هنگامی که اکثر مردم «ماشینکاری CNC با دقت بالا» را می شنوند، بلافاصله به تلرانس های محدود فکر می کنند، شاید 0.001 ± یا بهتر. مطمئناً این بخشی از آن است، اما یک نقطه شروع است، نه خط پایان. چالش واقعی فقط یک بار زدن یک عدد در نقاشی نیست. به طور مداوم در قسمت شماره 1 و قسمت شماره 10001 در سراسر هندسه های پیچیده و مواد نابخشودنی به آن ضربه می زند. بسیاری از مغازه‌ها ادعا می‌کنند که این کار را انجام می‌دهند، اما شکاف بین ادعا و تحویل جایی است که کار واقعی - و اشتباهات پرهزینه - اتفاق می‌افتد.
بنیاد: این فقط در مورد ماشین نیست
هر کسی می تواند یک آسیاب 5 محوره گران قیمت بخرد. ماشین یک پیش نیاز است، اما این اکوسیستم اطراف آن است که دقت واقعی را تعیین می کند. من در مورد کنترل محیطی صحبت می کنم. ما این را سالها پیش به سختی یاد گرفتیم. کار ماشینکاری مجموعه ای از محفظه های حسگر آلومینیومی را داشت که موقعیت واقعی 0.005 میلی متر را داشت. قطعات در صبح عالی بودند، اما تا اواسط بعد از ظهر، از مشخصات فنی خارج می‌شوند. یک هفته طول کشید تا آن را به دمای مغازه که از صبح خنک فقط 4 درجه سانتیگراد افزایش می‌داد، ردیابی کنیم. انبساط حرارتی در ساختار دستگاه، قطعه و حتی ابزارآلات به اندازه ای بود که همه چیز را از بین ببرد. این زمانی بود که ما روی کنترل کامل آب و هوا برای کف ماشینکاری سرمایه گذاری کردیم. این یک هزینه هنگفت و غیر جذاب است که در بروشورهای ماشینی نشان داده نمی شود، اما غیرقابل مذاکره است.
سپس مدیریت ابزار وجود دارد. برای شرکتی مثل Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY)که به طور معمول مواد سختی مانند آلیاژهای مبتنی بر کبالت را ماشینکاری می کند، سایش ابزار یک رویداد خطی نیست. این متغیری است که باید در برنامه نویسی خود آن را پیش بینی و جبران کنید. وقتی در حال تعقیب میکرون هستید، نمی‌توانید ابزاری را تا حد شکست اجرا کنید. ما یک سیستم نظارت بر عمر ابزار منضبط را پیاده سازی می کنیم، اما حتی آن نیز نیاز به یک لایه انسانی دارد. صدای بریدگی، ظاهر کوتوله - ماشین‌کاران باتجربه حسی نسبت به آن پیدا می‌کنند. این ترکیبی از فرآیند سفت و سخت و شهود چاشنی است که شما را به آنجا می رساند.
و تثبیت. اینجاست که بسیاری از مشاغل به سمت و سویی می روند. شما می‌توانید دقیق‌ترین دوک را در جهان داشته باشید، اما اگر قطعه یک میکرون در طول یک پاس سخت سنگین حرکت کند، همه چیز بیهوده است. برای اجزای جدار نازک رایج در ریخته‌گری‌های سرمایه‌گذاری که انجام می‌دهیم، طراحی ثابتی که پشتیبانی سفت و سخت بدون ایجاد استرس یا اعوجاج را فراهم می‌کند، خود یک هنر است. گاهی اوقات، مرحله طراحی فیکسچر و نمونه سازی بیشتر از برنامه نویسی CAM طول می کشد.
مسائل مادی: کارت وحشی در دقت
برگه مشخصات برای ماشینکاری CNC با دقت بالا اغلب رفتار مادی را نادیده می گیرد. کار با طیف وسیعی از QSY - از چدن ها و فولادهای مختلف گرفته تا آلیاژهای عجیب و غریب مبتنی بر نیکل - به این معنی است که شما فقط فلز را برش نمی دهید. شما در حال مذاکره با آن هستید هر ماده ای شخصیت خاص خود را در زیر کاتر دارد.
