CNC төврүүлэх үед хамгийн их үр дүнд хүрэх зүүдний параметрүүдийг хэрхэн сонгох вэ

CNC төврүүлэх машиний зүүдний параметрүүдийн үндэс

Гурван үндсэн параметр: хүртэлх хурд, хоолойн хурд, хүртэлх гүн — түүднүүдийн хоорондын хамаарал ба физик хязгаарлал

CNC-ийн эргүүлэх үйлдлүүдэд гурван гол хүчин зүйл бүхнийг тодорхойлдог: нүүрний фут/минутаар хэмжигдэх хуурхай хурд, эргүүлэх нь дараа дараах инч/эргүүлэлтээр хэмжигдэх хоолойн хурд, архангийн гүн инч-ээр хэмжигддэг. Эдгээр хувьсагчид нягт хамтын ажилладог. Хүн хуурхай хурдыг ихэсгэх үед илүү дулаан үүсдэг, түүнд хуурхай хэрэгсэл хурдан дүүрч хөнгөвчлөхгүйн тулд хоолойн хурдыг ихэвчлэн бавтруулж сааруулдаг. Бодит дэлхийн хязгаарлалтуд ч байдаг. Дунд ангилалын машинууд ихэвчлэн 15–75 фунт-фут (lb-ft) хүртэлх момант хүчнийг хүлээж чаддаг. Бүтээдэг хэсгүүд хангалттай хатуу байх ёстой, хонхорхойн хөдөлгөөнүүд хүлээж чадах хязгаарт байх ёстой, мөн хуурхай хэрэгсэлүүд дүүрч хөнгөвчлөхгүйн тулд тодорхой хэмжээний дулааныг хүлээж чаддаг. Хуурхай хийдэг цэгт температур 400 градус Фаренгейт (204 Цельсий)-с дээш үүсвэл кратерийн дүүрч хөнгөвчлөх явц удаан явдаг. Нөгөө талаас, архангийн гүн хангалтгүй бол хуурхай хэрэгсэл материал дээр гулзайх бүтээдэг, цэвэр хуурхай хийдэггүй, үүнээс гадна гадаргуугийн чанар мууддэг, мөн ирмүүд хурдан дүүрч хөнгөвчлөдөг. Түүнийг зөв тохируулах нь хэд хэдэн зүйлийг нэгэн зэрэг авч үзэхийг шаарддаг: Роквелл C хэмжүүрээр хэмжигдэх материалын хатуу байдал, хуурхай хэрэгсэлийн хэлбэр, хөхрүүлэгч шингэн хүртлэх ёстой цэгт хүрдэг үү, мөн бүтээдэг хэсгийн үнэндүү хэлбэр.

Параметрүүдийн сонголт яагаад чухал вэ: CNC токарын станц дээр үйлдвэрлэлийн бүтээмж, хэрэгсэлийн үйлчилгээний хугацаа, гадаргуугийн чанар ба энергийн ашиглалтын үр дүнтэй бүтээмжийг тэнцвэртэй байлгах

Зөв параметрүүдийг тодорхойлох нь машин хэрхэн ажиллахад маш их өөрчлөлт авчирдаг. Хөрсний түвшин 15 орчим хувиар буурсан тохиолдолд хэрэгсэл нь 40 орчим хувиар удаан эдэлдэг бөгөөд 125 микроинч Ra-ээс доош түвшинд гадаргууг хангалттай нарийн байлгадаг. Харин нөгөө талд нь, параметрүүд нь зөв тохирохгүй бол асуудал хурдан үржих болно. Хэт гүнзгий хасах нь эд ангиудыг эвдэрдэг дүгнэлтэд хүргэдэг. Энэ нь хог хаягдлын түвшинг 25% хүртэл нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Хэрэв аюулгүй байдлыг хангахын тулд хэтэрхий болгоомжтой тохируулбал, үйлдвэрлэсэн зүйл бүрт эрчим хүчний төлбөр 20 хувиар өснө гэж салбарын мэдээллээр харагдаж байна. Энэ шилдэг цэгт хүрэх нь хэмжээг эвдэхгүйгээр (төгс хэсэгт 0.0005 инч дутагдалтай байх хэрэгтэй) эсвэл гадаргууг гэмтүүлэхгүйгээр материалыг хурдан гаргаж авах явдал юм. Тоног төхөөрөмжийн зардал нь зөвхөн тоног төхөөрөмж хийх зардлын 7-12 хувийг эзэлдэг. Тиймээс эдгээр тохируулгыг бага зэрэг ч гэсэн өөрчлөх нь бэлэн эд анги бүрийн зардлыг багасгаж, өөрөөрөө хохирсон цагийг хэмнэдэг.

