វិធីលុបបំបាត់កំហុសឆ្គងលើអ័ក្ស CNC ជាមួយនឹងការក្រិតតាមខ្នាតច្បាស់លាស់

វិធីលុបបំបាត់កំហុសឆ្គងលើអ័ក្ស CNC ជាមួយនឹងការក្រិតតាមខ្នាតច្បាស់លាស់

អ្នកនិពន្ធ: PFT, Shenzhen

អរូបី៖ កំហុសឆ្គងនៅក្នុងចង្កឹះដែលបត់ CNC ធ្វើឱ្យប៉ះពាល់ដល់ភាពត្រឹមត្រូវនៃវិមាត្រ និងសមទៅនឹងសមាសធាតុ ដែលប៉ះពាល់ដល់ដំណើរការដំឡើង និងភាពជឿជាក់នៃផលិតផល។ ការសិក្សានេះស៊ើបអង្កេតពីប្រសិទ្ធភាពនៃពិធីការក្រិតតាមខ្នាតភាពជាក់លាក់ជាប្រព័ន្ធសម្រាប់ការលុបបំបាត់កំហុសទាំងនេះ។ វិធីសាស្រ្តប្រើប្រាស់ឡាស៊ែរ interferometry សម្រាប់ការគូសផែនទីកំហុសបរិមាណដែលមានដំណោះស្រាយខ្ពស់នៅទូទាំងកន្លែងធ្វើការរបស់ឧបករណ៍ម៉ាស៊ីន ជាពិសេសកំណត់គោលដៅគម្លាតធរណីមាត្រដែលរួមចំណែកដល់ការបង្រួម។ វ៉ិចទ័រសំណងដែលបានមកពីផែនទីកំហុសត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងឧបករណ៍បញ្ជា CNC ។ ការសាកល្បងសុពលភាពលើអ័ក្សដែលមានអង្កត់ផ្ចិតបន្ទាប់បន្សំនៃ 20mm និង 50mm បានបង្ហាញពីការថយចុះនៃកំហុស taper ពីតម្លៃដំបូងលើសពី 15µm/100mm ទៅតិចជាង 2µm/100mm ក្រោយការក្រិតតាមខ្នាត។ លទ្ធផលបញ្ជាក់ថា សំណងកំហុសធរណីមាត្រដែលបានកំណត់គោលដៅ ជាពិសេសការដោះស្រាយកំហុសទីតាំងលីនេអ៊ែរ និងគម្លាតជ្រុងនៃផ្លូវណែនាំ គឺជាយន្តការចម្បងសម្រាប់ការលុបបំបាត់កាន់តែតិច។ ពិធីការផ្តល់នូវវិធីសាស្រ្តជាក់ស្តែង និងជំរុញដោយទិន្នន័យសម្រាប់ការសម្រេចបាននូវភាពត្រឹមត្រូវកម្រិតមីក្រូនក្នុងការផលិតស្ពែមភាពជាក់លាក់ ដែលទាមទារឧបករណ៍វាស់ស្ទង់ស្តង់ដារ។ ការងារនាពេលអនាគតគួរតែស្វែងយល់ពីស្ថេរភាពរយៈពេលវែងនៃសំណង និងការរួមបញ្ចូលជាមួយការត្រួតពិនិត្យក្នុងដំណើរការ។

1 សេចក្តីផ្តើម

គម្លាតតិច ដែលកំណត់ថាជាការបំរែបំរួល diametric ដោយអចេតនាតាមអ័ក្សនៃការបង្វិលនៅក្នុងសមាសធាតុស៊ីឡាំងដែលបត់ CNC នៅតែជាបញ្ហាប្រឈមក្នុងការផលិតភាពជាក់លាក់។ កំហុសបែបនេះជះឥទ្ធិពលដោយផ្ទាល់ទៅលើទិដ្ឋភាពមុខងារសំខាន់ៗដូចជា ប្រដាប់ទ្រនាប់ ភាពស៊ីសង្វាក់ត្រា និង kinematics ការជួបប្រជុំគ្នា ដែលអាចនាំឱ្យមានការបរាជ័យមុនអាយុ ឬការថយចុះនៃដំណើរការ (Smith & Jones, 2023) ។ ខណៈពេលដែលកត្តាដូចជាការពាក់ឧបករណ៍ ការរសាត់ដោយកម្ដៅ និងការផ្លាតរបស់ workpiece រួមចំណែកដល់ការបង្កើតកំហុស ភាពមិនត្រឹមត្រូវនៃធរណីមាត្រដែលមិនអាចផ្តល់សំណងនៅក្នុងម៉ាស៊ីន CNC ខ្លួនវា—ជាពិសេសគម្លាតនៅក្នុងទីតាំងលីនេអ៊ែរ និងការតម្រឹមជ្រុងនៃអ័ក្ស — ត្រូវបានកំណត់ថាជាមូលហេតុចម្បងសម្រាប់ taper ជាប្រព័ន្ធ (Chen et al., 2020) ។ វិធីសាស្ត្រសំណងសាកល្បង និងកំហុសបែបប្រពៃណី ច្រើនតែចំណាយពេលច្រើន ហើយខ្វះទិន្នន័យដ៏ទូលំទូលាយដែលត្រូវការសម្រាប់ការកែកំហុសដ៏រឹងមាំនៅទូទាំងទំហំការងារទាំងមូល។ ការសិក្សានេះបង្ហាញ និងធ្វើឱ្យមានសុពលភាពនូវវិធីសាស្រ្តនៃការក្រិតតាមខ្នាតភាពជាក់លាក់ដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធដោយប្រើប្រាស់ឡាស៊ែរ interferometry ដើម្បីកំណត់បរិមាណ និងទូទាត់សងសម្រាប់កំហុសធរណីមាត្រដែលទទួលខុសត្រូវដោយផ្ទាល់ចំពោះការបង្កើតដ៏តឹងរ៉ឹងនៅក្នុងអ័ក្សដែលងាក CNC ។

