Matmenų klaidų šalinimas CNC apdirbant plieno detalių

Matmenų klaidos yra vienos iš brangiausių problemų Plieninių detalių apdirbimu CNC staklėmis . Skylės pasislenka iš numatytojo padėties, plokštumos nuokrypis viršija leistinąją ribą, skylių formos keičiasi (išsiplėčia ar susiaurėja), o detalės, kurios praeina tarpinę kontrolę, staiga nepatenkina galutinės patikros reikalavimų.

Remiantis gamyklos gamybos aikštelėje surinktais trikčių šalinimo įrašais, matavimo prietaisų tyrimais ir gamybos aplinkoje vykdytų procesų tobulinimo projektų duomenimis, šiame straipsnyje paaiškinama kodėl kyla matmenų klaidų apdirbant plieną – ir kaip jas pašalinti naudojant duomenimis grindžiamus, pakartotinus metodus .

---

Kas yra matmenų klaidos CNC apdirbant plieno detalių?

Matmenų klaidos – tai bet kokie nuokrypiai nuo brėžinyje nustatytų reikalavimų, įskaitant:

• Nesuapvalintos skylės

• Plokštumos nuokrypis viršija specifikaciją

• Skylės padėties poslinkis

• Lygiagretumo klaidos

• Matmenų svyravimai tarp serijų

Dėžės korpuso programoje, apdirbant AISI 1045 plieną:

• Atmesti detalės buvo pašalintos 29%

• Perdaromųjų darbų trukmė sumažėjo 37%

• Kritinių skylių CpK rodiklis pagerėjo nuo 0,86 iki 1,41

įvykdžius žemiau nurodytus korekcinius veiksmus.

---

Kodėl CNC apdirbant plieno dalis atsiranda matmeninės klaidos

1. Įrenginio ir detalės šiluminis išsiplėtimas

Plienas išsiplečia maždaug 11–13 µm/m/°C . Ilgose ciklo eigoje šilumos sukelta verpstės ir detalės temperatūra gali pakeisti matmenis už leistinų nuokrypių ribų.

Išmatuotas atvejis:
Apdirbimo centras parodė 14 µm Z ašies poslinkį po 45 minučių nuolatinio pjovimo.

---

2. Įrankio nusidėvėjimas ir įpjovos nusidėvėjimas

Palaipsniui didėjantis kraštinės nusidėvėjimas padidina pjovimo jėgas, lanksto įrankį ir keičia elementų padėtį.

Įrankių tarnavimo laiko stebėjimas su 4140 plieno medžiaga parodė:

• Matmenų poslinkis +0,018 mm po 280 detalių

• Stabilūs matmenys atstatyti po įrankio perstatymo

---

3. Įrankio išlinkimas ir išsikišimas

Ilgi įrankiai elgiasi kaip spyruoklės – ypač apdirbant plieną.

Išsikišęs 6× skersmens gylimo įrankis sukūrė 0,05 mm nuolydį ; pereinus prie slopinamojo įrankio nuolydis sumažėjo iki 0,012 mm.

---

4. Įrenginio judėjimas ar detalės atšokimas

Jei detalė atsipalaiduoja nuėmus suveržimą, procese atliekamas matavimas neatsispindės galutinės patikros rezultatų.

Jėgos jutiklių bandymai parodė, kad sumazinus suveržimo jėgą 30 % plokštumos nuokrypis sumažėja perpus.

---

5. Nevienodas žaliavinis medžiagų kokybė

Plytų ar plokščių iš plieno kietumo svyravimai keičia pjovimo jėgas ir deformaciją.

Vienoje 4140 plieno partijoje kietumas svyravo nuo 270 iki 315 HB – dėl to buvo neprognozuojamas skylės skersmens išsisklaidymas.

---

Kaip pašalinti matmenines klaidas: patikrinti sprendimai

---

Kontroluoti temperatūrą ir šiluminį poslinkį

Stabilizuoti aplinkos sąlygas

• Palaikyti dirbtuvėse temperatūrą ±1,5 °C ribose

• Įkaitinkite mašinas 20–30 minučių

• Venkite aušinimo skysčio temperatūros svyravimų, didesnių nei 2 °C

Naudokite matavimą ir kompensavimą

• Palieskite kritines savybes ciklo viduryje

• Automatiškai taikykite įrankių nusidėvėjimo pataisas

• Registruokite šilumos tendencijas pagal pamainą

Rezultatas:
Proceso metu vykdomo matavimo įdiegimas sumažino skylės dydžio nuokrypį 46%ventilių blokuose.

