Kaedah untuk meningkatkan ketepatan kedudukan lubang gerudi berdasarkan keputusan Mesin Pengukur Selaras (CMM) dicadangkan dan disahkan. Melalui analisis data dan pengesahan praktikal, proses penggerudian hab dioptimumkan untuk meningkatkan ketepatan kedudukan. Dengan menyelaraskan orientasi hab semasa pemeriksaan CMM dengan orientasi dan jujukan yang digunakan dalam program penggerudian pusat pemesinan, corak pengedaran kedudukan lubang dianalisis secara statistik melalui pelbagai ukuran untuk mengira pengimbangan koordinat antara titik pusat gerudi sebenar dan titik pusat teori. Pengesahan eksperimen merentas berbilang kelompok menunjukkan bahawa kaedah ini boleh mengurangkan sisihan kedudukan lubang hab sehingga 31.25%, menawarkan penyelesaian-kos efektif untuk meningkatkan ketepatan kedudukan pusat pemesinan sedia ada tanpa memerlukan peningkatan peralatan.
Imej
01
pengenalan
Dengan perkembangan industri gandar, sesetengah pengeluar telah mengenakan keperluan yang semakin ketat untuk ketepatan kedudukan lubang hab [1]. Dalam pengeluaran sebenar, penuaan peralatan sering menyukarkan untuk memastikan semua alatan mesin memenuhi spesifikasi ketepatan kedudukan yang ditakrifkan dalam lukisan kejuruteraan. Bergantung pada pusat pemesinan berketepatan tinggi-tertentu untuk pengeluaran boleh menjejaskan kecekapan dan meningkatkan kos. Sebaliknya, membeli alatan mesin baharu atau membaiki peralatan sedia ada meningkatkan kos; tambahan pula, memandangkan kebanyakan produk lain tidak memerlukan ketepatan kedudukan yang tinggi, pelaburan ini boleh membawa kepada perbelanjaan yang membazir apabila mengeluarkan barisan produk lain. Untuk menangani perkara ini, kertas kerja ini mencadangkan dan mengesahkan kaedah pampasan program berdasarkan maklum balas pengukuran. Dengan menggunakan CMM untuk mengukur sisihan kedudukan lubang yang sistematik dengan tepat-dan seterusnya mengira serta menggunakan pampasan songsang dalam program pusat pemesinan-ada kemungkinan untuk meningkatkan ketepatan kedudukan lubang hab dengan ketara dan meningkatkan kadar hasil produk, sekali gus memenuhi keperluan pelbagai pelanggan.
Imej
02
Kajian Kes Pemesinan
Rajah 1 menggambarkan komponen hab C008 yang dihasilkan oleh syarikat tertentu, yang memerlukan ketepatan kedudukan 0.20 mm. Walaupun peralatan sedia ada syarikat boleh mencapai ketepatan kedudukan secara konsisten di bawah 0.20 mm-dengan itu memenuhi keperluan untuk produk khusus ini-pelanggan lain memerlukan ketepatan kedudukan 0.15 mm untuk produk yang serupa. Keperluan ketepatan tinggi-sebegitu pada masa ini hanya boleh dipenuhi oleh sebilangan terhad alat mesin yang baru dibeli. Walau bagaimanapun, kapasiti pengeluaran mesin ini pada asasnya tepu, menjadikannya sukar untuk menjamin penghantaran pesanan pelanggan tepat pada masanya, manakala kos buruh yang berkaitan dengan operasinya juga lebih tinggi. Untuk meningkatkan kapasiti pengeluaran keseluruhan syarikat dan daya saing produk, terdapat keperluan mendesak untuk membuka kunci potensi ketepatan peralatan sedia ada melalui pengoptimuman proses, dengan itu memenuhi keperluan pelanggan yang lebih ketat sambil mengawal kos pemesinan.
[Imej]
Rajah 1: Komponen hab roda C008
Kertas kerja ini membentangkan eksperimen proses komprehensif yang bertujuan untuk meningkatkan ketepatan kedudukan lubang penggerudian hab roda. Kajian ini mengikuti empat langkah utama-pemesinan, pengukuran, pembetulan data dan pengesahan keberkesanan-untuk mencapai matlamat memenuhi keperluan pelanggan sambil mengurangkan kos pemesinan.
[Imej]
03
Pengenalpastian Faktor Yang Mempengaruhi Ketepatan Pemesinan
Faktor utama yang mempengaruhi ketepatan kedudukan hab roda C008 termasuk perkakas, alat pemotong dan peralatan pemesinan itu sendiri.
