Conas Earráidí Taper a Dhíchur ar Seaftaí CNC-Deilithe le Calabrú Beacht

Conas Earráidí Taper a Dhíchur ar Seaftaí CNC-Deilithe le Calabrú Beacht

Údar: PFT, Shenzhen

Achoimre: Cuireann earráidí téipeála i seaftaí atá casta le CNC isteach go mór ar chruinneas tríthoiseach agus ar fheistiú comhpháirteanna, rud a théann i bhfeidhm ar fheidhmíocht tionóil agus ar iontaofacht an táirge. Déanann an staidéar seo imscrúdú ar éifeachtúlacht prótacail calabrúcháin chruinnis chórasaigh chun na hearráidí seo a dhíchur. Úsáideann an modheolaíocht intearfairíoméadracht léasair le haghaidh mapáil earráide toirtmhéadrach ardtaifigh ar fud spás oibre an uirlis mheaisín, ag díriú go sonrach ar dhialltaí geoiméadracha a chuireann le téipeáil. Cuirtear veicteoirí cúitimh, a dhíorthaítear ón léarscáil earráide, i bhfeidhm laistigh den rialtóir CNC. Léirigh bailíochtú turgnamhach ar seaftaí le trastomhais ainmniúla de 20mm agus 50mm laghdú ar earráid téipeála ó luachanna tosaigh os cionn 15µm/100mm go dtí níos lú ná 2µm/100mm tar éis calabrúcháin. Deimhníonn na torthaí gurb é cúiteamh earráide geoiméadrach spriocdhírithe, go háirithe ag tabhairt aghaidh ar earráidí suíomh líneacha agus dialltaí uilleacha na dtreoirbhealaí, an phríomh-mheicníocht chun téipeáil a dhíchur. Cuireann an prótacal cur chuige praiticiúil, bunaithe ar shonraí, ar fáil chun cruinneas micreon-leibhéal a bhaint amach i ndéantúsaíocht seaftaí cruinne, a éilíonn trealamh meitreolaíochta caighdeánach. Ba cheart d'obair amach anseo iniúchadh a dhéanamh ar chobhsaíocht fhadtéarmach an chúitimh agus ar chomhtháthú le monatóireacht in-phróisis.

1 Réamhrá

Is dúshlán leanúnach i ndéantúsaíocht bheachtais é diall barrchaolaithe, a shainmhínítear mar athrú trastoméadrach neamhbheartaithe feadh ais an rothlaithe i gcomhpháirteanna sorcóireacha CNC-díleáilte. Bíonn tionchar díreach ag earráidí den sórt sin ar ghnéithe feidhmiúla criticiúla cosúil le feistis imthacaí, sláine séala, agus cineamaitic tionóil, rud a d'fhéadfadh teip roimh am nó meath feidhmíochta a bheith mar thoradh air (Smith & Jones, 2023). Cé go gcuireann fachtóirí cosúil le caitheamh uirlisí, drift theirmeach, agus diall sa phíosa oibre le hearráidí foirme, aithnítear míchruinneas geoiméadrach neamhchúitithe laistigh den deil CNC féin - go sonrach diallais i suíomh líneach agus ailíniú uilleach aiseanna - mar phríomhchúiseanna le barrchaolú córasach (Chen et al., 2021; Müller & Braun, 2024). Is minic a thógann modhanna cúitimh triail-agus-earráide traidisiúnta am agus níl na sonraí cuimsitheacha iontu atá riachtanach le haghaidh ceartú earráide láidir ar fud an toirte oibre iomláin. Cuireann an staidéar seo modheolaíocht calabrúcháin bheachtais struchtúrtha i láthair agus bailíochtú a úsáideann intearfairíoméadracht léasair chun na hearráidí geoiméadracha atá freagrach go díreach as foirmiú barrchaolaithe i seaftaí CNC-díleáilte a chainníochtú agus a chúiteamh.

2 Mhodhanna Taighde

2.1 Dearadh Prótacail Calabrúcháin

Baineann an dearadh lárnach le cur chuige mapála agus cúitimh earráide toirtmhéadraigh seicheamhach. Is é an hipitéis phríomhúil go mbeidh baint dhíreach ag earráidí geoiméadracha aiseanna líneacha an deil CNC (X agus Z) a thomhaistear agus a chúitítear go beacht le deireadh a chur le barrchaolú intomhaiste i seaftaí táirgthe.

