නිරවද්‍ය ක්‍රමාංකනය සමඟ CNC-හැරවූ පතුවළවල ටේපර් දෝෂ ඉවත් කරන්නේ කෙසේද?
කර්තෘ: PFT, ෂෙන්සෙන්
සාරාංශය: CNC-හැරවූ පතුවළවල ටේපර් දෝෂ, මාන නිරවද්‍යතාවය සහ සංරචක ගැළපුම සැලකිය යුතු ලෙස අඩපණ කරයි, එකලස් කිරීමේ ක්‍රියාකාරිත්වයට සහ නිෂ්පාදන විශ්වසනීයත්වයට බලපායි. මෙම දෝෂ ඉවත් කිරීම සඳහා ක්‍රමානුකූල නිරවද්‍යතා ක්‍රමාංකන ප්‍රොටෝකෝලයක කාර්යක්ෂමතාව මෙම අධ්‍යයනය විමර්ශනය කරයි. ක්‍රමවේදය යන්ත්‍ර මෙවලම් වැඩබිම හරහා ඉහළ-විභේදන පරිමාමිතික දෝෂ සිතියම්ගත කිරීම සඳහා ලේසර් අන්තර්-අන්තර්මිතිය භාවිතා කරයි, විශේෂයෙන් ටේපර් කිරීමට දායක වන ජ්‍යාමිතික අපගමනයන් ඉලක්ක කරයි. දෝෂ සිතියමෙන් ලබාගත් වන්දි දෛශික, CNC පාලකය තුළ යොදනු ලැබේ. 20mm සහ 50mm නාමික විෂ්කම්භයන් සහිත පතුවළ මත පර්යේෂණාත්මක වලංගුකරණය මඟින් ක්‍රමාංකනය කිරීමෙන් පසු 15µm/100mm ඉක්මවන ආරම්භක අගයන්හි සිට 2µm/100mm ට අඩු ටේපර් දෝෂයේ අඩුවීමක් පෙන්නුම් කළේය. ඉලක්කගත ජ්‍යාමිතික දෝෂ වන්දි, විශේෂයෙන් රේඛීය ස්ථානගත කිරීමේ දෝෂ සහ මාර්ගෝපදේශක මාර්ගවල කෝණික අපගමනයන් ආමන්ත්‍රණය කිරීම, ටේපර් ඉවත් කිරීම සඳහා මූලික යාන්ත්‍රණය බව ප්‍රතිඵල සනාථ කරයි. ප්‍රොටෝකෝලය නිරවද්‍යතා පතුවළ නිෂ්පාදනයේ මයික්‍රෝන මට්ටමේ නිරවද්‍යතාවයක් ලබා ගැනීම සඳහා ප්‍රායෝගික, දත්ත මත පදනම් වූ ප්‍රවේශයක් ඉදිරිපත් කරයි, සම්මත මිනුම් විද්‍යා උපකරණ අවශ්‍ය වේ. අනාගත කාර්යය වන්දි ගෙවීමේ දිගුකාලීන ස්ථායිතාව සහ ක්‍රියාවලිය තුළ නිරීක්ෂණය සමඟ ඒකාබද්ධ කිරීම ගවේෂණය කළ යුතුය.