17-4 PH ضد زنگ، یک ماده به اندازه کافی رایج است. در شرایط درمان شده با محلول، لثه ای است و دوست دارد سخت کار کند. اگر فیدها و سرعت‌های شما با یک حاشیه کم است، شما فقط یک ابزار نمی‌پوشید. شما در حال ایجاد یک سطح سخت شده هستید که پاس بعدی با آن مبارزه می کند و لرزش و دقت را از بین می برد. شما باید به طور تهاجمی زیر آن لایه سخت شده قرار بگیرید، که وقتی سعی می کنید دقیق باشید، کاملاً غیر شهودی به نظر می رسد. برعکس، ماشینکاری یک چدن شکننده برای یک منیفولد هیدرولیک نیازمند رویکردی متفاوت برای جلوگیری از خرد شدن ریز در لبه‌ها است که می‌تواند سطوح آب‌بند را خراب کند.
آزمایش واقعی با آلیاژهای خاص همراه است. ما سال گذشته یک دسته از اجزای توربین Inconel 718 را ماشینکاری کردیم. تنش پسماند از فرآیند ریخته گری سرمایه گذاری قابل توجه بود. ابتدا یک برش زیبا می‌گیرید، آن قطعه روی CMM بی‌نقص به نظر می‌رسد، سپس آن را برمی‌گردانید، طرف دیگر را ماشین می‌دهید، و با وحشت به تاب برداشتن آن نگاه می‌کنید. دقت نه در حین برش، بلکه پس از توزیع مجدد تنش های داخلی مواد از بین رفت. راه حل شامل یک فرآیند چند مرحله ای بود: یک چرخه تنش زدایی پس از خشن کردن، سپس نیمه تمام کردن، یک تثبیت دیگر، و در نهایت ماشینکاری نهایی. زمان و هزینه را اضافه کرد، اما تنها راه تضمین ثبات ابعادی مورد نیاز بود. این در هیچ کتابچه راهنمای ماشینکاری استانداردی وجود ندارد. از طریق تکرار و گاهی اوقات شکست آموخته می شود.
زنجیره فرآیند: از ریخته گری تا قسمت نهایی
رویکرد یکپارچه ما در QSY، که هم ریخته‌گری قالب/سرمایه‌گذاری پوسته و هم ماشینکاری CNC داخلی را پوشش می‌دهد، نقطه‌نظر منحصربه‌فردی را فراهم می‌کند. دقت واقعی اغلب خیلی قبل از اینکه قطعه در دستگاه CNC بارگیری شود شروع می شود. یک ریخته‌گری با طراحی ضعیف با ضخامت دیواره یا انقباض داخلی ناسازگار با شما در تمام مراحل در حین ماشینکاری مبارزه می‌کند، مهم نیست که برنامه‌نویس شما چقدر خوب باشد.
ما دریافتیم که همکاری با مهندسین ریخته گری از مرحله CAD حیاتی است. این در مورد طراحی برای تولید از هر دو منظر است. به عنوان مثال، ممکن است پیشنهاد کنیم یک پد کوچک قربانی بر روی ریخته‌گری اضافه کنیم - یک نقطه مکانی که در عملیات نهایی ماشینکاری می‌شود - تا اطمینان حاصل شود که یک داده بکر و ثابت برای همه تنظیمات ماشینکاری خود داریم. این نوع برنامه ریزی متقابل، منبع عظیمی از تنوع را از بین می برد.
پیوند مهم دیگر بازرسی مقاله اول است. وقتی دسته ای از ریخته گری ها به بخش ماشینکاری می آیند، ما فقط مدل CAD را انجیل فرض نمی کنیم. ما یک نمونه ریخته گری را اسکن سه بعدی می کنیم تا یک مدل واقعی ایجاد کنیم. این به برنامه نویسان CAM اجازه می دهد تا مسیرهای ابزار خود را کمی تنظیم کنند تا تغییرات جزئی در ابعاد ریخته گری را در نظر بگیرند. این در مورد انطباق با واقعیت است، نه فقط پیروی از یک ایده آل نظری. این مرحله با جلوگیری از برش هوای ابزار به دلیل نازک‌تر بودن 0.5 میلی‌متر دیوار از اسمی یا سقوط به دلیل ضخیم‌تر بودن، مشاغل بی‌شماری را از ضایعات نجات داده است.
