Bii o ṣe le mu Awọn aṣiṣe Taper kuro lori Awọn ọpa Yipada CNC pẹlu Iṣatunṣe Itọkasi

Bii o ṣe le mu Awọn aṣiṣe Taper kuro lori Awọn ọpa Yipada CNC pẹlu Iṣatunṣe Itọkasi

Onkọwe: PFT, Shenzhen

Áljẹbrà: Awọn aṣiṣe taper ni awọn ọpa ti o yipada CNC ṣe pataki ni ibamu si deede iwọn ati ibamu paati, ni ipa iṣẹ apejọ ati igbẹkẹle ọja. Iwadi yii ṣe iwadii imunadoko ilana isọdiwọn pipe eto kan fun imukuro awọn aṣiṣe wọnyi. Ilana naa n gba interferometry laser fun ṣiṣe aworan aṣiṣe iwọn didun iwọn giga ti o ga kọja aaye iṣẹ irinṣẹ ẹrọ, ni pataki ìfọkànsí awọn iyapa jiometirika ti n ṣe idasi si taper. Awọn olutọpa isanpada, ti o jade lati maapu aṣiṣe, ni a lo laarin oluṣakoso CNC. Ifọwọsi idanwo lori awọn ọpa pẹlu awọn iwọn ila opin ti 20mm ati 50mm ṣe afihan idinku ninu aṣiṣe taper lati awọn iye ibẹrẹ ti o kọja 15µm/100mm si kere ju 2µm/100mm isọdiwọn-lẹhin. Awọn abajade jẹrisi pe isanpada aṣiṣe jiometirika ti a fojusi, ni pataki didojukọ awọn aṣiṣe ipo laini ati awọn iyapa igun ti awọn ọna itọsọna, jẹ ẹrọ akọkọ fun imukuro taper. Ilana naa nfunni ni ilowo kan, ọna ṣiṣe data fun iyọrisi deede ipele micron ni iṣelọpọ ọpa titọ, to nilo ohun elo metrology boṣewa. Iṣẹ iwaju yẹ ki o ṣawari iduroṣinṣin igba pipẹ ti isanpada ati isọpọ pẹlu ibojuwo inu-ilana.

1 Ọrọ Iṣaaju

Iyapa taper, ti a ṣalaye bi iyatọ diametric airotẹlẹ lẹgbẹẹ ipo iyipo ni awọn paati iyipo ti CNC, jẹ ipenija itẹramọṣẹ ni iṣelọpọ deede. Iru awọn aṣiṣe bẹ taara ni ipa awọn abala iṣẹ ṣiṣe to ṣe pataki bii awọn ipele ti o baamu, iduroṣinṣin edidi, ati kinematics apejọ, ti o le fa ikuna ti tọjọ tabi ibajẹ iṣẹ (Smith & Jones, 2023). Lakoko ti awọn ifosiwewe bii yiya ọpa, fiseete gbona, ati iṣipopada iṣẹ-ṣiṣe ṣe alabapin lati dagba awọn aṣiṣe, awọn aiṣedeede jiometirika ti ko ni isanpada laarin CNC lathe funrararẹ — awọn iyapa pataki ni ipo laini ati titete igun ti awọn aake - ni a mọ bi awọn idi ipilẹ akọkọ fun taper eto (Chen et al., 2021; Braun & 2021). Awọn ọna isanpada-igbiyanju-ati-aṣiṣe ti aṣa jẹ igbagbogbo n gba akoko ati pe ko ni data okeerẹ ti o nilo fun atunṣe aṣiṣe to lagbara ni gbogbo iwọn iṣẹ. Iwadi yii ṣe afihan ati ṣe ifọwọsi ilana ilana isọdi deede ti eleto ti o nlo interferometry laser lati ṣe iwọn ati isanpada fun awọn aṣiṣe jiometirika taara ti o ni iduro fun dida taper ni awọn ọpa ti o yipada CNC.

2 Awọn ọna Iwadi

2.1 Idiwọn Protocol Design

Apẹrẹ mojuto jẹ ilana-tẹle kan, ṣiṣe aworan aṣiṣe iwọn didun ati ọna biinu. Ipilẹjẹ akọkọ ti o jẹ wiwọn ni deede ati sanpada awọn aṣiṣe jiometirika ti awọn aake laini CNC lathe (X ati Z) yoo ni ibamu taara pẹlu imukuro taper wiwọn ni awọn ọpa ti a ṣejade.