2 វិធីសាស្រ្តស្រាវជ្រាវ

2.1 ការរចនាពិធីការ Calibration

ការរចនាស្នូលពាក់ព័ន្ធនឹងការគូសផែនទីកំហុសតាមលំដាប់លំដោយ និងវិធីសាស្រ្តសំណង។ សម្មតិកម្មបឋមដែលសន្មត់ថាបានវាស់វែងយ៉ាងជាក់លាក់និងទូទាត់កំហុសធរណីមាត្រនៃអ័ក្សលីនេអ៊ែររបស់ CNC ក្រឡឹង (X និង Z) នឹងទាក់ទងដោយផ្ទាល់ជាមួយនឹងការលុបបំបាត់ taper ដែលអាចវាស់វែងបាននៅក្នុងអ័ក្សដែលបានផលិត។

2.2 ការទិញយកទិន្នន័យ និងការដំឡើងសាកល្បង

• ឧបករណ៍ម៉ាស៊ីន៖ មជ្ឈមណ្ឌលបង្វិល CNC អ័ក្ស 3 (បង្កើត៖ Okuma GENOS L3000e, ឧបករណ៍បញ្ជា៖ OSP-P300) បានបម្រើការជាវេទិកាសាកល្បង។

• ឧបករណ៍វាស់ស្ទង់៖ ឡាស៊ែរ interferometer (ក្បាលឡាស៊ែរ Renishaw XL-80 ជាមួយអុបទិកលីនេអ៊ែរ XD និង RX10 rotary axis calibrator) បានផ្តល់ទិន្នន័យរង្វាស់ដែលអាចតាមដានបានតាមស្តង់ដារ NIST ។ ភាពត្រឹមត្រូវនៃទីតាំងលីនេអ៊ែរ ភាពត្រង់ (ក្នុងយន្តហោះពីរ) ជម្រេ និងកំហុសឆ្គងសម្រាប់ទាំងអ័ក្ស X និង Z ត្រូវបានវាស់នៅចន្លោះពេល 100mm លើការធ្វើដំណើរពេញលេញ (X: 300mm, Z: 600mm) តាមនីតិវិធី ISO 230-2:2014។

• Workpiece & Machining: កំណាត់សាកល្បង (សម្ភារៈ៖ ដែកថែប AISI 1045, វិមាត្រ: Ø20x150mm, Ø50x300mm) ត្រូវបានម៉ាស៊ីនក្រោមលក្ខខណ្ឌស្របគ្នា (ល្បឿនកាត់: 200 m/min, feed: 0.15 mm/rev, depth of cut: 0.5 mm carcination, co: 0.5 mm) 150608) ទាំងមុន និងក្រោយការក្រិត។ Coolant ត្រូវបានអនុវត្ត។

• ការវាស់ស្ទង់ Taper: អង្កត់ផ្ចិតក្រោយម៉ាស៊ីនត្រូវបានវាស់នៅចន្លោះពេល 10mm តាមបណ្តោយប្រវែងដោយប្រើម៉ាស៊ីនវាស់កូអរដោណេដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ (CMM, Zeiss CONTURA G2, កំហុសដែលអាចអនុញ្ញាតបានអតិបរមា: (1.8 + L/350) µm) ។ កំហុស Taper ត្រូវបានគណនាជាជម្រាលនៃតំរែតំរង់លីនេអ៊ែរនៃអង្កត់ផ្ចិតធៀបនឹងទីតាំង។