1) Perkakas digunakan untuk menjajarkan pusat hab roda dengan asal bahan kerja pusat pemesinan. Persediaan asal menggunakan mandrel; bagaimanapun, kelegaan maksimum teori antara mandrel dan hab roda ialah 0.05 mm, yang memberi kesan ketara kepada ketepatan kedudukan. Untuk menghapuskan ralat kedudukan ini, lekapan chuck pneumatik yang inovatif telah direka untuk menggantikan mandrel. Chuck pneumatik yang dipilih menawarkan ketepatan pemusatan 0.001 mm, menyebabkan kesannya terhadap ketepatan kedudukan boleh diabaikan.
2) Memandangkan syarikat menyeragamkan model dan jenama alat pemotong yang digunakan secara menyeluruh, dan memandangkan alat pemotong-sebagai komponen piawai-menyumbang secara minimum kepada sisihan sistematik, jenama alat itu kekal tidak berubah sepanjang percubaan untuk memastikan ketekalan dalam pembolehubah percubaan.
3) Pusat pemesinan berbeza mengikut jenama dan umur bergantung pada masa ia dibeli. Dengan perkakasan dan alat pemotong yang dipegang tetap, alat mesin itu sendiri mewakili pembolehubah paling ketara yang mempengaruhi ketepatan pemesinan-suatu pembolehubah yang tidak boleh diubah semasa hayat perkhidmatan mesin. Setelah mengawal atau menghapuskan pembolehubah yang berkaitan dengan perkakas dan alat pemotong, kajian ini memfokuskan pada menangani sisihan kedudukan sistematik yang wujud pada alat mesin. Menjalankan eksperimen di bawah keadaan penyelenggaraan standard membolehkan pengesahan yang lebih berkesan terhadap kebolehlaksanaan kaedah yang dicadangkan.
[Imej]
04
Kaedah Eksperimen
Untuk memastikan ketekalan dan kebolehbandingan data pengukuran, hab roda C008 dikekalkan pada orientasi yang sama dan tertakluk kepada urutan pemeriksaan yang sama semasa kedua-dua proses penggerudian di pusat pemesinan dan pemeriksaan mesin pengukur koordinat (CMM) seterusnya. Kakitangan dikehendaki mematuhi dengan ketat sudut kedudukan yang ditentukan, urutan penggerudian, dan perintah pemeriksaan. Ini memastikan hasil pengukuran boleh dianalisis dengan tepat dan menghapuskan ralat pengukuran yang disebabkan oleh sudut kedudukan yang salah.
4.1 Kaedah Ujian
Pemeriksaan CMM (Mesin Pengukur Koordinat) memakan masa-; pensampelan yang berlebihan mewujudkan kesesakan dalam barisan pemeriksaan, menghalang kecekapan pemeriksaan produk rutin [2], manakala pensampelan yang tidak mencukupi gagal menangkap kestabilan dan turun naik data semasa proses pemesinan. Untuk mengimbangi kecekapan pemeriksaan dengan kebolehpercayaan data, ujian menggunakan-pemprosesan kelompok kecil yang terdiri daripada tiga bahagian setiap satu. Pendekatan ini menghasilkan data sampel yang signifikan secara statistik sambil memastikan kitaran pemeriksaan terurus, dengan itu meminimumkan kesan ke atas jadual pengeluaran standard.
4.2 Meminimumkan Pembolehubah
Sepanjang ujian, perkakas dan alat mesin kekal tidak berubah, dan hayat alat teori ditetapkan pada 150 bahagian. Untuk memastikan keadaan ujian yang konsisten dan perbandingan hasil, alat baharu telah dipasang pada permulaan, dan tiada pelarasan alat dibuat semasa dua ujian pertama dijalankan; alat ini secara berkesan menghapuskan-pembolehubah berkaitan dan memastikan kebolehpercayaan sumber data.
4.3 Keperluan Pemeriksaan
Hab roda C008 ialah komponen putaran. Semasa pemesinan, orientasi bahagian perlu mematuhi spesifikasi ujian. Tambahan pula, urutan penggerudian dan pemeriksaan CMM kekal konsisten sepanjang ujian untuk memastikan ketepatan data, dengan itu menyediakan asas yang boleh dipercayai untuk analisis ralat seterusnya dan pengiraan pampasan program.