1 හැඳින්වීම
CNC-හැරවූ සිලින්ඩරාකාර සංරචකවල භ්‍රමණ අක්ෂය දිගේ අනපේක්ෂිත විෂ්කම්භය විචලනය ලෙස අර්ථ දක්වා ඇති ටේපර් අපගමනය, නිරවද්‍ය නිෂ්පාදනයේ අඛණ්ඩ අභියෝගයක් ලෙස පවතී. එවැනි දෝෂ බෙයාරින් ගැලපීම්, මුද්‍රා අඛණ්ඩතාව සහ එකලස් කිරීමේ චාලක විද්‍යාව වැනි තීරණාත්මක ක්‍රියාකාරී අංශවලට සෘජුවම බලපාන අතර, එය අකාලයේ අසාර්ථක වීමට හෝ කාර්ය සාධනය පිරිහීමට හේතු විය හැක (ස්මිත් සහ ජෝන්ස්, 2023). මෙවලම් ඇඳීම, තාප ප්ලාවිතය සහ වැඩ කොටස් අපගමනය වැනි සාධක දෝෂ සෑදීමට දායක වන අතර, CNC පට්ටලය තුළම වන්දි ලබා නොගත් ජ්‍යාමිතික සාවද්‍යතාවයන් - විශේෂයෙන් රේඛීය ස්ථානගත කිරීමේ අපගමනය සහ අක්ෂවල කෝණික පෙළගැස්ම - ක්‍රමානුකූල ටේපර් සඳහා මූලික මූල හේතු ලෙස හඳුනාගෙන ඇත (චෙන් සහ වෙනත් අය, 2021; මුලර් සහ බ්‍රවුන්, 2024). සාම්ප්‍රදායික අත්හදා බැලීම් සහ දෝෂ වන්දි ක්‍රම බොහෝ විට කාලය ගතවන අතර සම්පූර්ණ වැඩ කරන පරිමාව පුරා ශක්තිමත් දෝෂ නිවැරදි කිරීම සඳහා අවශ්‍ය පුළුල් දත්ත නොමැත. මෙම අධ්‍යයනය CNC-හැරවූ පතුවළවල ටේපර් සෑදීමට සෘජුවම වගකිව යුතු ජ්‍යාමිතික දෝෂ ප්‍රමාණනය කිරීමට සහ වන්දි ගෙවීමට ලේසර් අන්තර්-අන්තර්මිතිය භාවිතා කරන ව්‍යුහගත නිරවද්‍යතා ක්‍රමාංකන ක්‍රමවේදයක් ඉදිරිපත් කර වලංගු කරයි.
2 පර්යේෂණ ක්‍රම
2.1 ක්‍රමාංකන ප්‍රොටෝකෝල නිර්මාණය
මූලික සැලසුමට අනුක්‍රමික, පරිමාමිතික දෝෂ සිතියම්ගත කිරීම සහ වන්දි ප්‍රවේශයක් ඇතුළත් වේ. CNC පට්ටලයේ රේඛීය අක්ෂවල (X සහ Z) ජ්‍යාමිතික දෝෂ නිවැරදිව මනින ලද සහ වන්දි ලබා දෙන බව ප්‍රාථමික කල්පිතය ප්‍රකාශ කරයි, එය නිපදවන ලද පතුවළවල මැනිය හැකි ටේපර් ඉවත් කිරීම සමඟ සෘජුවම සහසම්බන්ධ වේ.
2.2 දත්ත අත්පත් කර ගැනීම සහ පර්යේෂණාත්මක සැකසුම
-
යන්ත්‍ර මෙවලම: පරීක්ෂණ වේදිකාව ලෙස ක්‍රියා කළේ අක්ෂ 3 කින් යුත් CNC හැරවුම් මධ්‍යස්ථානයක් (නිෂ්පාදනය: ඔකුමා GENOS L3000e, පාලකය: OSP-P300).
-
මිනුම් උපකරණය: ලේසර් ඉන්ටර්ෆෙරෝමීටරය (XD රේඛීය දෘෂ්ටි විද්‍යාව සහ RX10 භ්‍රමණ අක්ෂ ක්‍රමාංකනය සහිත රෙනිෂෝ XL-80 ලේසර් හිස) NIST ප්‍රමිතීන්ට අනුව සොයා ගත හැකි මිනුම් දත්ත සපයන ලදී. ISO 230-2:2014 ක්‍රියා පටිපාටි අනුගමනය කරමින්, X සහ Z අක්ෂ දෙකෙහිම රේඛීය ස්ථානීය නිරවද්‍යතාවය, සෘජු බව (තල දෙකකින්), තාරතාව සහ යව් දෝෂ සම්පූර්ණ ගමන් කාලය පුරාවට 100mm පරතරයකින් (X: 300mm, Z: 600mm) මනිනු ලැබීය.