2.2 Data Akomora & Esiperimenta Oṣo

• Ọpa Ẹrọ: Ile-iṣẹ titan CNC 3-axis (Ṣe: Okuma GENOS L3000e, Adarí: OSP-P300) ṣiṣẹ bi ipilẹ idanwo.

• Ohun elo wiwọn: interferometer lesa (Renishaw XL-80 ori laser pẹlu awọn opiti laini XD ati RX10 rotary axis calibrator) ti pese data wiwọn itọpa wiwa si awọn iṣedede NIST. Iduroṣinṣin ipo laini, taara (ni awọn ọkọ ofurufu meji), ipolowo, ati awọn aṣiṣe yaw fun awọn aake X ati Z ni a wọn ni awọn aaye arin 100mm lori irin-ajo kikun (X: 300mm, Z: 600mm), ni atẹle ISO 230-2: awọn ilana 2014.

• Iṣẹ-ṣiṣe & Ṣiṣe: Awọn ọpa idanwo (Awọn ohun elo: AISI 1045 irin, Awọn iwọn: Ø20x150mm, Ø50x300mm) ti wa ni ẹrọ labẹ awọn ipo ti o ni ibamu (Iwọn Iyara: 200 m / min, Ifunni: 0.15 mm / rev, Ijinle ti Ge: 0.5 mm carbD CVD, Tool) 150608) mejeeji ṣaaju ati lẹhin isọdiwọn. Coolant ti lo.

• Iwọn Taper: Awọn iwọn ila opin ti ẹrọ lẹhin-machining ni a ṣe iwọn ni awọn aaye arin 10mm pẹlu gigun nipa lilo ẹrọ wiwọn ipoidojuko giga-giga (CMM, Zeiss CONTURA G2, Aṣiṣe Gbigbanilaaye to pọju: (1.8 + L/350) µm). Aṣiṣe taper ti ṣe iṣiro bi ite ti ipadasẹhin laini ti iwọn ila opin la ipo.

2.3 Aṣiṣe Biinu imuse

Awọn data aṣiṣe Volumetric lati wiwọn lesa ti ni ilọsiwaju ni lilo sọfitiwia COMP Renishaw lati ṣe agbekalẹ awọn tabili isanpada-ipin-ipo kan. Awọn tabili wọnyi, ti o ni awọn iye atunṣe ti o gbẹkẹle ipo fun iṣipopada laini, awọn aṣiṣe angula, ati awọn iyapa taara, ni a gbejade taara sinu awọn iṣiro biinu aṣiṣe jiometirika ẹrọ ẹrọ laarin oluṣakoso CNC (OSP-P300). Nọmba 1 ṣe apejuwe awọn paati aṣiṣe jiometirika akọkọ ti a wọn.

3 Esi ati Analysis

3.1 Iṣaworan Aṣiṣe Iṣaaju-iṣaaju

Iwọn lesa ṣe afihan awọn iyapa jiometirika pataki ti o ṣe idasi si taper ti o pọju:

• Z-axis: Aṣiṣe ipo ti +28µm ni Z=300mm, ikojọpọ aṣiṣe ipolowo ti -12 arcsec lori irin-ajo 600mm.

• X-axis: Aṣiṣe Yaw ti +8 arcsec lori irin-ajo 300mm.
  Awọn iyapa wọnyi ṣe deede pẹlu awọn aṣiṣe taper iṣaju iṣaju iṣaju iṣaju ti a ṣe iwọn lori ọpa Ø50x300mm, ti o han ni Tabili 1. Aṣa aṣiṣe ti o jẹ akoto tọkasi ilosoke deede ni iwọn ila opin si opin ibi-itaja.

