İşleme sektöründe çalışan insanlar, sanki μm-düzeyinde işleme hassasiyetine ulaşmak kolaymış gibi, genellikle hassasiyet açısından güçlü bir kazanma arzusuna sahiptirler. Ancak aslında yüksek-hassasiyetli işleme zorlu bir teknik alandır. Pek çok insan sıcaklığın hassasiyet üzerindeki etkisinin sağduyusunu bile bilmiyor, ancak hassasiyetten bahsediyorlar ki bu gerçekten sinir bozucu! Daha sonra bu makale size daha kapsamlı bir popüler bilim sunacak.
BÖLÜM 1 Temel sağduyu: Sıcaklık değişimlerinin malzemeler üzerindeki etkisi Malzemelerin genel olarak termal genleşme ve büzülme özelliklerine sahip olduğunu herkes bilir. Hassas işleme sürecinde sıcaklık sorunu göz ardı edilmemelidir! Sıcaklık farkı hassasiyetin "düşmanı" olarak adlandırılabilir. Bu temel faktör ciddiye alınmazsa kesinlikten nasıl bahsedebiliriz? Sonuçta çoğu makine, oda sıcaklığına ve makinenin ürettiği ısıya göre şekil ve uzunluk değiştiren çelik ve dökme demirden yapılmıştır. Malzemenin ısıl genleşme ve büzülme nedeniyle oluşan spesifik deformasyon miktarı, malzemenin kendi özelliklerine ve sıcaklık değişim aralığına bağlıdır. Aşağıda çelik ve bakırın genleşme katsayıları tablosu bulunmaktadır. Çeliği örnek alırsak, sıcaklık 1 derece değiştiğinde doğrusal genleşmesi metre başına 12μm'lik bir değişiklik olarak ortaya çıkar. Çeliğin genleşme katsayısı aşağıdaki şekilde gösterilmektedir:
Örneğin: İş parçasının uzunluğu 200 mm ise ve sıcaklık 10 derece değişiyorsa genleşme değeri 0,02 mm olur. Bakırın genleşme katsayısı aşağıdaki şekilde gösterilmektedir:
Örneğin: Elektrot uzunluğu 200 mm olduğunda ve sıcaklık 10 derece değiştiğinde genleşme değeri 0,05 mm olur. BÖLÜM 2 Sıcaklık algılama hatalarına neden olur İş parçası ve algılama için kullanılan alet ve gösterge farklı malzemelerden yapılmışsa ve algılama sırasında standart sıcaklığın (20 derece) altında değilse, standart sıcaklıktan sapma, algılama hatasında önemli bir faktör haline gelecektir. Sıcaklıktan kaynaklanan algılama hatası
Örneğin algılamayı örnek alırsak, 100 mm uzunluğundaki çelik blok mastar avuç içi sıcaklığıyla ısıtılırsa ve sıcaklığı 4 derece artarsa uzunluğu 4,6 μm değişecektir. Ayrıca, yüksek-hassasiyetteki parçaları ölçerken, daha yüksek-hassasiyetli ölçüm yöntemlerinin mevcut olması gerekir. Ölçüm cihazının veya ekipmanın doğruluk endeksi yüksek değilse, yüksek-hassasiyette ölçüm nasıl elde edilebilir? BÖLÜM 3 Önemli işleme konsepti: Termal stabiliteyi koruyun Örnek olarak 100x30x20mm boyutunda bir çelik parça alın. Sıcaklık 25 dereceden 20 dereceye düştüğünde boyutu değişecektir: 25 derecede boyut 6μm daha büyük olur ve sıcaklık 20 dereceye düştüğünde boyut yalnızca 0,12μm daha büyük olur. Bu bir termal stabilizasyon işlemidir. Sıcaklık hızla düşse bile kararlı doğruluğu korumak belirli bir süre alır. Genel olarak nesne ne kadar büyük olursa, sıcaklık değiştiğinde kararlı doğruluğu yeniden sağlamak o kadar uzun sürer.
Hassas işleme konusunda deneyimi olmayan bazı fabrikalar, genellikle dengesiz doğruluğun nedenini, hassas işleme gerçekleştirirken ekipman doğruluğu sorunlarına bağlar. Deneyimli fabrikalar, ortam sıcaklığı ile takım tezgahları arasındaki termal dengeye dikkat etmenin temel sağduyu olduğunu biliyor. Takım tezgahı yüksek doğruluğa sahip olsa bile, işleme doğruluğunun stabilitesinin yalnızca sabit bir sıcaklık ortamında ve termal denge durumunda garanti edilebileceğini anlıyorlar.