CNC-ийн эргэлтийн машинны үр ашгийн хувьд хатуужуулалтын хурдг сайжруулах

Материалд хамаарах хурдны хязгаарлалт: Сталь, алюминий, инженерийн пластикүүдийн хувьд ISO-н зөвлөмжүүд ба дулааныхан хүртэлх дугуйралтын механик

Материалын физик шинж чанар нь хэр хурдан бодисыг үр дүнтэй бутлах боломжтой вэ гэдэгтээ тодорхой хязгаар тавидаг. ISO 3685 стандартын удирдамжийн дагуу нүүрстөрөгчийн цахилгаан төмөр нь минутын 100-150 метрийн дундаж дотор сайн ажилладаг. Үүнээс хэтрэх нь ихэвчлэн хэт их халуун үүсэхээс үүдэлтэй кратерын хуурайшилттай холбоотой асуудал үүсгэдэг. Алюмины элсэн хий нь 300-500 м/мин-ийн хооронд илүү өндөр хурдтай байдаг учир дулааныг илүү сайн дамжуулдаг. Гэхдээ хэрэгслийн хуудас сайн давхаргатай, эсвэл тоног төхөөрөмж боловсруулах үед хангалттай хүйтэн бодисыг хэрэглэхгүй бол хажууд нь үүсэх асуудал хэвээр байна PEEK зэрэг инженерчлэлийн пластикийн хувьд ажилчид 200 м/мин-ээс доош хатуу хурдтай байх хэрэгтэй. Үйлдвэрлэгчид зөвлөмжлөсөн хэмжээнээс хэтрүүлэн ажиллахад хэрэгслийн хэсгүүд нь ажиллагдаж буй материалд нунтагладаг диффузийн хувцас хэрэглэх тохиолдол үүсдэг. Энэ нь төхөөрөмжийг эвдэхээс гадна их хэмжээний үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагаанд солих зардлыг ихээхэн нэмэгдүүлж, заримдаа 40 хувиар нэмэгдүүлдэг.

Үр дүнлүүдийн парадокс: Хэдийгүй хүртэлх хурд нь хүртэлх хурдыг нь өсгөж, хүртэлх хурдыг нь бүүр унагаж – CNC төвөрт машин үйлдэгчдийн хувьд практик хязгаарууд

Хүртэлх хурдыг үлүүрхэн өсгөх нь тодорхой хэмжээгүй хүртэлх хурдыг нь сайжруулж, гэтэдүүр үр дүнлүүдийн хязгаарын цагт ирмүүр. Судалгаанууд зааж өгч буй, хүртэлх хурдын идеал хурдын дараа ойролцоогоор 20% өсгөх нь энергийн хэрэглээг ойролцоогоор 35% өсгөж мүүр. Яагаад? Учир нь хүртэлх хурд хэт өсгөх нь хүртэлх хүчний экспоненциал өсөлтийг үүрдүүр, хүртэлх хэрэгсэл хурдан дуусаж, түүнд илүү түүрхүүн үйлдэл эсвэл солилцоо шаардлагатай болой, ариутгах системүүд ч илүү хүчтэй ажиллах ёстой. Эдгээр үр дүнлүүдийн «дүүрэн цэгүүд» универсаль биш – түүд нь хүртэлх материалд их тулгуурлан хамаармүүр. Жишээлбэл, хөнгөн металлууд хүртэлх хурдын өндөр түвшинийг илүү сайн төдөрхөн хүлээн авмүүр, харин хатуу хавсралтууд илүү муу төдөрхөн хүлээн авмүүр.

