditi cijelu duljinu središnjeg otvora. Na primjer, preporučuje se korištenje upuštenih vijaka za pričvršćivanje ispitnog uzorka, što može učinkovito 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 tijekom procesa obrade i smanjiti odstupanje točnosti uzrokovano čimbenicima poput vibracija.
Način pričvršćivanja ispitnog uzorka izravno je povezan sa stabilnošću tijekom obrade. Ispitni uzorak treba biti prikladno postavljen na posebnu armaturu kako bi se osigurala maksimalna stabilnost alata i armature. Površine za postavljanje armature i ispitnog uzorka moraju biti ravne, što je preduvjet za osiguranje točnosti obrade. Istovremeno, treba provjeriti paralelnost između površine za postavljanje ispitnog uzorka i stezne površine armature.
Što se tiče metode stezanja, treba koristiti odgovarajući način kako bi alat mogao prodrijeti i obraditi cijelu duljinu središnjeg otvora. Na primjer, preporučuje se korištenje upuštenih vijaka za pričvršćivanje ispitnog uzorka, što može učinkovito 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 tijekom procesa obrade i smanjiti odstupanje točnosti uzrokovano čimbenicima poput vibracija.
Dimenzije ispitnog komada
Nakon više operacija rezanja, vanjske dimenzije ispitnog uzorka će se smanjiti, a promjer rupe će se povećati. Prilikom korištenja za kontrolu prihvatljivosti, kako bi se točno odrazila točnost rezanja obradnog centra, preporučuje se odabrati konačne dimenzije ispitnog uzorka za konturnu obradu koje će biti u skladu s onima navedenima u standardu. Ispitni uzorak se može više puta koristiti u ispitivanjima rezanja, ali njegove specifikacije trebaju biti unutar ±10% karakterističnih dimenzija danih standardom. Kada se ispitni uzorak ponovno koristi, treba provesti tankoslojno rezanje kako bi se očistile sve površine prije provođenja novog ispitivanja preciznog rezanja. To može eliminirati utjecaj ostataka iz prethodne obrade i učiniti da svaki rezultat ispitivanja točnije odražava trenutni status točnosti obradnog centra.
Nakon više operacija rezanja, vanjske dimenzije ispitnog uzorka će se smanjiti, a promjer rupe će se povećati. Prilikom korištenja za kontrolu prihvatljivosti, kako bi se točno odrazila točnost rezanja obradnog centra, preporučuje se odabrati konačne dimenzije ispitnog uzorka za konturnu obradu koje će biti u skladu s onima navedenima u standardu. Ispitni uzorak se može više puta koristiti u ispitivanjima rezanja, ali njegove specifikacije trebaju biti unutar ±10% karakterističnih dimenzija danih standardom. Kada se ispitni uzorak ponovno koristi, treba provesti tankoslojno rezanje kako bi se očistile sve površine prije provođenja novog ispitivanja preciznog rezanja. To može eliminirati utjecaj ostataka iz prethodne obrade i učiniti da svaki rezultat ispitivanja točnije odražava trenutni status točnosti obradnog centra.
Pozicioniranje ispitnog komada
Ispitni komad treba postaviti u srednji položaj X hoda vertikalnog obradnog centra i na odgovarajući položaj duž osi Y i Z, prikladan za pozicioniranje ispitnog komada i pričvrsnog elementa, kao i duljinu alata. Međutim, kada postoje posebni zahtjevi za položaj pozicioniranja ispitnog komada, oni trebaju biti jasno navedeni u ugovoru između tvornice proizvođača i korisnika. Ispravno pozicioniranje može osigurati točan relativni položaj između alata i ispitnog komada tijekom procesa obrade, čime se učinkovito osigurava točnost obrade. Ako je ispitni komad netočno pozicioniran, to može dovesti do problema kao što su odstupanje dimenzija obrade i pogreške oblika. Na primjer, odstupanje od središnjeg položaja u smjeru X može uzrokovati pogreške dimenzija u smjeru duljine obrađenog obratka; nepravilno pozicioniranje duž osi Y i Z može utjecati na točnost obratka u smjeru visine i širine.