2.3 ការអនុវត្តសំណងកំហុស

ទិន្នន័យកំហុស Volumetric ពីការវាស់វែងឡាស៊ែរត្រូវបានដំណើរការដោយប្រើកម្មវិធី COMP របស់ Renishaw ដើម្បីបង្កើតតារាងសំណងតាមអ័ក្សជាក់លាក់។ តារាងទាំងនេះដែលមានតម្លៃកែតម្រូវអាស្រ័យលើទីតាំងសម្រាប់ការផ្លាស់ទីលំនៅលីនេអ៊ែរ កំហុសមុំ និងគម្លាតភាពត្រង់ ត្រូវបានដាក់បញ្ចូលដោយផ្ទាល់ទៅក្នុងប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំណងកំហុសធរណីមាត្ររបស់ឧបករណ៍ម៉ាស៊ីននៅក្នុងឧបករណ៍បញ្ជា CNC (OSP-P300) ។ រូបភាពទី 1 បង្ហាញពីសមាសធាតុកំហុសធរណីមាត្របឋមដែលបានវាស់វែង។

3 លទ្ធផលនិងការវិភាគ

3.1 ការគូសផែនទីកំហុសការក្រិតជាមុន

ការវាស់ឡាស៊ែរបង្ហាញពីគម្លាតធរណីមាត្រសំខាន់ៗដែលរួមចំណែកដល់ការបន្ថយសក្តានុពល៖

• អ័ក្ស Z៖ កំហុសទីតាំងនៃ +28µm នៅ Z = 300mm ការប្រមូលផ្តុំកំហុសឆ្គងនៃ -12 arcsec លើការធ្វើដំណើរ 600mm ។

• អ័ក្ស X៖ កំហុស Yaw នៃ +8 arcsec លើការធ្វើដំណើរ 300mm ។
  គម្លាតទាំងនេះស្របនឹងកំហុសឆ្គងនៃការក្រិតតាមខ្នាតមុនដែលបានសង្កេតឃើញនៅលើអ័ក្សØ50x300មម ដែលបង្ហាញក្នុងតារាងទី 1។ លំនាំកំហុសលេចធ្លោបានបង្ហាញពីការកើនឡើងនៃអង្កត់ផ្ចិតដែលជាប់គ្នាឆ្ពោះទៅកាន់ផ្នែកខាងចុង។

តារាងទី 1៖ លទ្ធផលរង្វាស់កំហុសតិច

3.2 ការអនុវត្តក្រោយការក្រិតតាមខ្នាត

ការអនុវត្តវ៉ិចទ័រសំណងដែលបានមកពីលទ្ធផលបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំងនូវកំហុសឆ្គងដែលវាស់វែងសម្រាប់អ័ក្សសាកល្បងទាំងពីរ (តារាងទី 1) ។ អ័ក្ស Ø50x300mm បង្ហាញពីការកាត់បន្ថយពី +16.8µm/100mm ទៅ +1.7µm/100mm ដែលតំណាងឱ្យការកែលម្អ 89.9% ។ ដូចគ្នានេះដែរ អ័ក្សØ20x150mm បានបង្ហាញពីការថយចុះពី +14.3µm/100mm ទៅ +1.1µm/100mm (92.3% ប្រសើរឡើង)។ រូបភាពទី 2 ប្រៀបធៀបក្រាហ្វិកនៃទម្រង់ diametric នៃ shaft Ø50mm មុន និងក្រោយការក្រិតតាមខ្នាត ដែលបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់ពីការលុបបំបាត់និន្នាការ taper ជាប្រព័ន្ធ។ កម្រិតនៃការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនេះលើសពីលទ្ធផលធម្មតាដែលបានរាយការណ៍សម្រាប់វិធីសាស្ត្រសំណងដោយដៃ (ឧ. Zhang & Wang, 2022 បានរាយការណ៍ថា ~ 70% កាត់បន្ថយ) និងបង្ហាញពីប្រសិទ្ធភាពនៃសំណងកំហុសបរិមាណដ៏ទូលំទូលាយ។

4 ការពិភាក្សា

4.1 ការបកស្រាយលទ្ធផល

ការកាត់បន្ថយយ៉ាងសំខាន់នៃកំហុសឆ្គង ធ្វើឱ្យមានសុពលភាពដោយផ្ទាល់នូវសម្មតិកម្ម។ យន្តការចម្បងគឺការកែកំហុសទីតាំងអ័ក្ស Z និងគម្លាតទីលាន ដែលបណ្តាលឱ្យផ្លូវឧបករណ៍បង្វែរចេញពីគន្លងប៉ារ៉ាឡែលដ៏ល្អដែលទាក់ទងទៅនឹងអ័ក្សវិល ដោយសាររទេះរុញតាមបណ្តោយ Z ។ កំហុសដែលនៅសេសសល់ (<2µm/100mm) ទំនងជាកើតចេញពីប្រភពដែលមិនសូវសមស្របទៅនឹងសំណងធរណីមាត្រ ដូចជាឥទ្ធិពលកម្ដៅនាទីកំឡុងពេលម៉ាស៊ីន ការផ្លាតឧបករណ៍នៅក្រោមកម្លាំងកាត់ ឬភាពមិនច្បាស់លាស់នៃការវាស់វែង។

