በCNC-Turned Shafts ላይ የቴፐር ስህተቶችን ከትክክለኛ ልኬት ጋር እንዴት ማስወገድ እንደሚቻል

በCNC-Turned Shafts ላይ የቴፐር ስህተቶችን ከትክክለኛ ልኬት ጋር እንዴት ማስወገድ እንደሚቻል

ደራሲ: PFT, Shenzhen

ማጠቃለያ፡ በCNC በሚዞሩ ዘንጎች ውስጥ ያሉ የቴፐር ስህተቶች የመጠን ትክክለኛነትን እና የአካል ብቃት እንቅስቃሴን በእጅጉ ያበላሻሉ፣ ይህም የመሰብሰቢያ አፈጻጸምን እና የምርት አስተማማኝነትን ይጎዳል። ይህ ጥናት እነዚህን ስህተቶች ለማስወገድ ስልታዊ ትክክለኛ የካሊብሬሽን ፕሮቶኮል ውጤታማነትን ይመረምራል። ዘዴው የሌዘር ኢንተርፌሮሜትሪ በማሽን መሳሪያ የስራ ቦታ ላይ ከፍተኛ ጥራት ላለው የድምጽ መጠን የስህተት ካርታ ስራን ይጠቀማል፣ ይህም በተለይ ለመለጠጥ አስተዋፅኦ የሚያደርጉ የጂኦሜትሪክ ልዩነቶችን ያነጣጠረ ነው። ከስህተት ካርታ የተገኘ የማካካሻ ቬክተሮች በ CNC መቆጣጠሪያ ውስጥ ይተገበራሉ. 20ሚሜ እና 50ሚሜ የሆነ ስመ ዲያሜትሮች ባላቸው ዘንጎች ላይ የሙከራ ማረጋገጫ የቴፕ ስህተት ከመጀመሪያዎቹ እሴቶች ከ15µm/100ሚሜ በላይ ወደ ከ2µm/100ሚሜ ባነሰ የድህረ ልኬት መቀነስ አሳይቷል። ውጤቶቹ ያረጋገጡት የታለመ የጂኦሜትሪክ ስህተት ማካካሻ በተለይም የመስመራዊ አቀማመጥ ስህተቶችን እና የመመሪያውን የማዕዘን መዛባት መፍታት ዋነኛው የማስወገድ ዘዴ ነው። ፕሮቶኮሉ ደረጃውን የጠበቀ የሜትሮሎጂ መሣሪያዎችን የሚያስፈልገው ማይክሮን ደረጃ ትክክለኛነትን በትክክለኛ ዘንግ ማምረቻ ላይ ለማግኘት ተግባራዊ፣በመረጃ ላይ የተመሰረተ አካሄድ ያቀርባል። የወደፊቶቹ ሥራ የረጅም ጊዜ መረጋጋትን ማካካሻ እና በሂደት ላይ ካለው ክትትል ጋር መቀላቀል አለበት.

1 መግቢያ

በCNC በሚዞሩ ሲሊንደሪክ ክፍሎች ውስጥ በሚሽከረከርበት ዘንግ ላይ ያልታሰበ የዲያሜትሪ ልዩነት ተብሎ የተገለጸው፣ በትክክለኛ የማምረት ሂደት ውስጥ የማያቋርጥ ፈተና ሆኖ ይቆያል። እንደዚህ አይነት ስህተቶች በቀጥታ ልክ እንደ መሸከም፣ የማኅተም ታማኝነት እና የመሰብሰቢያ ኪኒማቲክስ ያሉ ወሳኝ ተግባራዊ ገጽታዎች ላይ ተጽዕኖ ያሳድራሉ፣ ይህም ወደ ያለጊዜው ውድቀት ወይም የአፈጻጸም ውድቀት (ስሚዝ እና ጆንስ፣ 2023)። እንደ መሳሪያ ማልበስ፣ የሙቀት መንሸራተት እና የስራ ክፍል ማፈንገጥ ያሉ ምክንያቶች ስህተቶችን እንዲፈጥሩ አስተዋፅዖ ያደርጋሉ፣ ያልተከፈሉ የጂኦሜትሪክ ስህተቶች በCNC lathe ውስጥ እራሱ -በተለይ በመስመራዊ አቀማመጥ ላይ ያሉ ልዩነቶች እና የመጥረቢያዎች የማዕዘን አሰላለፍ - ለስልታዊ ታፔር ዋና መንስኤዎች ተለይተዋል (Chen et al., 2021; Braun & 24). ተለምዷዊ የሙከራ እና የስህተት ማካካሻ ዘዴዎች ብዙ ጊዜ የሚወስዱ እና በጠቅላላው የስራ መጠን ላይ ለጠንካራ ስህተት እርማት የሚያስፈልገው አጠቃላይ መረጃ የላቸውም። ይህ ጥናት ሌዘር ኢንተርፌሮሜትሪ በመጠቀም የተቀናበረ ትክክለኛ የካሊብሬሽን ዘዴን ያቀርባል እና ያፀድቃል በCNC በተዞሩ ዘንጎች ውስጥ ለመለጠጥ በቀጥታ ተጠያቂ የሆኑትን የጂኦሜትሪክ ስህተቶችን ለመለካት እና ለማካካስ።