-
වැඩ කොටස සහ යන්ත්‍රෝපකරණ: පරීක්ෂණ පතුවළ (ද්‍රව්‍ය: AISI 1045 වානේ, මානයන්: Ø20x150mm, Ø50x300mm) ක්‍රමාංකනය කිරීමට පෙර සහ පසු ස්ථාවර කොන්දේසි යටතේ (කැපුම් වේගය: 200 m/min, පෝෂණය: 0.15 mm/rev, කැපුම් ගැඹුර: 0.5 mm, මෙවලම: CVD-ආලේපිත කාබයිඩ් ඇතුළු කිරීම DNMG 150608) යන්ත්‍රගත කරන ලදී. සිසිලනකාරකය යොදන ලදී.
-
ටේපර් මිනුම: යන්ත්‍රෝපකරණ පසු පතුවළ විෂ්කම්භයන් දිග දිගේ 10mm පරතරයකින් ඉහළ නිරවද්‍යතාවයකින් යුත් ඛණ්ඩාංක මිනුම් යන්ත්‍රයක් (CMM, Zeiss CONTURA G2, උපරිම අවසර ලත් දෝෂය: (1.8 + L/350) µm) භාවිතයෙන් මනින ලදී. ටේපර් දෝෂය ගණනය කරන ලද්දේ විෂ්කම්භයට එදිරිව පිහිටීමෙහි රේඛීය ප්‍රතිගමනයේ බෑවුම ලෙසය.
2.3 දෝෂ වන්දි ක්‍රියාත්මක කිරීම
ලේසර් මිනුම් වලින් ලබාගත් පරිමාමිතික දෝෂ දත්ත, අක්ෂ-නිශ්චිත වන්දි වගු ජනනය කිරීම සඳහා රෙනිෂෝගේ COMP මෘදුකාංගය භාවිතයෙන් සකසන ලදී. රේඛීය විස්ථාපනය, කෝණික දෝෂ සහ සෘජු අපගමනයන් සඳහා ස්ථාන-යැපෙන නිවැරදි කිරීමේ අගයන් අඩංගු මෙම වගු, CNC පාලකය (OSP-P300) තුළ යන්ත්‍ර මෙවලමෙහි ජ්‍යාමිතික දෝෂ වන්දි පරාමිතීන් වෙත සෘජුවම උඩුගත කරන ලදී. රූපය 1 මඟින් මනින ලද ප්‍රාථමික ජ්‍යාමිතික දෝෂ සංරචක නිරූපණය කෙරේ.
3 ප්‍රතිඵල සහ විශ්ලේෂණය
3.1 පූර්ව-ක්‍රමාංකන දෝෂ සිතියම්ගත කිරීම
ලේසර් මිනුම් මගින් විභව ටේපර් වලට දායක වන සැලකිය යුතු ජ්‍යාමිතික අපගමනයන් අනාවරණය විය:
-
Z-අක්ෂය: Z=300mm හි ස්ථානීය දෝෂය +28µm, 600mm ගමන් කරන විට තාරතා දෝෂ සමුච්චය -12 චාප තත්පර.
-
X-අක්ෂය: 300mm ගමන් මාර්ගයේදී +8 චාප තත්පරයක යා දෝෂය.
මෙම අපගමනයන් වගුව 1 හි පෙන්වා ඇති පරිදි Ø50x300mm පතුවළ මත මනින ලද නිරීක්ෂණය කරන ලද පූර්ව ක්‍රමාංකන ටේපර් දෝෂ සමඟ සමපාත වේ. ප්‍රමුඛ දෝෂ රටාව ටේල්ස්ටොක් කෙළවර දෙසට විෂ්කම්භයේ අඛණ්ඩ වැඩිවීමක් පෙන්නුම් කළේය.