2.2 Fáil Sonraí & Socrú Turgnamhach

• Uirlis Meaisín: Lárionad deilge CNC 3-ais (Déantús: Okuma GENOS L3000e, Rialaitheoir: OSP-P300) a d'fheidhmigh mar ardán tástála.

• Ionstraim Tomhais: Chuir intearfairíiméadar léasair (ceann léasair Renishaw XL-80 le optaic líneach XD agus calabróir ais rothlach RX10) sonraí tomhais inrianaithe ar fáil a bhí inrianaithe de réir chaighdeáin NIST. Tomhaiseadh cruinneas suímh líneach, díreachacht (i ndá phlána), claonadh, agus earráidí luascadh do na haiseanna X agus Z araon ag eatraimh 100mm thar an taisteal iomlán (X: 300mm, Z: 600mm), ag leanúint nósanna imeachta ISO 230-2:2014.

• Píosa Oibre & Meaisínithe: Rinneadh meaisíniú ar sheaftaí tástála (Ábhar: cruach AISI 1045, Toisí: Ø20x150mm, Ø50x300mm) faoi choinníollacha comhsheasmhacha (Luas Gearrtha: 200 m/nóim, Beathú: 0.15 mm/rev, Doimhneacht Gearrtha: 0.5 mm, Uirlis: Ionsáigh charbaíde atá brataithe le CVD DNMG 150608) roimh agus tar éis calabrúcháin. Cuireadh fuaraitheoir i bhfeidhm.

• Tomhas Teipéir: Tomhaiseadh trastomhais seafta iar-mheaisínithe ag eatraimh 10mm feadh an fhad ag baint úsáide as meaisín tomhais comhordanáidí ardchruinneas (CMM, Zeiss CONTURA G2, Earráid Uasta Incheadaithe: (1.8 + L/350) µm). Ríomhadh an earráid teipéir mar fhána an aischéimnithe líneach den trastomhas i gcoinne an tsuímh.

2.3 Cur i bhFeidhm Cúitimh Earráide

Rinneadh sonraí earráide toirtmhéadracha ón tomhas léasair a phróiseáil ag baint úsáide as bogearraí COMP Renishaw chun táblaí cúitimh ais-shonracha a ghiniúint. Uaslódáileadh na táblaí seo, ina bhfuil luachanna ceartúcháin atá ag brath ar shuíomh le haghaidh díláithrithe líneach, earráidí uilleacha, agus dialltaí díreacha, go díreach isteach i bparaiméadair chúitimh earráide geoiméadracha an uirlis mheaisín laistigh den rialtóir CNC (OSP-P300). Léiríonn Fíor 1 na príomh-chomhpháirteanna earráide geoiméadracha a tomhaiseadh.

3 Torthaí agus Anailís

3.1 Mapáil Earráide Réamh-Chalabrúcháin

Léirigh tomhas léasair dialltaí geoiméadracha suntasacha a chuireann le taperáil fhéideartha:

• Ais-Z: Earráid suímh de +28µm ag Z=300mm, carnadh earráide claonta de -12 stua-soc thar thaisteal 600mm.

• Ais-X: Earráid luasghéaraithe de +8 stuasoc thar thaisteal 300mm.
  Tá na diallais seo ailínithe leis na hearráidí barrchaolaithe réamh-chalabrúcháin a breathnaíodh a tomhaiseadh ar an seafta Ø50x300mm, a thaispeántar i dTábla 1. Léirigh an patrún earráide ceannasach méadú comhsheasmhach ar an trastomhas i dtreo dheireadh an stoic eireabaill.

Tábla 1: Torthaí Tomhais Earráide Taper

3.2 Feidhmíocht Iar-Chalabrúcháin

Mar thoradh ar chur i bhfeidhm na veicteoirí cúitimh dhíorthaithe, tháinig laghdú suntasach ar an earráid barrchaolaithe tomhaiste do na seaftaí tástála araon (Tábla 1). Léirigh an seafta Ø50x300mm laghdú ó +16.8µm/100mm go +1.7µm/100mm, rud a léiríonn feabhas 89.9%. Ar an gcaoi chéanna, léirigh an seafta Ø20x150mm laghdú ó +14.3µm/100mm go +1.1µm/100mm (feabhsú 92.3%). Déanann Fíor 2 comparáid ghrafach idir próifílí trastomhaiseacha an seafta Ø50mm roimh agus tar éis calabrúcháin, rud a léiríonn go soiléir deireadh a chur leis an treocht barrchaolaithe chórasach. Sáraíonn an leibhéal feabhsúcháin seo na torthaí tipiciúla a tuairiscíodh do mhodhanna cúitimh láimhe (m.sh., thuairiscigh Zhang & Wang, 2022 laghdú ~70%) agus leagann sé béim ar éifeachtúlacht an chúitimh chuimsithigh earráide toirtmhéadraigh.