Операторууд нь хүчдэлт үйлдлийн онцгой бүсийг тодорхойлохын тулд зөвхөн онолын бүртгэлд тулгуурлан бүлүүрт хүчдэлд хяналт тавихаас илүүд үйлдлийн үед хүчдэлд хяналт тавих ёстой — үүнд хүртэлмүүрт үйлдлийн хурд (MRR) нь энергийн алдагдалд хүртэл нь давамгайлах бүс.

Тогтвортой CNC токарын машиний ажиллагаанд хоолойн хурд ба хүртэлмүүрт гүнний координаци

Хоолойн хурдын хоёрхой үүрэг: гадаргуугийн шүүдэршүүлт (Ra) ба хажуугийн дүүрэн хүртэлмүүрт урьдчилан тодорхойлох нөлөөний тооцоолол

Хөрсний хурд нь хоёр талын эсрэг ажилладаг: энэ нь дууссан хэсгүүдийн хэчнээн тайван харагдах, эсвэл хатуу бутлуурын хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас Хөрсний хурд өсөхөд Ra-ийн үнэ цэнэ ч өсдөг. Судалгаанаас харахад нэг эргэлтэд 0.1 мм-ийн хэмжээгээр нэмж өгснөөр 20-40 хувьтай нь хатуу болж, энэ нь ямар материал нь хасагдаж байгаагаас, тоног төхөөрөмжийн байдалээс хамаарна. Үүний зэрэгцээ хэт их тэжээл тавих нь хэрэгслийн дээр илүү их дарамт үүсгэж, таталцах замаар нэмэлт дулаан үүсгэдэг бөгөөд энэ нь хэрэгслийн хажуугаар хувцаслах хурдацтай болдог. Энэ хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувца Дулааныг хянах нь хамгийн чухал болсон хатуу элсэлтийн хувьд машинч нар нь хэт хурдан хуурайшихгүйгээр гадаргууны чанар нь зөв байхын тулд тохиргоог сайжруулах хэрэгтэй.

Хүртэлх гүн бат байдлын тайлбар: CNC токарын машин дээр хөдөлгөөний хүчдүүрлэл (чаттер) үүсэхийг саархуулж, металл хасах хурдыг дамжуулж үр дүнтэй хийхийн тулд бат байдлын лобусын диаграммыг тайлбарлах

Нүүрний гүн нь боловсруулах процессын үеэр ямар хэмжээний материал хасагдах талаар чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Гэхдээ тогтвортой үйл ажиллагаа гэж үздэг зүйлээс шалтгаалан хязгаарлалт байдаг. Сэлбэгний хурд, DOC-ийн хэмжээнд ямар хольцоо хамгийн сайн ажилладаг вэ гэдгийг тодорхойлохдаа тогтвортой байдлын бүслэлийн зургууд нь хөдөлгөөн нь хүндэрэх бус багасах хандлагатай байдаг газрыг харуулдаг. Диаграмын хамгийн сайн цэгт, тухайлбал 1200 орчим эргэлт/миль, 3.5 мм DOC-тэй ажиллахдаа, дэлгүүрүүд стандарт тохируулгатай харьцуулахад 25-40 хувиар металлыг илүү сайн арилгадаг. Энэ нь 0.1 мм-ээс бага амплитудтай бухимдалтай дүүлцл CNC програмчдын хувьд машиндаа хамгийн их ашиг олохыг хүсч байгаа бол эдгээр тогтвортой байдлын зургийг програмчлалд оруулахад утга учиртай. Энэ нь тэдгээр нь хэт их хөдөлгөөнтэй болох асуудлуудаас зайлсхийхэд тусалдаг. Энэ нь нарийн ханан бүрэлдэхүүн хэсгүүд эсвэл тэсрэх нь хэтэрсэн урт хэрэгсэлтэй холбоотой үед маш чухал болдог. Учир нь DOC-ийн жижиг өөрчлөлтүүд нь зөв зохицуулагдахгүй бол яриа яриатай холбоотой том асуудал үүсгэж болно.