Ispitni komad treba postaviti u srednji položaj X hoda vertikalnog obradnog centra i na odgovarajući položaj duž osi Y i Z, prikladan za pozicioniranje ispitnog komada i pričvrsnog elementa, kao i duljinu alata. Međutim, kada postoje posebni zahtjevi za položaj pozicioniranja ispitnog komada, oni trebaju biti jasno navedeni u ugovoru između tvornice proizvođača i korisnika. Ispravno pozicioniranje može osigurati točan relativni položaj između alata i ispitnog komada tijekom procesa obrade, čime se učinkovito osigurava točnost obrade. Ako je ispitni komad netočno pozicioniran, to može dovesti do problema kao što su odstupanje dimenzija obrade i pogreške oblika. Na primjer, odstupanje od središnjeg položaja u smjeru X može uzrokovati pogreške dimenzija u smjeru duljine obrađenog obratka; nepravilno pozicioniranje duž osi Y i Z može utjecati na točnost obratka u smjeru visine i širine.
Specifične stavke detekcije i metode obrade točnosti
Detekcija dimenzijske točnosti
Točnost linearnih dimenzija
Za mjerenje linearnih dimenzija obrađenog ispitnog uzorka koristite mjerne alate (kao što su čeljusti, mikrometri itd.). Na primjer, izmjerite duljinu, širinu, visinu i ostale dimenzije obratka i usporedite ih s projektiranim dimenzijama. Za obradne centre s visokim zahtjevima za točnošću, odstupanje dimenzija treba kontrolirati unutar vrlo malog raspona, općenito na razini mikrona. Mjerenjem linearnih dimenzija u više smjerova, točnost pozicioniranja obradnog centra u osima X, Y i Z može se sveobuhvatno procijeniti.
Točnost linearnih dimenzija
Za mjerenje linearnih dimenzija obrađenog ispitnog uzorka koristite mjerne alate (kao što su čeljusti, mikrometri itd.). Na primjer, izmjerite duljinu, širinu, visinu i ostale dimenzije obratka i usporedite ih s projektiranim dimenzijama. Za obradne centre s visokim zahtjevima za točnošću, odstupanje dimenzija treba kontrolirati unutar vrlo malog raspona, općenito na razini mikrona. Mjerenjem linearnih dimenzija u više smjerova, točnost pozicioniranja obradnog centra u osima X, Y i Z može se sveobuhvatno procijeniti.
Točnost promjera rupe
Za obrađene rupe mogu se koristiti alati poput mjerača unutarnjeg promjera i koordinatnih mjernih strojeva za određivanje promjera rupe. Točnost promjera rupe uključuje ne samo zahtjev da veličina promjera zadovoljava zahtjeve, već i pokazatelje poput cilindričnosti. Ako je odstupanje promjera rupe preveliko, to može biti uzrokovano čimbenicima poput trošenja alata i radijalnog odstupanja vretena.
Za obrađene rupe mogu se koristiti alati poput mjerača unutarnjeg promjera i koordinatnih mjernih strojeva za određivanje promjera rupe. Točnost promjera rupe uključuje ne samo zahtjev da veličina promjera zadovoljava zahtjeve, već i pokazatelje poput cilindričnosti. Ako je odstupanje promjera rupe preveliko, to može biti uzrokovano čimbenicima poput trošenja alata i radijalnog odstupanja vretena.
Detekcija točnosti oblika
Detekcija ravnosti
Za detekciju ravnosti obrađene ravnine koristite instrumente poput libela i optičkih mjernih ploča. Postavite libelu na obrađenu ravninu i odredite pogrešku ravnosti promatrajući promjenu položaja mjehurića. Za visokopreciznu obradu, pogreška ravnosti treba biti izuzetno mala, inače će utjecati na naknadnu montažu i druge procese. Na primjer, pri obradi vodilica alatnih strojeva i drugih ravnina, zahtjev za ravnošću je izuzetno visok. Ako premaši dopuštenu pogrešku, uzrokovat će nestabilno kretanje pokretnih dijelova na vodilicama.