دقت اندازه گیری: CMM یک قاضی است، نه یک شریک
این ممکن است بدعت آمیز به نظر برسد، اما تکیه صرفاً به گزارش CMM برای ثبت نام یک دام است. ماشین‌های اندازه‌گیری مختصات ابزارهای باورنکردنی و ضروری هستند، اما یک عکس فوری به شما می‌دهند، نه فیلم کامل. یک قطعه می تواند کاملاً روی میز گرانیتی CMM اندازه گیری کند، اما در عملکرد خود دچار مشکل می شود. ما در هر کجا که ممکن است به دنبال سنجش عملکردی هستیم.
من یک بدنه شیر پیچیده با چندین پورت زاویه دار را به یاد دارم. گزارش CMM نشان داد که تمام تلورانس‌های موقعیتی در محدوده 0.01 میلی‌متر بوده و در محدوده 0.02 میلی‌متر است. اما وقتی مشتری سعی کرد آن را مونتاژ کند، قطعات جفت شونده با هم تراز نمی شوند. موضوع؟ CMM هر محور حفره را مستقل از ساختار مبنا اندازه گیری می کرد. تجمع انباشته خطاهای زاویه‌ای کوچک در سراسر قطعه، که نرم‌افزار CMM در تئوری به درستی پردازش می‌کرد، احساس دنیای واقعی مونتاژ را به تصویر نمی‌کشید. ما در نهایت یک سنج عملکردی فولادی سخت شده ساختیم که از اجزای جفت گیری واقعی تقلید می کرد. قسمت باید با یک حس خاص روی گیج کلیک می کرد. آن سنج، نه گزارش CMM، داور نهایی کیفیت شد.
پرداخت سطح یکی دیگر از ابعاد دقت است که اغلب کمتر گزارش شده است. یک قطعه می تواند از نظر ابعادی عالی باشد اما سطح ضعیفی داشته باشد که باعث سایش بیش از حد می شود یا از آب بندی مناسب جلوگیری می کند. برای قطعات هیدرولیک، ما اغلب مقادیر Ra و Rz را در سطوح مهم آب بندی مشخص و تأیید می کنیم. این فقط در مورد ظاهر نیست. این در مورد عملکرد است. این امر مستلزم ترکیب مناسبی از استراتژی مسیر ابزار، هندسه دماغه ابزار، درجه درج و کاربرد مایع خنک‌کننده است – که همگی برای مواد خاصی از موجودی QSY، چه آهن انعطاف‌پذیر یا فولاد ضد زنگ، به‌خوبی تنظیم شده‌اند.
عنصر انسانی: جایی که الگوریتم متوقف می شود
در نهایت، شما نمی توانید قضاوت را خودکار کنید. پیچیده‌ترین نرم‌افزار CAM نمی‌تواند به شما بگوید که یک مسیر ابزار خاص، اگرچه کارآمد است، اما یک لرزش هارمونیک در یک ویژگی بلند و باریک ایجاد می‌کند. این از یک اپراتور یا برنامه نویس است که قبلاً آن را دیده است. دانش بالای شلوار چیزی است که شکاف بین کمال دیجیتال و واقعیت فیزیکی را پر می کند.
ما فرهنگی را تشویق می کنیم که در آن ماشین سازان به برنامه نویسان بازخورد می دهند. نکته ای مانند استفاده از یک مسیر تروکوئیدی در اینجا به جای یک روال معمولی جیب زنی، ابزاری که در آخرین اجرا به گوش می رسد، گرد و غبار طلا است. این حلقه بازخورد، که اغلب بر روی یک مسافر شغلی خط خطی می شود یا در یک قهوه مورد بحث قرار می گیرد، چیزی است که به طور مداوم فرآیندهای ما را اصلاح می کند. مجموعه ای از دستورالعمل ها را به یک سیستم زنده و در حال بهبود تبدیل می کند.
بنابراین، هنگامی که یک تامین کننده را برای یک مورد ارزیابی می کنید ماشینکاری CNC با دقت بالا پروژه، فراتر از فهرست ماشین آلات آنها نگاه کنید. در مورد کنترل آب و هوای آنها بپرسید. بپرسید که چگونه سایش ابزار را روی سوپرآلیاژها مدیریت می کنند. مثالی بپرسید که چگونه یک قطعه تاب خورده را اداره می کنند. پاسخ‌های آنها بیشتر از هر بروشور براقی که می‌توانست در مورد توانایی واقعی آنها در ارائه دقیق به شما بگوید. در این جزئیات سخت و غیرجذاب است که دقت واقعی یا برنده می شود یا از دست می رود.