Termal kararlılığın korunması, hassas işlemede derinlemesine anlaşılması gereken önemli bir kavramdır. Bazı insanlar sıcaklığın 20 derecede mi yoksa 23 derecede mi tutulması gerektiği konusunda kafa karışıklığı yaşayabilir. Aslında önemli olan hedef sıcaklık değerini sabit tutmaktır. Teorik olarak sıcaklığın genellikle 20 derece olması gerekir, ancak gerçek atölyelerde sıcaklık dalgalanması sıkı bir şekilde kontrol edildiği sürece sıcaklık genellikle 22 derece ~ 23 derece arasında kontrol edilir. BÖLÜM 4 İşleme doğruluğunu ve analizini doğru bir şekilde anlamak Genel olarak konuşursak, işleme doğruluğu hassasiyet ve doğruluk olarak ikiye ayrılabilir. Aşağıdaki şekil sayesinde daha sezgisel bir anlayışa sahip olabiliriz. Hassasiyet (Hassasiyet) Hassasiyet, tekrarlanan ölçümler için aynı yedek numune kullanıldığında elde edilen sonuçlar arasındaki tekrarlanabilirlik ve tutarlılığı ifade eder. Bazen yüksek hassasiyet, yüksek doğruluk anlamına gelmez. Örneğin standart olarak 1 mm uzunlukla ölçüm yapıldığında elde edilen üç sonuç sırasıyla 1,051 mm, 1,053 mm ve 1,052 mm'dir. Bu veri setinin kesinliği yüksek olmasına rağmen kesin değildir. Doğruluk (Doğruluk) Doğruluk, ölçüm sonucu ile gerçek değer arasındaki yakınlık derecesini ifade eder. Ölçüm doğruluğu yüksek olduğunda, sistem hatasının küçük olduğu ve ölçülen verilerin ortalama değerinin gerçek değerden sapmasının küçük olduğu, ancak verilerin ayrıklığının, yani kazara hatanın boyutunun net olmadığı anlamına gelir. Hassasiyet, doğruluk ve sıcaklık arasındaki ilişki genellikle hassasiyet ve doğrulukla yakından ilişkilidir. İşlenen parçaların hassasiyeti yüksek ancak doğruluk yetersizse, atölye sıcaklığı biraz dalgalanabilir ancak standart sıcaklıktan büyük ölçüde sapabilir; parçaların hassasiyeti yüksek ancak doğruluğu zayıfsa, atölye sıcaklığının büyük ölçüde dalgalanması muhtemeldir, bu da doğrulukta büyük farklılıklara neden olur; Parçalar ne hassas ne de doğruysa bu, atölye sıcaklığının standart sıcaklık ve kontrol gerekliliklerinden büyük ölçüde saptığı anlamına gelir. BÖLÜM 5 Takım tezgahının ön ısıtılmasının unutulması Fabrikada yüksek{25}}hassas işleme için hassas CNC takım tezgahlarını kullanırken şöyle bir deneyim yaşamış olabilirsiniz: makine her sabah işleme için açıldığında, ilk ürünün işleme doğruluğu genellikle tatmin edici değildir; Uzun bir tatilden sonra işleme için açılan ilk parça partisi genellikle istikrarsız bir doğruluğa sahiptir ve özellikle konum doğruluğu açısından yüksek{26}}hassas işleme gerçekleştirirken arıza olasılığı çok yüksektir. Takım tezgahı, yalnızca sabit bir sıcaklık ortamında ve termal denge durumunda işleme doğruluğunun stabilitesini sağlayabilir. Makine açıldıktan hemen sonra yüksek-hassaslıkta işleme yapıldığında, makine takımının ön ısıtılması hassas işleme için temel sağduyudur. İşleme doğruluğu, takım tezgahı uzun süre çalışmayı bıraktığında ve termal dengede olduğunda büyük ölçüde değişir. Bunun nedeni, iş milinin ve CNC takım tezgahının her bir hareketli ekseninin sıcaklığının, bir süre çalıştıktan sonra belirli bir seviyede nispeten sabit kalması ve işlem süresi arttıkça, CNC takım tezgahının termal doğruluğunun kademeli olarak dengelenmesidir; bu, iş milinin ve hareketli parçaların işlenmeden önce önceden ısıtılmasının gerekliliğini tam olarak gösterir. Ancak birçok fabrika, takım tezgahlarının "ısınma egzersizinin"-hazırlık bağlantısını göz ardı ediyor, hatta bu konuda hiçbir şey bilmiyor. Takım tezgahı birkaç günden fazla boşta kaldıysa, yüksek-hassas işlemeden önce 30 dakikadan fazla ön ısıtma yapılması önerilir; Boşta kalma süresi yalnızca birkaç saatse, 5 ila 10 dakika kadar ön ısıtma yapın. Ön ısıtma sırasında, makine takımının işleme ekseninin tekrarlanan hareketine katılmasına izin verilebilir ve en iyisi, XYZ eksenini koordinat sisteminin sol alt köşesinden sağ üst köşesine taşımak ve tekrar tekrar çapraz olarak yürümek gibi çok-eksenli bağlantıyı gerçekleştirmektir. Gerçek çalışmada, takım tezgahının otomatik olarak ve tekrar tekrar ön ısıtma işlemlerini gerçekleştirmesine olanak sağlamak için takım tezgahı üzerine bir makro program yazılabilir. Takım tezgahı tamamen ön ısıtıldığında yüksek hassasiyetli işleme üretimine koyulabilir ve bu sırada istikrarlı ve tutarlı işleme doğruluğu elde edilebilir.