Detekcija ravnosti
Za detekciju ravnosti obrađene ravnine koristite instrumente poput libela i optičkih mjernih ploča. Postavite libelu na obrađenu ravninu i odredite pogrešku ravnosti promatrajući promjenu položaja mjehurića. Za visokopreciznu obradu, pogreška ravnosti treba biti izuzetno mala, inače će utjecati na naknadnu montažu i druge procese. Na primjer, pri obradi vodilica alatnih strojeva i drugih ravnina, zahtjev za ravnošću je izuzetno visok. Ako premaši dopuštenu pogrešku, uzrokovat će nestabilno kretanje pokretnih dijelova na vodilicama.
Detekcija zaobljenosti
Za obrađene kružne konture (kao što su cilindri, stošci itd.) može se koristiti tester kružnosti za detekciju. Pogreška kružnosti odražava točnost obradnog centra tijekom rotacije. Čimbenici poput točnosti rotacije vretena i radijalnog odstupanja alata utjecat će na kružnost. Ako je pogreška kružnosti prevelika, može dovesti do neravnoteže tijekom rotacije mehaničkih dijelova i utjecati na normalan rad opreme.
Za obrađene kružne konture (kao što su cilindri, stošci itd.) može se koristiti tester kružnosti za detekciju. Pogreška kružnosti odražava točnost obradnog centra tijekom rotacije. Čimbenici poput točnosti rotacije vretena i radijalnog odstupanja alata utjecat će na kružnost. Ako je pogreška kružnosti prevelika, može dovesti do neravnoteže tijekom rotacije mehaničkih dijelova i utjecati na normalan rad opreme.
Detekcija točnosti položaja
Detekcija paralelizma
Otkrivanje paralelnosti između obrađenih površina ili između rupa i površina. Na primjer, za mjerenje paralelnosti između dviju ravnina može se koristiti komparator. Pričvrstite komparator na vreteno, pustite da glava komparatora dodirne izmjerenu ravninu, pomaknite radni stol i promatrajte promjenu očitanja komparatora. Prekomjerna pogreška paralelnosti može biti uzrokovana čimbenicima kao što su pogreška ravnosti vodilice i nagib radnog stola.
Detekcija paralelizma
Otkrivanje paralelnosti između obrađenih površina ili između rupa i površina. Na primjer, za mjerenje paralelnosti između dviju ravnina može se koristiti komparator. Pričvrstite komparator na vreteno, pustite da glava komparatora dodirne izmjerenu ravninu, pomaknite radni stol i promatrajte promjenu očitanja komparatora. Prekomjerna pogreška paralelnosti može biti uzrokovana čimbenicima kao što su pogreška ravnosti vodilice i nagib radnog stola.
Detekcija okomitosti
Otkrijte okomitost između obrađenih površina ili između rupa i površine pomoću alata kao što su kutomjeri i instrumenti za mjerenje okomitosti. Na primjer, pri obradi dijelova kutijastog tipa, okomitost između različitih površina kutije ima važan utjecaj na montažu i uporabne performanse dijelova. Pogreška okomitosti može biti uzrokovana odstupanjem okomitosti između koordinatnih osi alatnog stroja.
Otkrijte okomitost između obrađenih površina ili između rupa i površine pomoću alata kao što su kutomjeri i instrumenti za mjerenje okomitosti. Na primjer, pri obradi dijelova kutijastog tipa, okomitost između različitih površina kutije ima važan utjecaj na montažu i uporabne performanse dijelova. Pogreška okomitosti može biti uzrokovana odstupanjem okomitosti između koordinatnih osi alatnog stroja.
Procjena dinamičke točnosti
Detekcija vibracija
Tijekom procesa obrade, koristite senzore vibracija za detekciju vibracijskog stanja obradnog centra. Vibracije mogu dovesti do problema poput povećane hrapavosti površine obrađenog dijela i ubrzanog trošenja alata. Analizom frekvencije i amplitude vibracija moguće je utvrditi postoje li abnormalni izvori vibracija, poput neuravnoteženih rotirajućih dijelova i labavih komponenti. Kod visokopreciznih obradnih centara, amplituda vibracija treba se kontrolirati na vrlo niskoj razini kako bi se osigurala stabilnost točnosti obrade.