4.2 ដែនកំណត់

ការសិក្សានេះបានផ្តោតទៅលើសំណងកំហុសធរណីមាត្រដែលស្ថិតក្រោមការគ្រប់គ្រង និងលក្ខខណ្ឌលំនឹងកម្ដៅដែលមានលក្ខណៈធម្មតានៃវដ្តកំដៅផលិតកម្ម។ វាមិនបានធ្វើគំរូ ឬទូទាត់សងសម្រាប់កំហុសឆ្គងដែលបណ្តាលមកពីកម្ដៅដែលកើតឡើងក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការផលិតកម្មដែលបានពង្រីក ឬការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាពជុំវិញដ៏សំខាន់នោះទេ។ លើសពីនេះ ប្រសិទ្ធភាពនៃពិធីការលើម៉ាស៊ីនដែលមានការពាក់ធ្ងន់ធ្ងរ ឬខូចខាតដល់ផ្លូវណែនាំ/បាល់វីសមិនត្រូវបានគេវាយតម្លៃឡើយ។ ឥទ្ធិពលនៃកម្លាំងកាត់ខ្ពស់ខ្លាំងលើសំណងដែលចាត់ទុកជាមោឃៈក៏ហួសពីវិសាលភាពបច្ចុប្បន្នដែរ។

4.3 ផលប៉ះពាល់ជាក់ស្តែង

ពិធីការដែលបានបង្ហាញផ្តល់ឱ្យក្រុមហ៊ុនផលិតនូវវិធីសាស្រ្តដ៏រឹងមាំ និងអាចធ្វើម្តងទៀតបានសម្រាប់ការសម្រេចបាននូវការបង្វិលរាងស៊ីឡាំងដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ ចាំបាច់សម្រាប់កម្មវិធីនៅក្នុងលំហអាកាស ឧបករណ៍វេជ្ជសាស្ត្រ និងសមាសធាតុរថយន្តដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។ វាកាត់បន្ថយអត្រាសំណល់អេតចាយដែលជាប់ទាក់ទងនឹងការមិនអនុលោមតាមភាពយឺតយ៉ាវ និងកាត់បន្ថយការពឹងផ្អែកលើជំនាញប្រតិបត្តិករសម្រាប់សំណងដោយដៃ។ តម្រូវការសម្រាប់ interferometry ឡាស៊ែរតំណាងឱ្យការវិនិយោគមួយ ប៉ុន្តែមានភាពយុត្តិធម៌សម្រាប់គ្រឿងបរិក្ខារដែលទាមទារការអត់ធ្មត់កម្រិតមីក្រូ។

5 សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

ការសិក្សានេះបង្កើតឱ្យឃើញថា ការក្រិតតាមខ្នាតភាពជាក់លាក់ជាប្រព័ន្ធ ដោយប្រើឡាស៊ែរ interferometry សម្រាប់ការគូសផែនទីកំហុសធរណីមាត្របរិមាណ និងសំណងឧបករណ៍បញ្ជា CNC ជាបន្តបន្ទាប់ មានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ក្នុងការលុបបំបាត់កំហុសតូចតាចនៅក្នុងម៉ាស៊ីន CNC ។ លទ្ធផលពិសោធន៍បានបង្ហាញពីការកាត់បន្ថយលើសពី 89% ដោយសម្រេចបាននូវសំណល់តិចជាង 2µm/100mm។ យន្តការស្នូលគឺជាសំណងត្រឹមត្រូវនៃកំហុសទីតាំងលីនេអ៊ែរ និងគម្លាតជ្រុង (ជម្រេ យ៉ាវ) នៅក្នុងអ័ក្សរបស់ឧបករណ៍ម៉ាស៊ីន។ ការសន្និដ្ឋានសំខាន់ៗគឺ៖

1. ការគូសផែនទីកំហុសធរណីមាត្រដ៏ទូលំទូលាយគឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់កំណត់អត្តសញ្ញាណគម្លាតជាក់លាក់ដែលបណ្តាលឱ្យមានភាពតានតឹង។

2. សំណងដោយផ្ទាល់នៃគម្លាតទាំងនេះនៅក្នុងឧបករណ៍បញ្ជា CNC ផ្តល់នូវដំណោះស្រាយដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។

3. ពិធីការផ្តល់នូវការកែលម្អយ៉ាងសំខាន់នៅក្នុងភាពត្រឹមត្រូវនៃវិមាត្រដោយប្រើឧបករណ៍វាស់ស្ទង់ស្តង់ដារ។