2 የምርምር ዘዴዎች

2.1 የካሊብሬሽን ፕሮቶኮል ንድፍ

ዋናው ንድፉ ቅደም ተከተል, ጥራዝ የስህተት ካርታ እና የማካካሻ አቀራረብን ያካትታል. የCNC lathe መስመራዊ መጥረቢያ (X እና Z) የጂኦሜትሪክ ስህተቶችን በትክክል የሚለካ እና የሚካካስ ዋናው መላምት በተመረቱ ዘንጎች ውስጥ ሊለካ የሚችል ቴፐር ከማስወገድ ጋር በቀጥታ ይዛመዳል።

2.2 የውሂብ ማግኛ እና የሙከራ ማዋቀር

• የማሽን መሳሪያ፡ ባለ 3-ዘንግ CNC የማዞሪያ ማዕከል (አድርግ፡ Okuma GENOS L3000e፣ መቆጣጠሪያ፡ OSP-P300) እንደ የሙከራ መድረክ ሆኖ አገልግሏል።

• የመለኪያ መሣሪያ፡ የሌዘር ኢንተርፌሮሜትር (Renishaw XL-80 laser head with XD linear optics እና RX10 rotary axis calibrator) በNIST ደረጃዎች መከታተል የሚችል የመለኪያ መረጃ አቅርቧል። የአይኤስኦ 230-2፡2014 ሂደቶችን በመከተል የመስመራዊ አቀማመጥ ትክክለኛነት፣ ቀጥተኛነት (በሁለት አውሮፕላኖች)፣ የፒች እና የያው ስህተቶች ለሁለቱም የX እና Z መጥረቢያዎች በ100ሚሜ ክፍተቶች በሙሉ ጉዞ (X: 300mm, Z: 600mm) ይለካሉ.

• የስራ እቃ እና ማሽነሪ፡ የሙከራ ዘንጎች (ቁሳቁስ፡ AISI 1045 ብረት፣ ልኬቶች፡ Ø20x150mm፣ Ø50x300mm) በወጥነት ሁኔታ ተቀርፀው ነበር (የመቁረጥ ፍጥነት፡ 200 ሜ/ደቂቃ፣ ምግብ፡ 0.15 ሚሜ/ ክለሳ፣ የመቁረጫ ጥልቀት፡ 0.5 ሚሜ ካርቦሃይድሬት ዲኤምጂ) 150608) ከመለኪያ በፊት እና በኋላ። ማቀዝቀዣ ተተግብሯል.

• የቴፕ መለኪያ፡ የድህረ-ማሽን ዘንግ ዲያሜትሮች በ10ሚሜ ክፍተቶች በርዝመቱ በ10ሚሜ ክፍተቶች ይለካሉ ከፍተኛ ትክክለኛነት ያለው አስተባባሪ የመለኪያ ማሽን (ሲኤምኤም፣ ዜይስ CONTURA G2፣ የሚፈቀደው ከፍተኛ ስህተት፡ (1.8 + L/350) µm)። የቴፐር ስህተት የዲያሜትር እና የቦታ አቀማመጥ መስመራዊ ሪግሬሽን ተዳፋት ሆኖ ይሰላል።

