Ahoana ny famongorana ny hadisoana taper amin'ny shaft mivadika CNC miaraka amin'ny calibration mazava tsara

Ahoana ny famongorana ny hadisoana taper amin'ny shaft mivadika CNC miaraka amin'ny calibration mazava tsara

Mpanoratra: PFT, Shenzhen

Abstract: Ny hadisoana taper amin'ny amboadia mivadika CNC dia mampandefitra ny fahamendrehan'ny refy sy ny mety amin'ny singa, misy fiantraikany amin'ny fahombiazan'ny fivoriambe sy ny fahatokisana ny vokatra. Ity fanadihadiana ity dia manadihady ny fahombiazan'ny protocole calibration mazava tsara amin'ny fanafoanana ireo fahadisoana ireo. Ny fomba fiasa dia mampiasa interferometry laser ho an'ny fametahana sari-tany diso amin'ny volumetric avo lenta manerana ny toeram-piasana fitaovana milina, mikendry manokana ny fiviliana geometrika izay manampy amin'ny taper. Vectors fanonerana, azo avy amin'ny sarintany fahadisoana, dia ampiharina ao anatin'ny CNC controller. Ny fanamarinana andrana amin'ny shafts amin'ny savaivony nominal 20mm sy 50mm dia nampiseho ny fihenan'ny fahadisoana taper avy amin'ny sanda voalohany mihoatra ny 15µm/100mm ka latsaky ny 2µm/100mm post-calibration. Ny valiny dia manamafy fa ny fanonerana ny hadisoana geometrika nokendrena, indrindra ny fiatrehana ny lesoka amin'ny fametrahana tsipika sy ny fivilian'ny zoro amin'ny lalana, no fomba voalohany hanafoanana ny taper. Ny protocol dia manolotra fomba fiasa azo ampiharina sy entin'ny angon-drakitra mba hahazoana ny haavon'ny micron amin'ny famokarana shaft precision, mitaky fitaovana metrolojia mahazatra. Ny asa ho avy dia tokony hijery ny fahamarinan-toerana maharitra amin'ny fanonerana sy ny fampidirana amin'ny fanaraha-maso an-dalam-pandrosoana.

1 Fampidirana

Ny fiovaovan'ny taper, voafaritra ho fiovaovan'ny diametrika tsy nampoizina amin'ny fihodinan'ny fihodinana amin'ny singa cylindrical mivadika CNC, dia mijanona ho fanamby maharitra amin'ny famokarana mazava tsara. Ny lesoka toy izany dia misy fiantraikany mivantana amin'ny lafiny fiasa manan-danja toy ny fitohanana, ny fahamendrehan'ny tombo-kase, ary ny kinematika fivoriambe, izay mety hitarika amin'ny tsy fahombiazana aloha loatra na ny fahasimban'ny fampisehoana (Smith & Jones, 2023). Raha toa ny anton-javatra toy ny fitaovan'ny fitaovana, ny fikorianan'ny hafanana ary ny fivilian'ny workpiece dia manampy amin'ny famoronana lesoka, ny tsy fahampian'ny geometrika tsy misy tambiny ao anatin'ny lathe CNC mihitsy - indrindra ny fivilian-dàlana amin'ny toeran'ny tsipika sy ny fizotry ny famaky - dia fantatra fa antony fototra mahatonga ny taper systematic (Chen et al., 2021; Müller & Braun). Ny fomba fanonerana ny fitsapana sy ny hadisoana nentim-paharazana dia matetika mandany fotoana ary tsy ampy ny angon-drakitra feno ilaina amin'ny fanitsiana ny fahadisoana matanjaka manerana ny boky miasa manontolo. Ity fandalinana ity dia manolotra sy manamarina ny fomba fandrefesana mazava tsara amin'ny fampiasana laser interferometry mba hamaritana sy hanonerana ny lesoka geometrika izay tompon'andraikitra mivantana amin'ny fananganana taper amin'ny tsipika mivadika CNC.

2 Fomba fikarohana

2.1 Famolavolana Protocol calibration

Ny famolavolana fototra dia ahitana sarintany misesy, volumetric diso ary fomba fanonerana. Ny petra-kevitra voalohany dia milaza fa ny fahadisoana ara-jeometrika norefesina sy nanonerana ny famaky tsipika (X sy Z) CNC lathe dia mifandray mivantana amin'ny fanafoanana ny taper azo refesina amin'ny shaft vokatra.