CNC токарный станцд хэрэглэх зүйлсийн материал-тодорхой параметр оптимизаци

Материалын зан үйлийг зөвхөн ямар тоог холбох талаар мэдэх биш, яагаад эдгээр тоо нь үнэн хэрэгтээ ажилладаг болохыг ойлгох явдал юм. Жишээ нь, алюмины элсэлтийг авч үзье. Тэд дулаан дамжуулах чадвартай учраас минутын дотор 200-300 метр хурдтай засах чадвартай. Гэхдээ хатуулуулсан зэстэй ажиллахдаа машинч нар бага зэрэг удаан хөдөлгөөн хийх хэрэгтэй. Композит нь өөр түүх. Эдгээр материалыг эргэлтэд 0.15 мм-ээс доош хангамжтайгаар маш болгоомжтой ажиллах шаардлагатай, эс бөгөөс бутлуурын давхарга нь боловсруулах явцад ялгараад эхэлнэ. Нөгөө талаас хүрэн нь илүү өршөөмөр бөгөөд нэг эргэлтэд 0.3 мм хүртэлх ханштай ханштай байдаг. Эдгээр материалын тодорхойлолыг буруу болговол дэлгүүрүүд эрчим хүчний төлбөрөө 25 хувиар өсгөж, хэрэгсэл нь маш их хэмжээгээр хумигдаж, үйлдвэрлэлийн зардал огцом өсөх болно.

Материалын түлшээр хангагдсан гурван калибрчилгаа чухал:

• Сонгиноо нягтлах чухалдамж : Улаан цэгтэй металлууд (жишээ нь, титаний) дулааны хуримтлалыг зохицуулахад бага хурд, хатуу хүйтэнжуулалтын хангамж шаарддаг
• Зэврэлт : Нүүрсний хүчтэй композит нь орлуулалтын хажуудыг хамгаалахын тулд хатуу дулаан (≤0,5 мм) хэрэгтэй
• БАРУУНДЫГ ХОЛДОН ШИДЭХҮЙ : зэс шиг гурил материал нь өндөр хатуу хучилттай өнцөг, үр дүнтэй чип сэвсэгт бөглөх нь хатуу хучилттай чипс болон баригдсан эрэгээс урьдчилан сэргийлэхэд тустай

Ийм тохируулгагүйгээр гадаргууны хатуурал (Ra) нь агаарын нисэх онгоцны ангилалд тохируулсан түвшингээс 150% -аас дээш 3.2 мкм-ээс хэтэрч, CNC эргүүрийн машиныг нарийн эд хөрөнгөээс дахин боловсруулах, хураах эх үүсвэр болгон хувиргаж

CNC эргүүлэгч машины параметрүүдийг оновчтой болгох арга

Тагучи-аас RSM-д: Статистик дизайн болон машин суралцахын хооронд олон зорилтын зорилгоор (хөөрөмжийн амьдрал, Ra, эрчим хүч) хэзээ ашиглах вэ

Тагучи-н туршилтын загвар зохиомж (Taguchi Design of Experiments) гэх мэт хуучин аргачлалууд нь урьдчилан шалгах үед зөвхөн 2–3 гол хүчин зүйлсийг судлахад хүртэл тун сайн үр дүн өгдөг. Эдгээр аргачлалууд нь гадаргуугийн шүүдэршүүлт (roughness) түвшнийг шалгах эсвэл хэрэгсэлийн үндамдүүр шүүдэршүүлт (tool wear) шинж чанарыг тодорхойлох гэх мэт хялбар зорилгоос хамаарах үед онцгой үр дүнтэй бөлгөөн. Түүнд хамаарах онцлог нь цөөн тооны туршилт болон хүнд компьютерийн бүрдүүлэлтүүдгүйгээр найдвартай өгөгдлүүд олж авах чадвар юм. Гэтэд, хэд хэдэн зөрчилдөөн зорилгоос хамаарах үед асуудал нарийн болдог. Жишээлбэл, хэрэгсэлийн үйлдлийн хугацааг уртасгаж, Ra утгыг багасгаж, нэмэлт энергийн хэрэглээг хориглож — бүх зорилгыг нэг зэрэг хангахын тулд яах вэ? Түүнд хариулт өгдөг аргачлал нь Хариу-гадаргуу аргачлал (Response Surface Methodology) юм. Энэ техник нь хувьсагчдын хоорондын нарийн шугаман бус хамаарлыг квадрат тэднүүд ашиглан шийддөг, үүн нь бодит машинажих үйлдлүүдэд тодорхой дулааны хязгаарлалтууд эсвэл механик тогтвортойн хязгаарлалтууд бүхлээр тодорхойлдөг үед тун чухал ач холбогдолтой.