---

Aktyviai valdykite įrankių nusidėvėjimą

Nustatykite įrankių naudojimo trukmės ribas

Vietoj laukti gedimo:

• Stebėti detalių skaičių kiekvieno krašto vienete

• Keisti įstatomuosius elementus pasiekus 70–80 % jų tarnavimo trukmės

• Naudoti identiškus įrankius magazino viduje

Pasirinkti tinkamus įrankius

• TiAlN danga taikyta karščiui atspariems lydinio plienams

• Aštrūs apdorojimo įstatomieji elementai mažo anglies kiekio plienui

• Išlyginamieji geometriniai profiliai matmenų stabilumui užtikrinti

---

Sumažinti įrankio išlinkimą

• Kiek įmanoma sumažinti įrankio išsikišimą

• Perjungti į hidraulinius arba susitraukiamuosius laikiklius

• Sumažinti radialųjį įsiterpimą

• Padidinti ašinį gylį su cikloidinėmis trajektorijomis

Išmatuotas pagerėjimas:
Laikiklių keitimas sumažino skylės nuokrypį nuo 0,022 iki 0,009 mm.

---

Pagerinti tvirtinimo strategiją

• Palaikyti plonas sienas remiamaisiais padėklais

• Apdirbti kritines paviršių plokštumas vėliausiai

• Įrengti orientyrus arti apdirbimo zonų

• Naudoti momentu valdomus spaustukus

---

Suvesti žaliavas į vienodą standartą

• Nurodyti kietumo ribas pirkimo užsakymuose (PO)

• Paprašyti gamyklinių sertifikatų (MTR)

• Nuimti įtempimus iš kaltų заготовių

• Ultragarsiniu būdu išbandyti didelius lydinių gabalus

---

Žingsnis po žingsnio trikčių šalinimo darbo eiga

Kai kuris elementas išeina iš leistinų nuokrypių:

1️⃣ Patikrinti detalės temperatūrą
2️⃣ Patikrinti įrankio kraštą padidinimu
3️⃣ Išmatuoti įrankio išsikišimą
4️⃣ Patikrinkite tvirtinimo įtaiso pakartojamumą
5️⃣ Peržiūrėkite kietumo sertifikatus
6️⃣ Pakeiskite dėvėjimosi nuokrypį arba pakeiskite įrankį
7️⃣ Iškirpkite bandymo detalę iš naujo

---

Matmenų kontrolės sąrašas

Prieš gamybą:

• ✅ Šiluminis įšilimas baigtas

• ✅ Tvirtinimo įtaiso pakartojamumas patikrintas

• ✅ Įrankių komplektai išmatuoti

• ✅ CAM žaliavos reikšmės teisingos

Gaminant:

• ✅ Registruoti SPC duomenis

• ✅ Patikrinti kritinius matmenis probuojant

• ✅ Keisti įrankius pagal grafiką

Po gamybos:

• ✅ Atlikti CpK tyrimus

• ✅ Atnaujinti nuokrypių tendencijas

• ✅ Peržiūrėti įrankių tarnavimo laiko lentelės

---

Dažniausiai užduodami klausimai apie plieno CNC apdirbimo detalių tikslumą

Kokie tikslūs nuokrypiai yra realūs plieno CNC apdirbime?

±0,01 mm – dažnai pasiekiamas stabilaus proceso rezultatas; ±0,005 mm reikalauja temperatūros kontrolės, probavimo ir aukštos kokybės įrankių.

---

Kodėl detalės išmatuojamos skirtingai nuo staklių?

Tipiškos priežastys yra atvėsusios susitraukimo reiškinys, įtemptumo išlaisvinimas po detalių pritvirtinimo ir staklių šiluminis nukrypimas.

---

Ar lėtesnis pjovimas visada pagerina tikslumą?

Ne – trintis ir šilumos kaupimasis gali dar labiau pabloginti matmenų kontrolę. Svarbiau optimizuoti padavimus ir sukimosi greičius nei mažinti apsukas.