2.2 Fanangonana angona & Fanamboarana andrana

• Fitaovana milina: Foibe fanodinana CNC 3-axis (Make: Okuma GENOS L3000e, Controller: OSP-P300) natao ho sehatra fitsapana.

• Fitaovana fandrefesana: interferometer laser (loha laser Renishaw XL-80 miaraka amin'ny optique XD linear sy RX10 rotary axis calibrator) nanome angon-drakitra fandrefesana azo trace azo trace amin'ny fenitra NIST. Ny fahamarinan'ny toerana misy tsipika, ny mahitsy (amin'ny fiaramanidina roa), ny lesoka ary ny lesoka ho an'ny famaky X sy Z dia norefesina tamin'ny elanelana 100mm nandritra ny dia feno (X: 300mm, Z: 600mm), manaraka ny fomba ISO 230-2:2014.

• Workpiece & Machining: Fitsapana shafts (Material: AISI 1045 vy, Dimensions: Ø20x150mm, Ø50x300mm) dia namboarina tao anatin'ny fepetra tsy miovaova (Haingam-pandeha: 200 m / min, Feed: 0.15 mm / rev, Halalin'ny fanapahana: 0.5 mm, Fitaovana: DN0MG in-co) roa alohan'ny CVD5MG ary aorian'ny calibration. Nampiasaina ny coolant.

• Fandrefesana Taper: Norefesina tamin'ny elanelana 10mm ny savaivony post-machining amin'ny halavany amin'ny fampiasana milina fandrefesana fandrindrana avo lenta (CMM, Zeiss CONTURA G2, Error Maximum Permissible: (1.8 + L/350) µm). Ny hadisoan'ny taper dia nokajiana ho toy ny tehezan'ny fihemorana amin'ny savaivony vs. toerana.

2.3 Fampiharana fanonerana diso

Ny angon-drakitra diso amin'ny volumetric avy amin'ny fandrefesana laser dia nokarakaraina tamin'ny alàlan'ny rindrambaiko COMP an'i Renishaw mba hamoronana tabilao fanonerana manokana. Ireo tabilao ireo, misy ny soatoavina fanitsiana miankina amin'ny toerana ho an'ny fifindran'ny tsipika, ny lesoka amin'ny zoro, ary ny fivilian'ny mahitsy, dia nampidirina mivantana tao amin'ny mari-pamantarana fanonerana ny fahadisoana geometrika ao amin'ny CNC controller (OSP-P300). Ny sary 1 dia mampiseho ireo singa geometrika voalohany refesina.

3 Vokatra sy fanadihadiana

3.1 Fametahana ny hadisoana alohan'ny calibration

Ny fandrefesana tamin'ny laser dia nanambara ny fivilian-jeometrika lehibe izay manampy amin'ny taper mety:

• Z-axis: Fahadisoana eo amin'ny toerana misy +28µm amin'ny Z=300mm, fanangonam-pahadisoana -12 arcsec mihoatra ny dia 600mm.

• X-axis: Fahadisoana Yaw amin'ny +8 arcsec mihoatra ny dia 300mm.
  Ireo fiviliana ireo dia mifanandrify amin'ireo hadisoana taper alohan'ny calibration voamarika norefesina teo amin'ny shaft Ø50x300mm, aseho amin'ny tabilao 1.

Table 1: Vokatry ny fandrefesana ny hadisoana taper

3.2 Fampisehoana aorian'ny calibration

Ny fampiharana ireo vectors fanonerana azo avy amin'ny fanonerana dia niteraka fihenam-bidy lehibe tamin'ny fandrefesana ny fahadisoana taper ho an'ny roa tonta fitsapana (Table 1). Ny shaft Ø50x300mm dia nampiseho fihenam-bidy avy amin'ny + 16.8µm / 100mm ka hatramin'ny + 1.7µm / 100mm, mampiseho fanatsarana 89.9%. Toy izany koa, ny shaft Ø20x150mm dia nampiseho fihenam-bidy avy amin'ny +14.3µm/100mm ka hatramin'ny +1.1µm/100mm (92.3% fanatsarana). Ny sary 2 dia mampitaha amin'ny sary ny mombamomba ny diametrika amin'ny shaft Ø50mm alohan'ny sy aorian'ny calibration, mampiseho mazava tsara ny fanafoanana ny fironana taper systematic. Ity haavon'ny fanatsarana ity dia mihoatra ny vokatra mahazatra notaterina ho an'ny fomba fanonerana amin'ny tanana (ohatra, Zhang & Wang, 2022 nitatitra ~70% fihenam-bidy) ary manasongadina ny fahombiazan'ny fanonerana ny fahadisoana volumetric feno.

