İşlemeyle uğraşan insanlar, konu hassasiyet olduğunda yenilgiyi kabul etmeye isteksizdir. Bazen bazı insanlar bundan bahsederken 1 mikronluk işleme doğruluğunu çocuk oyuncağı olarak görüyorlar. Ancak aslında yüksek hassasiyetli işleme, titizlikle ele alınması gereken teknik bir konudur. Bu makale herkese yüksek hassasiyetli işleme konusunda daha kapsamlı bilgi sağlamayı amaçlamaktadır.
01
Temel sağduyu: sıcaklık değişikliklerinin malzemeler üzerindeki etkisi
Hepimizin bildiği gibi malzemeler ısıl genleşme ve büzülmeden etkilenir. Hassas işlemede sıcaklık sorunları göz ardı edilmemelidir! Sıcaklık farkı doğruluğun düşmanıdır. Eğer sıcaklık gibi temel bir konuya dikkat etmezsek doğruluğu derinlemesine nasıl tartışabiliriz? Çoğu makine çelik ve dökme demirden yapıldığından, oda sıcaklığının ve makinenin ürettiği ısının etkisi altında şekil ve uzunluk değiştirirler.
resim
Bir malzemenin termal genleşme ve büzülme derecesi, malzemenin türüne ve sıcaklık değişiminin büyüklüğüne bağlıdır. Aşağıda çelik ve bakırın genleşme katsayıları tablosu verilmektedir. Çeliği örnek alırsak, sıcaklık 1 derece değiştiğinde doğrusal genleşmesi metre başına 12μm'lik bir değişiklik yaratacaktır. Bu verilerin derinlemesine anlaşılması, hassas işlemenin stabilitesini sağlamak için kritik öneme sahiptir.
Çeliğin genleşme katsayısı aşağıdaki şekilde gösterilmektedir:
resim
Örnek:
İş parçası uzunluğu: 200 mm
Sıcaklık değişimi: 10 derece
Genişletme değeri: 0. 02mm
Bakırın genleşme katsayısı aşağıdaki şekilde gösterilmektedir:
resim
Örnek:
Elektrot uzunluğu: 200 mm
Sıcaklık değişimi: 10 derece
Genişleme değeri: 0,05 mm
02
Sıcaklıktan kaynaklanan algılama hatası
İş parçaları, muayene aletleri ve ölçüm cihazları farklı malzemelerden yapılmışsa ve muayene sırasında standart sıcaklık koşulları altında değilse, standart sıcaklıktan (20 derece) sapmalar her zaman muayene hatalarına yol açan önemli bir faktör olacaktır.
resim
Sıcaklık nedeniyle algılama hatası
Örneğin, 100 mm uzunluğundaki bir çelik bloğun avucunuzun sıcaklığı gibi 4 derece ısıtılması, uzunluğunun 4,6μm değişmesine neden olacaktır.
Yüksek hassasiyetli parçaları ölçerken daha yüksek hassasiyete sahip ölçüm araçlarına sahip olmak gerektiğini belirtmekte fayda var. Ölçüm cihazının veya ekipmanının doğruluk standardı yüksek değilse, yüksek hassasiyetli ölçüm sonuçları nereden geliyor?
resim
03
Önemli işleme konsepti: termal stabilitenin korunması
Çelik: 100x30x20 mm
Sıcaklık 25 dereceden 20 dereceye düştüğünde boyuttaki değişiklikler: 25 derecede boyut 6μm daha büyüktür. Sıcaklık 20 dereceye düştüğünde boyut yalnızca 0,12μm büyür. Bu, sıcaklık hızla düşse bile termal olarak kararlı bir işlemdir. Doğruluğu korumak için hala uzun bir süre gereklidir. Daha büyük nesnelerin sıcaklık değiştiğinde doğruluk ve kararlılığa yeniden kavuşması için daha fazla zamana ihtiyaç vardır.
resim
Hassas işleme deneyimi olmayan fabrikalar için, hassas işleme gerçekleştirirken kararsız hassasiyetin sorumlusu genellikle ekipmanın doğruluğudur. Tam tersine hassas işleme tecrübesine sahip fabrikalar bunun en temel anlayış olduğunu biliyor. Ortam sıcaklığı ile takım tezgahları arasındaki termal dengenin, istikrarlı işleme doğruluğunu korumak için kritik öneme sahip olduğunu anlıyorlar. Bu deneyimli fabrikalar, yüksek hassasiyetli takım tezgahlarında bile istikrarlı işleme doğruluğunun ancak sabit bir sıcaklık ortamı ve termal dengenin korunmasıyla elde edilebileceğini açıkça anlıyorlar.
resim
Termal kararlılığın korunması hassas işlemede vazgeçilmez ve önemli bir kavramdır. Bazı kişiler sıcaklığın 20 derecede mi yoksa 23 derecede mi tutulması gerektiği konusunda tereddüt yaşayabilir. Ancak en kritik olan hedef değerin istikrarının korunabilmesidir. Teorik kitaplar genellikle 20 dereceyi tavsiye etse de, gerçek atölye çalışmaları genellikle 22-23 derece arasında seçim yapar. Odak noktası sıcaklık dalgalanmalarını sıkı bir şekilde kontrol etmektir.