2.3 የስህተት ማካካሻ ትግበራ

የጨረር መለኪያው የቮልሜትሪክ ስህተት መረጃ የሬኒሻው COMP ሶፍትዌር በመጠቀም ዘንግ-ተኮር የማካካሻ ሰንጠረዦችን ለማመንጨት ተሰርቷል። እነዚህ ሰንጠረዦች፣ ለመስመራዊ መፈናቀል በአቀማመጥ ላይ የተመሰረተ የእርምት እሴቶችን፣ የማዕዘን ስህተቶችን እና ቀጥተኛነት ልዩነቶችን የያዙ፣ በቀጥታ ወደ ማሽን መሳሪያው የጂኦሜትሪክ ስህተት ማካካሻ መለኪያዎች በCNC መቆጣጠሪያ (OSP-P300) ውስጥ ተሰቅለዋል። ምስል 1 የሚለካውን ዋና የጂኦሜትሪክ ስህተት ክፍሎችን ያሳያል።

3 ውጤቶች እና ትንታኔ

3.1 የቅድመ-ካሊብሬሽን ስህተት ካርታ ስራ

ሌዘር መለካት እምቅ መለካት እንዲፈጠር የሚያደርጉ ጉልህ የጂኦሜትሪክ ልዩነቶችን አሳይቷል፡

• Z-ዘንግ፡ የ+28µm አቀማመጥ ስህተት በZ=300ሚሜ፣ የፒች ስህተት ክምችት -12 አርሴክ ከ600ሚሜ በላይ ጉዞ።

• X-ዘንግ፡- ከ300ሚሜ በላይ የሆነ የ+8 አርክሰከንድ የ Yaw ስህተት።
  እነዚህ ልዩነቶች በሰንጠረዥ 1 ላይ በØ50x300ሚሜ ዘንግ ላይ ከሚለካው ቅድመ-ካሊብሬሽን ቴፐር ስህተቶች ጋር ይጣጣማሉ። ዋነኛው የስህተት ንድፍ ወደ ጅራቱ ስቶክ ጫፍ ላይ ያለው ዲያሜትር የማያቋርጥ ጭማሪ ያሳያል።

ሠንጠረዥ 1፡ የታፐር ስህተት የመለኪያ ውጤቶች

3.2 የድህረ-ካሊብሬሽን አፈፃፀም

የተገኙትን የማካካሻ ቬክተሮች መተግበር ለሁለቱም የሙከራ ዘንጎች (ሠንጠረዥ 1) በሚለካው የቴፕ ስህተት ላይ በከፍተኛ ሁኔታ እንዲቀንስ አድርጓል. የØ50x300ሚሜ ዘንግ ከ+16.8µm/100mm ወደ +1.7µm/100mm ቅናሽ አሳይቷል፣ ይህም የ89.9% መሻሻልን ያሳያል። በተመሳሳይ፣ የØ20x150mm ዘንግ ከ+14.3µm/100mm ወደ +1.1µm/100mm (92.3% መሻሻል) መቀነስ አሳይቷል። ምስል 2 የ Ø50mm ዘንግ ዲያሜትራዊ መገለጫዎችን ከማስተካከሉ በፊት እና በኋላ ያነጻጽራል፣ ይህም የስልታዊ የቴፐር አዝማሚያ መወገድን በግልፅ ያሳያል። ይህ የማሻሻያ ደረጃ በእጅ ማካካሻ ዘዴዎች ከተመዘገቡት የተለመዱ ውጤቶች በልጧል (ለምሳሌ፣ ዣንግ እና ዋንግ፣ 2022 ~ 70% ቅናሽ ሪፖርት ተደርጓል) እና አጠቃላይ የመጠን ስህተት ማካካሻን ውጤታማነት ያሳያል።

4 ውይይት

4.1 የውጤቶች ትርጓሜ

የታፐር ስህተት ጉልህ ቅነሳ መላምቱን በቀጥታ ያረጋግጣል። ዋናው ዘዴ የዜድ ዘንግ የአቀማመጥ ስሕተት እና የፒች ልዩነት ማስተካከል ሲሆን ይህም ሰረገላው በዜድ ላይ ሲንቀሳቀስ የመሳሪያው መንገድ ከተስማሚው ትይዩ ትይዩ አቅጣጫ እንዲለያይ አድርጎታል። ቀሪው ስህተቱ (<2µm/100ሚሜ) ለጂኦሜትሪክ ማካካሻ ከማይረዱ ምንጮች የመነጨ ነው፣ ለምሳሌ በማሽን ጊዜ የሙቀት ውጤቶች፣ በመቁረጥ ሃይሎች ስር ያለ መሳሪያ ማፈንገጥ ወይም የመለኪያ እርግጠኛ አለመሆን።