4.4 Kawalan Proses Pemesinan
Untuk mengekalkan kawalan ketat ke atas keseluruhan proses ujian, pengurusan bengkel melatih pengendali mesin dan pemeriksa kualiti mengikut protokol ujian, memastikan pemahaman lengkap tentang pelan ujian dan aliran kerja. Berikutan pemeriksaan CMM awal hari itu, pemesinan dan pemeriksaan diteruskan mengikut keperluan yang ditetapkan. Kakitangan yang berdedikasi memantau dan mengesahkan keseluruhan proses-dari bahagian pertama hingga yang terakhir-untuk menjamin ketulenan dan kesahihan data. Komponen hab roda C008 mempunyai sejumlah 12 lubang; keputusan pemeriksaan toleransi kedudukan CMM (Mesin Pengukur Koordinat) [3] untuk Lubang 1 dibentangkan dalam Jadual 1. Jadual ini mendedahkan ralat dimensi berkenaan kedudukan teori lubang sebenar dari segi jejari kutub dan sudut kutub [1]. Berdasarkan nilai ini, program pemesinan boleh dilaraskan secara terbalik-khususnya dengan mengubah suai jejari kutub dan koordinat sudut kutub dalam program penggerudian dan menetapkan nilai pampasan program-untuk mengesahkan kebolehlaksanaan meningkatkan ketepatan kedudukan penggerudian melalui kaedah ini.
Jadual 1: Keputusan pemeriksaan toleransi kedudukan CMM untuk Lubang 1
[Imej]
[Imej]
05 Percubaan Pemesinan
Memandangkan pemeriksaan CMM memakan masa-, bilangan sampel yang berlebihan akan menyebabkan kesesakan pada barisan pemeriksaan, manakala sampel yang terlalu sedikit akan gagal untuk mengesahkan kestabilan pemesinan; oleh itu, ujian dijalankan menggunakan kelompok tiga bahagian. Percubaan ini terdiri daripada empat kelompok tiga bahagian setiap satu, dengan kumpulan pertama mewakili larian pemesinan awal. Selepas menyesuaikan program berdasarkan keputusan kumpulan pertama, kumpulan kedua diperiksa. Jika keputusan pemeriksaan untuk kumpulan kedua menunjukkan peningkatan ketara dalam toleransi kedudukan, kumpulan ketiga dan keempat akan disahkan selepas pertukaran alat (dilakukan setiap dua hari) untuk menilai kestabilan toleransi kedudukan berikutan perubahan alat.
5.1 Pemilihan Produk
Produk C008 telah dipilih, dan lekapan perkakas telah ditukar kepada persediaan chuck pneumatik, meningkatkan ketepatan pemusatan kepada 0.001 mm. Keperluan toleransi kedudukan produk ialah 0.20 mm-standard yang boleh dicapai oleh semua alatan mesin syarikat. Atas dasar ini, kebolehlaksanaan menstabilkan toleransi kedudukan kepada kurang daripada 0.15 mm menggunakan pampasan program telah dinilai.
5.2 Pemeriksaan Kelompok Pertama
Berikutan kejayaan pemeriksaan awal, pengendali telah diarahkan untuk memesin tiga bahagian mengikut keperluan ujian dan menyerahkannya ke bilik CMM Jabatan Pemeriksaan Kualiti untuk ujian. Setelah selesai pemeriksaan, kakitangan berkualiti menghantar laporan kepada pasukan ujian. Keputusan pemeriksaan toleransi kedudukan untuk kumpulan pertama tiga bahagian (Nos. 1#–3#) ditunjukkan dalam Rajah 2; toleransi kedudukan untuk Lubang 7, 8, dan 12 pada beberapa bahagian melebihi 0.15 mm, dengan nilai maksimum 0.16 mm. Rajah 3 menggambarkan sisihan toleransi kedudukan untuk lubang dalam kelompok pertama; di mana sisihan ketara berlaku, jarak mengimbangi dan arah setiap lubang berbanding kedudukan teorinya adalah konsisten. Rajah
Rajah 2: Keputusan pemeriksaan toleransi kedudukan untuk kumpulan pertama produk (Nos. 1#–3#)
Rajah
Rajah 3: Plot sisihan toleransi kedudukan lubang untuk kumpulan pertama produk (Nos. 1#–3#)
5.3 Analisis keputusan pengukuran toleransi kedudukan
Jadual 2 membentangkan analisis statistik hasil pemeriksaan untuk Lubang 7, membandingkan nilai sebenar dan nilai purata yang diperoleh melalui CMM (Mesin Pengukur Koordinat) terhadap nilai yang diprogramkan dari pusat pemesinan [4].