Table 1: Taper Aṣiṣe Idiwọn esi

3.2 Iṣẹ-iṣatunṣe-lẹhin

Imuse ti awọn olutọpa biinu ti ari ni abajade idinku iyalẹnu ninu aṣiṣe taper tiwọn fun awọn ọpa idanwo mejeeji (Table 1). Ọpa Ø50x300mm ṣe afihan idinku lati +16.8µm/100mm si +1.7µm/100mm, ti o nsoju ilọsiwaju 89.9%. Bakanna, ọpa Ø20x150mm ṣe afihan idinku lati +14.3µm/100mm si +1.1µm/100mm (imudara 92.3%). Nọmba 2 ṣe afiwe awọn profaili diametric ti ọpa Ø50mm ṣaaju ati lẹhin isọdiwọn, ti n ṣe afihan imukuro ti aṣa taper eto. Ipele ilọsiwaju yii kọja awọn abajade aṣoju ti a royin fun awọn ọna isanpada afọwọṣe (fun apẹẹrẹ, Zhang & Wang, 2022 royin ~ idinku 70%) ati ṣe afihan ipa ti isanpada aṣiṣe iwọn didun okeerẹ.

4 Ifọrọwọrọ

4.1 Itumọ ti awọn esi

Idinku pataki ninu aṣiṣe taper taara ṣe idaniloju idawọle naa. Ilana akọkọ ni atunse ti aṣiṣe ipo ipo-Z-axis ati iyapa ipolowo, eyiti o jẹ ki ọna ọpa lati yapa lati ibi-itọpa ti o jọra ti o dara julọ ti o ni ibatan si igun spindle bi gbigbe gbigbe lọ pẹlu Z. Biinu ni imunadoko divergence yii. Aṣiṣe ti o ku (<2µm/100mm) ṣee ṣe lati awọn orisun ti ko ni anfani si isanpada jiometirika, gẹgẹbi awọn ipa gbigbona iṣẹju iṣẹju lakoko ẹrọ, ipalọlọ ọpa labẹ awọn ipa gige, tabi aidaniloju wiwọn.

4.2 Awọn idiwọn

Iwadi yii dojukọ isanpada aṣiṣe jiometirika labẹ iṣakoso, awọn ipo iwọntunwọnsi igbona ti o jẹ aṣoju ti iwọn-gbigbona iṣelọpọ kan. Ko ṣe apẹẹrẹ ni gbangba tabi isanpada fun awọn aṣiṣe ti o fa igbona ti o waye lakoko awọn ṣiṣe iṣelọpọ ti o gbooro tabi awọn iwọn otutu ibaramu pataki. Pẹlupẹlu, imunadoko ilana naa lori awọn ẹrọ pẹlu yiya lile tabi ibaje si awọn ọna itọsọna/awọn skru ko ṣe iṣiro. Ipa ti awọn ipa gige ti o ga pupọ lori isanpada asan jẹ tun kọja iwọn lọwọlọwọ.

4.3 Awọn iṣe iṣe

Ilana ti a ṣe afihan n pese awọn aṣelọpọ pẹlu agbara, ọna atunwi fun iyọrisi titan iyipo iyipo-giga, pataki fun awọn ohun elo ni oju-ofurufu, awọn ẹrọ iṣoogun, ati awọn paati adaṣe iṣẹ ṣiṣe giga. O din alokuirin awọn ošuwọn ni nkan ṣe pẹlu taper ti kii-conformances ati ki o gbele gbára on oniṣẹ fun afọwọṣe biinu. Ibeere fun interferometry lesa duro fun idoko-owo ṣugbọn o jẹ idalare fun awọn ohun elo ti n beere awọn ifarada ipele micron.

5 Ipari

Iwadi yii fi idi rẹ mulẹ pe isọdọtun pipe eto, lilo interferometry lesa fun aworan aṣiṣe jiometirika iwọn didun ati isanpada oludari CNC ti o tẹle, jẹ imunadoko gaan fun imukuro awọn aṣiṣe taper ni awọn ọpa ti o yipada CNC. Awọn abajade esiperimenta ṣe afihan awọn idinku ti o kọja 89%, iyọrisi taper ti o ku ni isalẹ 2µm/100mm. Ẹrọ ipilẹ jẹ isanpada deede ti awọn aṣiṣe ipo laini ati awọn iyapa angula (pitch, yaw) ninu awọn aake ọpa ẹrọ. Awọn ipinnu pataki ni:

1. Iṣaworan agbaye aṣiṣe jiometirika jẹ pataki fun idamo awọn iyapa kan pato ti o nfa taper.

2. Biinu taara ti awọn iyapa wọnyi laarin oluṣakoso CNC n pese ojutu ti o munadoko pupọ.

3. Ilana naa ṣafihan awọn ilọsiwaju pataki ni deede iwọn nipa lilo awọn irinṣẹ metrology boṣewa.