4.2 ገደቦች

ይህ ጥናት በጂኦሜትሪክ ስህተት ማካካሻ ላይ ያተኮረ ቁጥጥር በሚደረግበት፣ በሙቀት-ቅርብ-ተመጣጣኝ ሁኔታዎች የምርት ማሞቂያ ዑደት ነው። በተራዘመ የምርት ሂደቶች ወይም ጉልህ የአካባቢ የሙቀት መጠን መለዋወጥ ወቅት በሙቀት ምክንያት የሚፈጠሩ ስህተቶችን ሞዴል ወይም ማካካሻ አላደረገም። በተጨማሪም፣ የፕሮቶኮሉ ውጤታማነት በከባድ ድካም ወይም በመመሪያ መንገዶች/በኳሶች ላይ ጉዳት ባጋጠማቸው ማሽኖች ላይ ያለው ውጤታማነት አልተገመገመም። በጣም ከፍተኛ የመቁረጫ ኃይሎች በካሳ ክፍያ ላይ የሚያሳድሩት ተጽእኖ አሁን ካለው ወሰን በላይ ነበር።

4.3 ተግባራዊ እንድምታ

የታየው ፕሮቶኮል ለፋብሪካዎች ከፍተኛ ትክክለኛ የሆነ የሲሊንደሪክ መዞርን ለማግኘት ጠንካራ እና ሊደገም የሚችል ዘዴን ይሰጣል፣ በአይሮፕላን ውስጥ ለሚተገበሩ መተግበሪያዎች፣ የህክምና መሳሪያዎች እና ከፍተኛ አፈጻጸም ያላቸው አውቶሞቲቭ ክፍሎች። ከትክንያት ላልሆኑ ቀረጻዎች ጋር የተቆራኙትን የቁራጭ ዋጋዎችን ይቀንሳል እና በእጅ ለማካካሻ በኦፕሬተር ክህሎት ላይ ያለውን ጥገኛነት ይቀንሳል። የሌዘር ኢንተርፌሮሜትሪ መስፈርት ኢንቬስትመንትን ይወክላል ነገር ግን የማይክሮን ደረጃ መቻቻልን ለሚጠይቁ መገልገያዎች ትክክለኛ ነው።

5 መደምደሚያ

ይህ ጥናት የሌዘር ኢንተርፌሮሜትሪ ለቮልሜትሪክ ጂኦሜትሪክ ስህተት ካርታ እና ለቀጣይ የCNC ተቆጣጣሪ ማካካሻ በመጠቀም ስልታዊ ትክክለኛነትን ማስተካከል በCNC በሚዞሩ ዘንጎች ውስጥ ያሉ ስህተቶችን ለማስወገድ በጣም ውጤታማ መሆኑን ያረጋግጣል። የሙከራ ውጤቶች ከ 89% በላይ ቅናሽ አሳይተዋል፣ ይህም ከ2µm/100ሚሜ በታች የቀረ ቴፐር ማሳካት ችሏል። ዋናው ዘዴ በመስመራዊ አቀማመጥ ስህተቶች እና በማሽኑ መሳሪያ መጥረቢያዎች ውስጥ ያሉ የማዕዘን ልዩነቶች (ፒች ፣ ያው) ትክክለኛ ማካካሻ ነው። ቁልፍ መደምደሚያዎች የሚከተሉት ናቸው:

1. አጠቃላይ የጂኦሜትሪክ ስህተት ካርታ ስራ ልዩ ልዩ ልዩነቶችን ለመለየት ወሳኝ ነው።

2. በ CNC መቆጣጠሪያ ውስጥ የእነዚህ ልዩነቶች ቀጥተኛ ማካካሻ በጣም ውጤታማ የሆነ መፍትሄ ይሰጣል.

3. ፕሮቶኮሉ መደበኛ የሜትሮሎጂ መሳሪያዎችን በመጠቀም በመጠን ትክክለኛነት ላይ ጉልህ ማሻሻያዎችን ያቀርባል።