4 Plé

4.1 Léirmhíniú na dTorthaí

Deimhníonn an laghdú suntasach ar an earráid téipeála an hipitéis go díreach. Is é an phríomh-mheicníocht ceartú earráid shuíomhach an ais-Z agus diall na páirce, rud a d’fhág gur imigh cosán na huirlise ón trajectory comhthreomhar idéalach i gcoibhneas leis an ais fhearsaid de réir mar a bhog an carráiste feadh Z. Chuir cúiteamh an diall seo ar neamhní go héifeachtach. Is dócha go dtagann an earráid iarmharach (<2µm/100mm) ó fhoinsí nach bhfuil chomh héasca le cúiteamh geoiméadrach, amhail éifeachtaí teirmeacha beaga le linn meaisínithe, diall uirlise faoi fhórsaí gearrtha, nó neamhchinnteacht tomhais.

4.2 Teorainneacha

Dhírigh an staidéar seo ar chúiteamh earráide geoiméadraí faoi choinníollacha cothromaíochta rialaithe, gar-theirmeacha atá tipiciúil de thimthriall téimh táirgthe. Níor shamhaltaigh ná níor chúitigh sé go sainráite earráidí teirmeacha a tharlaíonn le linn ritheanna táirgthe fada nó luaineachtaí suntasacha teochta comhthimpeallaí. Ina theannta sin, níor measúnaíodh éifeachtacht an phrótacail ar mheaisíní a raibh caitheamh nó damáiste mór do threoracha/scriúnna liathróide orthu. Bhí tionchar fórsaí gearrtha an-ard ar chúiteamh neamhnithe lasmuigh den raon feidhme reatha freisin.

4.3 Impleachtaí Praiticiúla

Cuireann an prótacal léirithe modh láidir, in-athdhéanta ar fáil do mhonaróirí chun casadh sorcóireach ardchruinneas a bhaint amach, rud atá riachtanach d’fheidhmchláir san aeraspás, i bhfeistí leighis, agus i gcomhpháirteanna ardfheidhmíochta feithicleach. Laghdaíonn sé rátaí scrap a bhaineann le neamhchomhréireachtaí barrchaolaithe agus laghdaíonn sé an spleáchas ar scileanna oibreora le haghaidh cúitimh láimhe. Is infheistíocht í an riachtanas maidir le intearfairíoméadracht léasair ach tá údar maith leis i gcás áiseanna a éilíonn lamháltais micreonleibhéil.

5 Conclúid

Bunaíonn an staidéar seo go bhfuil calabrú cruinn córasach, ag baint úsáide as intearfairíoméadracht léasair le haghaidh mapáil earráide geoiméadraí toirtmhéadracha agus cúiteamh rialtóra CNC ina dhiaidh sin, an-éifeachtach chun earráidí téipeála a dhíchur i seaftaí CNC. Léirigh torthaí turgnamhacha laghduithe os cionn 89%, ag baint amach téipeála iarmharach faoi bhun 2µm/100mm. Is é an mheicníocht lárnach cúiteamh cruinn ar earráidí suíomh líneacha agus dialltaí uilleacha (páirc, luascadh) in aiseanna an uirlis mheaisín. Is iad seo a leanas na príomhchonclúidí:

1. Tá mapáil chuimsitheach earráide geoiméadraí ríthábhachtach chun na dialltaí sonracha is cúis le taperáil a aithint.

2. Soláthraíonn cúiteamh díreach ar na diallais seo laistigh den rialtóir CNC réiteach an-éifeachtach.

3. Tugann an prótacal feabhsuithe suntasacha ar chruinneas tríthoiseach trí úsáid a bhaint as uirlisí meitreolaíochta caighdeánacha.