Jadual 2: Analisis statistik keputusan pemeriksaan untuk Lubang 7
Rajah
5.4 Pelarasan nilai terprogram
Seperti yang ditunjukkan dalam Jadual 2, ralat sebenar purata dalam jejari kutub untuk Lubang 7 ialah 0.062 mm, dan ralat dalam sudut kutub ialah -0.004 darjah . Koordinat program pemesinan untuk Lubang 7 telah dilaraskan kepada jejari kutub 167.562 mm dan sudut kutub 215.996 darjah . Kaedah analisis yang sama digunakan pada lubang yang tinggal untuk menentukan corak ralat dan mengoptimumkan program pemesinan melalui pampasan [5].
5.5 Keputusan pengukuran toleransi kedudukan untuk kumpulan kedua
Selepas program yang dioptimumkan diselaraskan dan dinamakan semula oleh kakitangan ujian, ia telah diimport ke dalam sistem CNC pusat pemesinan, dan program baru digunakan untuk pemesinan. Untuk mengelakkan pembasmian kelompok disebabkan masalah program yang berpotensi, program asal telah dikembalikan kepada selepas program baharu lulus pemeriksaan awal dan dua bahagian tambahan dimesin.
Rajah 4 menunjukkan hasil pemeriksaan toleransi kedudukan untuk kumpulan kedua tiga produk (Nos. 4#–6#), dan Rajah 5 menunjukkan plot sisihan toleransi kedudukan lubang. Nilai toleransi kedudukan maksimum menurun dengan ketara daripada 0.16 mm asal kepada 0.11 mm-pengurangan sebanyak 31.25%. Kesan pengoptimuman yang sangat ketara ini mengesahkan sepenuhnya keberkesanan strategi pampasan program. Rajah
Rajah 4: Keputusan pemeriksaan toleransi kedudukan untuk kumpulan kedua produk (Nos. 4#–6#)
Rajah
Rajah 5: Plot sisihan toleransi kedudukan lubang untuk kumpulan kedua produk (Nos. 4#–6#)
5.6 Keputusan pengukuran toleransi kedudukan untuk kelompok ketiga dan keempat
Untuk mengesahkan secara sistematik kebolehlaksanaan dan kestabilan kaedah pampasan berasaskan-program ini dan untuk memastikan kualiti pemesinan, pengendali dikehendaki menukar alatan mengikut protokol ujian dan menjalankan ujian pemesinan untuk kelompok ketiga dan keempat (Nos. 7#–12#) pada selang waktu tertentu. Keputusan pemeriksaan toleransi kedudukan ditunjukkan dalam Rajah 6; toleransi kedudukan maksimum kekal konsisten di bawah 0.11 mm. Ini menunjukkan bahawa kaedah ini mengekalkan peningkatan yang boleh dipercayai dalam ketepatan toleransi kedudukan walaupun selepas perubahan alat, menunjukkan kebolehulangan dan kepraktisan yang baik.
Rajah
Rajah 6: Keputusan pemeriksaan toleransi kedudukan untuk kumpulan ketiga dan keempat (Nos. 7#–12#)
Rajah
06
Kesimpulan
Kertas kerja ini membentangkan kaedah untuk meningkatkan ketepatan toleransi kedudukan penggerudian pusat pemesinan berdasarkan pemeriksaan mesin pengukur koordinat (CMM) dan pampasan berasaskan program-. Melalui pemesinan sistematik dan pengukuran data koordinat lubang sebenar-disahkan merentas berbilang kelompok ujian-kaedah menganalisis sisihan sistematik daripada kedudukan teori dan membetulkan nilai koordinat lubang yang berkaitan dalam program CNC, dengan itu melaksanakan pampasan koordinat terbalik. Kaedah ini boleh mengurangkan sisihan toleransi kedudukan maksimum lubang hab sehingga 31.25% dengan keputusan yang stabil dan boleh dipercayai. Ia meningkatkan kualiti pemesinan peralatan sedia ada dengan ketara tanpa memerlukan peningkatan kepada alat mesin atau alat pemotong, dengan itu mengekalkan kecekapan pengeluaran untuk produk standard sambil mengelakkan peningkatan kos yang berkaitan dengan memperoleh peralatan baharu. Kaedah ini sesuai terutamanya untuk mengoptimumkan toleransi kedudukan bahagian putaran, menawarkan keberkesanan-kos yang sangat baik dan kemudahan pelaksanaan; walau bagaimanapun, kebolehgunaannya pada bahagian yang tidak simetri atau kompleks dari segi struktur memerlukan kajian lanjut. Kaedah ini boleh diguna pakai untuk produk dan proses yang serupa, membantu meningkatkan daya saing pasaran produk perusahaan.