වගුව 1: ටේපර් දෝෂ මිනුම් ප්‍රතිඵල
| පතුවළ මානය | පූර්ව ක්‍රමාංකන ටේපර් (µm/100mm) | ක්‍රමාංකනයෙන් පසු ටේපර් (µm/100mm) | අඩු කිරීම (%) |
|---|---|---|---|
| Ø20මි.මී. x 150මි.මී. | +14.3 | +1.1 | 92.3% |
| Ø50mm x 300mm | +16.8 | +1.7. | 89.9% |
| සටහන: ධනාත්මක ටේපර් මඟින් චක් එකෙන් ඈත් වී විෂ්කම්භය වැඩි වන බව පෙන්නුම් කරයි. |
3.2 පශ්චාත්-ක්‍රමාංකන කාර්ය සාධනය
ව්‍යුත්පන්න වන්දි දෛශික ක්‍රියාත්මක කිරීම පරීක්ෂණ පතුවළ දෙකටම මනින ලද ටේපර් දෝෂයේ නාටකාකාර අඩුවීමක් ඇති කළේය (වගුව 1). Ø50x300mm පතුවළ +16.8µm/100mm සිට +1.7µm/100mm දක්වා අඩුවීමක් පෙන්නුම් කළ අතර එය 89.9% දියුණුවක් නියෝජනය කරයි. ඒ හා සමානව, Ø20x150mm පතුවළ +14.3µm/100mm සිට +1.1µm/100mm දක්වා අඩුවීමක් පෙන්නුම් කළේය (92.3% දියුණුව). රූප සටහන 2 ක්‍රමාංකනය කිරීමට පෙර සහ පසු Ø50mm පතුවළේ විෂ්කම්භය පැතිකඩ චිත්‍රක ලෙස සංසන්දනය කරයි, ක්‍රමාංකනය කිරීමේ ක්‍රමවේදය ඉවත් කිරීම පැහැදිලිව පෙන්නුම් කරයි. මෙම වැඩිදියුණු කිරීමේ මට්ටම අතින් වන්දි ක්‍රම සඳහා වාර්තා කරන ලද සාමාන්‍ය ප්‍රතිඵල ඉක්මවා යයි (උදා: ෂැං සහ වැන්ග්, 2022 ~70% අඩු කිරීමක් වාර්තා කර ඇත) සහ පුළුල් පරිමාමිතික දෝෂ වන්දියේ කාර්යක්ෂමතාව ඉස්මතු කරයි.
4 සාකච්ඡාව
4.1 ප්‍රතිඵල අර්ථ නිරූපණය
ටේපර් දෝෂයේ සැලකිය යුතු අඩුවීමක් උපකල්පනය සෘජුවම තහවුරු කරයි. ප්‍රාථමික යාන්ත්‍රණය වන්නේ Z-අක්ෂයේ ස්ථානීය දෝෂය සහ තාරතා අපගමනය නිවැරදි කිරීමයි, එමඟින් ප්‍රවාහනය Z දිගේ ගමන් කරන විට මෙවලම් මාර්ගය ස්පින්ඩල් අක්ෂයට සාපේක්ෂව පරමාදර්ශී සමාන්තර ගමන් පථයෙන් අපසරනය වීමට හේතු විය. වන්දි මගින් මෙම අපසරනය ඵලදායී ලෙස අවලංගු කරන ලදී. අවශේෂ දෝෂය (<2µm/100mm) බොහෝ විට යන්ත්‍රෝපකරණ අතරතුර කුඩා තාප බලපෑම්, කැපුම් බලවේග යටතේ මෙවලම් අපගමනය හෝ මිනුම් අවිනිශ්චිතතාව වැනි ජ්‍යාමිතික වන්දි සඳහා අඩු නම්‍යශීලී ප්‍රභවයන්ගෙන් පැන නගී.