Tijekom procesa obrade, koristite senzore vibracija za detekciju vibracijskog stanja obradnog centra. Vibracije mogu dovesti do problema poput povećane hrapavosti površine obrađenog dijela i ubrzanog trošenja alata. Analizom frekvencije i amplitude vibracija moguće je utvrditi postoje li abnormalni izvori vibracija, poput neuravnoteženih rotirajućih dijelova i labavih komponenti. Kod visokopreciznih obradnih centara, amplituda vibracija treba se kontrolirati na vrlo niskoj razini kako bi se osigurala stabilnost točnosti obrade.
Detekcija toplinske deformacije
Obradni centar će tijekom dugotrajnog rada stvarati toplinu, što uzrokuje toplinsku deformaciju. Koristite temperaturne senzore za mjerenje promjena temperature ključnih komponenti (kao što su vreteno i vodilica) i kombinirajte ih s mjernim instrumentima za otkrivanje promjene u točnosti obrade. Toplinska deformacija može dovesti do postupnih promjena u dimenzijama obrade. Na primjer, izduženje vretena pod visokom temperaturom može uzrokovati odstupanja dimenzija u aksijalnom smjeru obrađenog obratka. Kako bi se smanjio utjecaj toplinske deformacije na točnost, neki napredni obradni centri opremljeni su sustavima hlađenja za kontrolu temperature.
Obradni centar će tijekom dugotrajnog rada stvarati toplinu, što uzrokuje toplinsku deformaciju. Koristite temperaturne senzore za mjerenje promjena temperature ključnih komponenti (kao što su vreteno i vodilica) i kombinirajte ih s mjernim instrumentima za otkrivanje promjene u točnosti obrade. Toplinska deformacija može dovesti do postupnih promjena u dimenzijama obrade. Na primjer, izduženje vretena pod visokom temperaturom može uzrokovati odstupanja dimenzija u aksijalnom smjeru obrađenog obratka. Kako bi se smanjio utjecaj toplinske deformacije na točnost, neki napredni obradni centri opremljeni su sustavima hlađenja za kontrolu temperature.
Razmatranje točnosti repozicioniranja
Usporedba točnosti višestruke obrade istog ispitnog uzorka
Višekratnom obradom istog ispitnog uzorka i korištenjem gore navedenih metoda detekcije za mjerenje točnosti svakog obrađenog ispitnog uzorka. Promatrajte ponovljivost pokazatelja kao što su dimenzijska točnost, točnost oblika i točnost položaja. Ako je točnost ponovnog pozicioniranja loša, to može dovesti do nestabilne kvalitete serijski obrađenih obratka. Na primjer, kod obrade kalupa, ako je točnost ponovnog pozicioniranja niska, to može uzrokovati nedosljednost dimenzija šupljine kalupa, što utječe na uporabne performanse kalupa.
Višekratnom obradom istog ispitnog uzorka i korištenjem gore navedenih metoda detekcije za mjerenje točnosti svakog obrađenog ispitnog uzorka. Promatrajte ponovljivost pokazatelja kao što su dimenzijska točnost, točnost oblika i točnost položaja. Ako je točnost ponovnog pozicioniranja loša, to može dovesti do nestabilne kvalitete serijski obrađenih obratka. Na primjer, kod obrade kalupa, ako je točnost ponovnog pozicioniranja niska, to može uzrokovati nedosljednost dimenzija šupljine kalupa, što utječe na uporabne performanse kalupa.
Zaključno, kao operater, kako bi sveobuhvatno i točno procijenio točnost vertikalnih obradnih centara, potrebno je krenuti od više aspekata kao što su priprema ispitnih komada (uključujući materijale, alate, parametre rezanja, pričvršćivanje i dimenzije), pozicioniranje ispitnih komada, otkrivanje različitih elemenata točnosti obrade (dimenzionalna točnost, točnost oblika, točnost položaja), procjena dinamičke točnosti i razmatranje točnosti ponovnog pozicioniranja. Samo na taj način obradni centar može ispuniti zahtjeve točnosti obrade tijekom proizvodnog procesa i proizvoditi visokokvalitetne mehaničke dijelove.