Тагучигийн арга ба RSM нь бодит цаг хугацааны мэдрэгч мэдээллээр ажиллахдаа эсвэл үйлдвэрлэлийн бүлэг хоорондын зайлсхийшгүй материалын ялгаатай тохирохдоо тийм ч үр дүнтэй биш юм. Дэлгүүрүүд нь янз бүрийн мэдрэгчтэй бол, тэдгээр нь хөдөлгөөн, эргэмтэл хэр их хүч хэрэглэж байгаа, тэр ч байтугай боловсруулалтын үеэр хэрэгсэл хоцрогдсон дүрсүүдийг цуглуулдаг. Машин суралцах нь хуучин үеийн техникүүдээс илүү сайн ажилладаг. Нэг нэр хүндтэй сэтгүүлд нийтлэгдсэн судалгаагаар 17 мянга гаруй машин тоног төхөөрөмж ашигласны үр дүнд мэдрэлийн сүлжээний тусламжтайгаар нэг хэсгийн эрчим хүчний хэрэглээ 18 хувь буурч, хэрэгсэл 25 хувь илүү удаан ажилладаг болохыг тогтоосон байна. Эдгээр системүүд нь материалын жижиг өөрчлөлтийг олж илрүүлдэг бөгөөд RSM нь үүнийг огт харахгүй. Ихэнх үйлдвэрлэлийн давхаргын хувьд, үндсэн тохируулгын хяналтын хувьд уламжлалт статистикээс эхлэх нь утга учиртай. Гэхдээ компаниуд үйл ажиллагаагаа өргөжүүлж, олон төрлийн хэсгүүд бүхий CNC-ээр шилжүүлэх төвөгтэй процессыг тасралтгүй сайжруулахыг хүсвэл машин суралцах арга хэрэгсэл нэн чухал болно.

ТАВИГДАЛТ:

А: CNC эргэлтийн үйл ажиллагааг хянах гол хүчин зүйлүүд юу вэ?

А: Хамгийн гол хүчин зүйл нь хатуужил, хоолойны хурд, хатуужил. Эдгээр үзүүлэлтүүд нь машинны гүйцэтгэл, тоног төхөөрөмжийн урт удаан эдэлгээг тодорхойлохын тулд хамтран ажилладаг.

А: Яагаад CNC-ийн эргэлтийн машин дээр параметрүүдийн оптималчлал чухал вэ?

А: Энэ нь үр бүтээлч байдал, хэрэгслийн эдэлгээ, гадаргын чанар, эрчим хүчний үр ашигтай байдлыг тэнцвэртэй хангаж, зардал, хог хаягдлыг бууруулж, нарийвч хэмжилтийг баталгаажуулдаг.

А: Материалын тодорхой калибрчилгаа нь CNC эргэлтийн үйл ажиллагаанд хэрхэн нөлөөлдөг вэ?

А: Төрөл бүрийн материалууд нь дулаан, хатуужилт, хатуужилтын онцлогтой бөгөөд хатуужилтын үр дүнг сайжруулах, тоног төхөөрөмжийн хэтрүүлэн хувцаслахаас урьдчилан сэргийлэх зорилгоор тохируулсан калибрлах тохируулгыг шаарддаг.

А: CNC эргэлтийн параметрүүдийг сайжруулахын тулд ямар дэвшилтэт арга хэрэглэж болно?

А: Түүхий материал хэрэглэж, төхөөрөмжийн үйл ажиллагааны үр дүнг олж, хүртээмүүр бүтээдэг статистик загварчлалын арга зүйс (Тагучи загварчлал, хариуцлагын гадаргуугийн методологи) ба машин суралцах арга зүйс нь орчинд хамгийн тохиромжтой параметрүүдийг сонгож, инструментийн үйл ажиллагааны хугацааг уртасгах, гадаргуугийн чанарыг сайжруулах, энергийн хэрэглээг бүүрдүүлэх гэх мэт олон зорилгоор оптимизацийг хийхэд ашиглагдаж болно.