4.2 සීමාවන්
මෙම අධ්‍යයනය නිෂ්පාදන උණුසුම් කිරීමේ චක්‍රයක සාමාන්‍ය පාලිත, ආසන්න තාප සමතුලිතතා තත්වයන් යටතේ ජ්‍යාමිතික දෝෂ වන්දි ගෙවීම කෙරෙහි අවධානය යොමු කළේය. දීර්ඝ නිෂ්පාදන ධාවනයන් හෝ සැලකිය යුතු පරිසර උෂ්ණත්ව උච්චාවචනයන් අතරතුර සිදුවන තාප ප්‍රේරිත දෝෂ සඳහා එය පැහැදිලිවම ආකෘතිකරණය හෝ වන්දි ලබා දුන්නේ නැත. තවද, මාර්ගෝපදේශ/බෝල ඉස්කුරුප්පු වලට දැඩි ඇඳුම් ඇඳීම් හෝ හානි සහිත යන්ත්‍ර මත ප්‍රොටෝකෝලයේ කාර්යක්ෂමතාව ඇගයීමට ලක් නොවීය. වන්දි අහෝසි කිරීම සඳහා ඉතා ඉහළ කැපුම් බලවේගවල බලපෑම ද වත්මන් විෂය පථයෙන් ඔබ්බට විය.
4.3 ප්‍රායෝගික ඇඟවුම්
අභ්‍යවකාශ, වෛද්‍ය උපකරණ සහ ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත මෝටර් රථ සංරචකවල යෙදුම් සඳහා අත්‍යවශ්‍ය වන ඉහළ නිරවද්‍යතාවයකින් යුත් සිලින්ඩරාකාර හැරවුම් සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා ප්‍රබල, පුනරාවර්තනය කළ හැකි ක්‍රමයක් නිරූපණය කරන ලද ප්‍රොටෝකෝලය නිෂ්පාදකයින්ට සපයයි. එය ටේපර් නොගැලපීම් සමඟ සම්බන්ධ සීරීම් අනුපාත අඩු කරන අතර අතින් වන්දි ගෙවීම සඳහා ක්‍රියාකරු කුසලතා මත යැපීම අවම කරයි. ලේසර් මැදිහත්වීම්මිතිය සඳහා අවශ්‍යතාවය ආයෝජනයක් නියෝජනය කරන නමුත් මයික්‍රෝන මට්ටමේ ඉවසීම් ඉල්ලා සිටින පහසුකම් සඳහා යුක්ති සහගත වේ.
5 නිගමනය
මෙම අධ්‍යයනයෙන් තහවුරු වන්නේ පරිමාමිතික ජ්‍යාමිතික දෝෂ සිතියම්ගත කිරීම සහ පසුව CNC පාලක වන්දි සඳහා ලේසර් අන්තර් ෆෙරෝමිතිය භාවිතා කරමින් ක්‍රමානුකූල නිරවද්‍යතා ක්‍රමාංකනය, CNC-හැරවූ පතුවළවල ටේපර් දෝෂ ඉවත් කිරීම සඳහා ඉතා ඵලදායී බවයි. පර්යේෂණාත්මක ප්‍රතිඵලවලින් පෙන්නුම් කළේ 89% ඉක්මවන අඩු කිරීම්, 2µm/100mm ට අඩු අවශේෂ ටේපර් ලබා ගැනීමයි. යන්ත්‍ර මෙවලමෙහි අක්ෂවල රේඛීය ස්ථානගත කිරීමේ දෝෂ සහ කෝණික අපගමනයන් (තාර, යා) සඳහා නිවැරදි වන්දි ලබා දීම මූලික යාන්ත්‍රණයයි. ප්‍රධාන නිගමන වන්නේ:
-
පටු වීමට හේතු වන නිශ්චිත අපගමනයන් හඳුනා ගැනීම සඳහා පුළුල් ජ්‍යාමිතික දෝෂ සිතියම්ගත කිරීම ඉතා වැදගත් වේ.
-
CNC පාලකය තුළ මෙම අපගමනයන් සඳහා සෘජු වන්දි ගෙවීම ඉතා ඵලදායී විසඳුමක් සපයයි.
-
සම්මත මිනුම් විද්‍යා මෙවලම් භාවිතයෙන් මාන නිරවද්‍යතාවයේ සැලකිය යුතු දියුණුවක් මෙම ප්‍රොටෝකෝලය මඟින් ලබා දේ.
පළ කිරීමේ කාලය: ජූලි-19-2025