04
İşleme doğruluğunun ve analizinin doğru anlaşılması
Genel olarak konuşursak, işleme doğruluğu hassasiyet ve hassasiyete ayrılabilir. Aşağıdaki resim görsel bir illüstrasyondur.
resim
Kesinlik
Aynı yedek numune kullanılarak tekrarlanan ölçümlerle elde edilen sonuçlar arasındaki tekrarlanabilirlik ve tutarlılığı ifade eder. Yüksek hassasiyete sahip olmak mümkündür ancak bu, sonuçların doğru olduğu anlamına gelmez. Örneğin 1 mm uzunluk kullanılarak elde edilen üç sonuç 1,051 mm, 1,053 ve 1,052'dir. Yüksek hassasiyete sahip olmalarına rağmen hatalıdırlar.
Kesinlik
Elde edilen ölçüm sonuçları ile gerçek değer arasındaki yakınlığı ifade eder. Yüksek ölçüm doğruluğu, ölçülen verinin ortalama değeri gerçek değerden daha az saptığında sistem hatasının küçük olduğu, ancak veriler dağınık olduğunda, yani kazara hatanın boyutunun belirsiz olduğu anlamına gelir.
Hassasiyet, doğruluk ve sıcaklık arasındaki ilişki
Genel olarak konuşursak, işlenmiş parçalar daha hassas ancak doğru değilse, bunun nedeni atölye sıcaklığının küçük bir aralıkta dalgalanması olabilir, ancak standart sıcaklıktan büyük bir sapma olabilir. Bu nedenle elde edilen parçaların boyutları nispeten tutarlıdır ancak hedef boyuttan büyük bir sapma vardır. Aksine, eğer parçalar daha hassas ancak hassas değilse, bunun nedeni atölye sıcaklığının standart sıcaklığa göre önemli ölçüde dalgalanması ve parça boyutunun farklı görünmesine neden olması olabilir. dağıtım; Parça ne hassas ne de hassassa, bu durum atölye sıcaklığının standart sıcaklıktan büyük ölçüde saptığını ve büyük ölçüde dalgalandığını gösterebilir.
05
Unutulan takım tezgahı ısınması
Fabrikalar yüksek hassasiyetli işleme için hassas CNC takım tezgahlarını kullanır. Hiç bu deneyimi yaşadınız mı: makine her sabah işlem için açıldığında, ilk parçanın işleme doğruluğunun ideal seviyeye ulaşması genellikle zordur; makine uzun bir tatilden sonra ilk parça partisini işlemek için açıldığında doğruluk genellikle zayıf olur. Arıza riski, özellikle konumsal doğruluğun korunması söz konusu olduğunda, stabil, yüksek hassasiyetli işleme sırasında özellikle belirgindir.
Yalnızca sabit bir sıcaklık ortamında ve termal dengede takım tezgahları istikrarlı işleme doğruluğu sağlayabilir. Çalıştırmadan hemen sonra yüksek hassasiyetli işleme ve üretimin gerekli olduğu durumlarda, takım tezgahının ön ısıtılması en temel hassas işleme sağduyusudur.
resim
Çünkü iş milinin sıcaklığı ve CNC takım tezgahının her bir hareket ekseni, bir süre çalıştıktan sonra göreceli olarak belirli bir sabit seviyede tutulacaktır. Aynı zamanda işlem süresi ilerledikçe CNC takım tezgahlarının termal doğruluğu giderek istikrarlı hale gelir. Bu nedenle, yüksek hassasiyette işleme yapmadan önce iş milinin ve hareketli parçaların önceden ısıtılması çok önemlidir.
Ancak çoğu fabrika, takım tezgahlarının "ısınma egzersizinin" hazırlık bağlantısını sıklıkla görmezden gelir veya anlamaz. Takım tezgahının birkaç günden fazla boşta kalması durumunda, yüksek hassasiyetli işlemeden önce 30 dakikadan fazla ön ısıtma yapılması tavsiye edilir; takım tezgahı yalnızca birkaç saat boşta kalırsa, yüksek hassasiyetli işlemeden önce 5-10 dakika ön ısıtma yapılması da önerilir.
Ön ısıtma işlemi, takım tezgahının işleme ekseninin tekrarlanan hareketine katılmasını içerir. Çok eksenli bağlantıyı gerçekleştirmek en iyisidir. Örneğin, XYZ ekseninin koordinat sisteminin sol alt köşesinden sağ üst köşesine hareket etmesine ve tekrar tekrar çapraz olarak hareket etmesine izin verin. Bu işlem takım tezgahına bir makro program yazılarak gerçekleştirilebilir.
Takım tezgahı tamamen ön ısıtıldıktan sonra, takım tezgahı tam güçle yüksek hassasiyetli işleme tabi tutulabilir ve istikrarlı ve tutarlı işleme doğruluğu elde edersiniz.