4 Fiaraha-midinika

4.1 Fandikana ny vokatra

Ny fampihenana lehibe amin'ny fahadisoana taper dia manamarina mivantana ny petra-kevitra. Ny mekanika voalohany dia ny fanitsiana ny lesoka eo amin'ny toerana misy ny Z-axis sy ny fivilian-tsatoka, izay nahatonga ny lalan'ny fitaovana hisaraka amin'ny lalana mifanila tsara indrindra mifandraika amin'ny axe spindle rehefa nandeha teny amin'ny Z ny fiara. Ny hadisoana sisa tavela (<2µm/100mm) dia azo inoana fa avy amin'ny loharano tsy azo ekena amin'ny fanonerana ara-jeometrika, toy ny fiantraikan'ny hafanana mandritra ny machining, ny fivilian'ny fitaovana eo ambanin'ny hery fanapahana, na ny tsy fahatokisana ny fandrefesana.

4.2 Famerana

Ity fanadihadiana ity dia nifantoka tamin'ny fanonerana ny hadisoana geometrika eo ambanin'ny fepetra mifehy ny equilibrium akaiky ny hafanana mahazatra amin'ny tsingerin'ny hafanana famokarana. Tsy nanao modely mazava na nanonitra ny lesoka ateraky ny hafanana nitranga nandritra ny famokarana maharitra na ny fiovaovan'ny mari-pana amin'ny manodidina. Fanampin'izay, tsy nodinihina ny fahombiazan'ny protocole amin'ny milina misy fiatraikany mafy na fahasimbana amin'ny làlam-pamokarana. Ny fiantraikan'ny hery manapaka avo dia avo amin'ny fanafoanana ny tambin-karama dia mihoatra ny faritra misy ankehitriny.

4.3 Ny fiantraikany azo ampiharina

Ny protocol naseho dia manome fomba matanjaka sy azo averina ho an'ny mpanamboatra ny fihodinan'ny cylindrical avo lenta, ilaina amin'ny fampiharana amin'ny aerospace, fitaovana ara-pitsaboana ary singa fiara mandeha tsara. Mampihena ny tahan'ny fako mifandray amin'ny tsy fifanarahan'ny taper ary manamaivana ny fiankinan-doha amin'ny fahaizan'ny mpandraharaha amin'ny fanonerana amin'ny tanana. Ny fepetra takiana amin'ny interferometry tamin'ny laser dia maneho fampiasam-bola saingy azo hamarinina ho an'ny trano mitaky fandeferana micron-level.

5 Famaranana

Ity fandinihana ity dia mametraka fa ny calibration mazava tsara, mampiasa interferometry tamin'ny laser ho an'ny fametahana ny fahadisoana geometrika volumetric sy ny fanonerana ny fanaraha-maso CNC manaraka, dia tena mahomby amin'ny fanafoanana ny hadisoana taper ao amin'ny tsipika mivadika CNC. Ny valin'ny fanandramana dia nahitana fihenam-bidy mihoatra ny 89%, nahatratra taper sisa tavela ambanin'ny 2µm/100mm. Ny mekanika fototra dia ny fanonerana marina ny hadisoana amin'ny fametrahana tsipika sy ny fivilian'ny zoro (pitch, yaw) amin'ny famaky ny fitaovana. Ny fehin-kevitra fototra dia:

1. Ny fametahana sari-tany momba ny hadisoana geometrika dia tena zava-dehibe amin'ny famantarana ny fiviliana manokana mahatonga ny taper.

2. Ny fanonerana mivantana ireo fiviliana ireo ao anatin'ny fanaraha-maso CNC dia manome vahaolana mahomby.

3. Ny protocol dia manome fanatsarana lehibe amin'ny fahamendrehana amin'ny refy amin'ny fampiasana fitaovana metrology mahazatra.