Me pehea te Whakakore i nga Hapa Taper i runga i nga Kaihuri kua Hurihia e CNC me te Whakaritea Tika

Me pehea te Whakakore i nga Hapa Taper i runga i nga Kaihuri kua Hurihia e CNC me te Whakaritea Tika

Kaituhi: PFT, Shenzhen

Whakapoto: Ko nga hapa taper i roto i nga rakau hurihuri a CNC ka tino whakararu i te tika o te inenga me te pai o nga waahanga, ka pa ki nga mahi huihuinga me te pono o nga hua. Ka tirotirohia e tenei rangahau te kaha o te kawa whakamaarama tika mo te whakakore i enei hapa. Ko te tikanga e whakamahi ana i te interferometry taiaho mo te mapi-nui-a-te-nui-a-roto i te mapi-nui-a-roto puta noa i te mokowāmahi taputapu mihini, e aro ana ki nga rereketanga ahuahanga e whai waahi ana ki te taper. Ko nga vector utunga, i ahu mai i te mahere hapa, ka whakamahia i roto i te kaiwhakahaere CNC. Ko te whakamanatanga whakamatautau i runga i nga rakau he 20mm me te 50mm te rahinga i whakaatu i te whakahekenga o te hapa taper mai i nga uara tuatahi neke atu i te 15µm/100mm ki te iti iho i te 2µm/100mm i muri i te whakatikatika. Ko nga hua e whakapumau ana ko te utunga hapa ahuahanga kua whakaritea, ina koa ko te whakatika i nga hapa tuunga raina me nga rereke koki o nga ara arataki, ko te tikanga tuatahi mo te whakakore i te taper. Ka tukuna e te kawa he huarahi whaihua, aa-raraunga mo te whakatutuki i te tika o te taumata-micron i roto i nga mahi hanga rakau tika, me te hiahia taputapu metrology paerewa. Ko nga mahi a meake nei ka tuhura i te pumau mo te wa roa o te utu me te whakaurunga ki te aroturuki i roto i te tukanga.

1 Kupu Whakataki

Ko te rereke o te taper, kua tautuhia ko te rereketanga o te taatai i te taha o te tuaka o te hurihanga i roto i nga waahanga porotakaro kua huri a CNC, ka noho tonu hei wero i roto i nga mahi hanga tika. Ko enei hapa ka pa ki nga waahanga mahi nui penei i te pai o te kawe, te tapatahi o te hiri, me nga kinematics huihuinga, ka arai pea ki te kore o mua, ki te paheketanga ranei o te mahi (Smith & Jones, 2023). Ahakoa ko nga mea penei i te kakahu taputapu, te waiariki, me te paheketanga o nga taonga mahi ka puta he hapa, ko nga hapa ahuahanga kore utu i roto i te miihini CNC tonu—he rerekee i roto i te tuunga raina me te tirohanga koki o nga toki—kua tohuhia hei take pakiaka tuatahi mo te taper nahanaha (Chen et al., 2021; Müller & Braun). Ko nga tikanga utu mo te whakamatautau me te hapa he maha nga wa e pau ana me te kore nga raraunga matawhānui e hiahiatia ana mo te whakatikatika hapa pakari puta noa i te roopu mahi katoa. Ko tenei rangahau e whakaatu ana, e whakamana ana hoki i tetahi tikanga whakatikatika tika ma te whakamahi i te interferometry taiaho ki te ine me te utu mo nga hapa ahuahanga e tika ana mo te hanga taper i roto i nga rakau hurihuri CNC.

2 Nga Tikanga Rangahau

2.1 Hoahoa Kawa Whakatau

Ko te hoahoa matua e whai ana i te raupapa, te mapi hapa volumetric me te huarahi utu. E kii ana te whakapae tuatahi ko te ine tika me te utu i nga hapa ahuahanga o nga toki raina o te miihini miihini CNC (X me Z) ka hono tika ki te whakakorenga o te riipene ine i roto i nga rakau ka mahia.

2.2 Te Raraunga Raraunga me te Tatūnga Whakamatau

• Utauta Miihini: He pokapū hurihuri CNC 3-axis (Make: Okuma GENOS L3000e, Kaiwhakahaere: OSP-P300) i mahi hei papa whakamatautau.

• Taputapu Ine: Inenga taiaho (Renishaw XL-80 upoko taiaho me te XD linear optics me te RX10 rotary axis calibrator) i whakarato i nga raraunga inenga ka taea te tirotiro ki nga paerewa NIST. Ko te tika o te tuunga raina, te tika (i roto i nga rererangi e rua), te tima, me nga hapa yaw mo nga tuaka X me te Z i inehia i nga waahi 100mm mo te haerenga katoa (X: 300mm, Z: 600mm), e whai ana i nga tikanga ISO 230-2:2014.

• Mahinga Mahi me te Miihini: I hangaia nga rakau whakamatautau (Material: AISI 1045 maitai, Nga Ahua: Ø20x150mm, Ø50x300mm) i hangaia i raro i nga tikanga rite (Te tere tapahi: 200 m / min, Whangai: 0.15 mm/rev, Te hohonu o te Tapahi: 0.5 mm, Utauta: CVD-co rua i mua i te carbide-co) a i muri i te whakatikatika. I tonohia te whakamahana.

• Ine Taper: I inehia nga diameter o te rakau i muri i te miihini i nga waahi 10mm i te roa ma te whakamahi i te miihini ine ruruku tino tika (CMM, Zeiss CONTURA G2, Hapa Whakaaetanga Morahi: (1.8 + L/350) µm). Ko te hapa taper i tatauhia ko te pikitanga o te whakahekenga raina o te diameter me te tuunga.

2.3 Whakatinana Utu Hapa

I tukatukahia nga raraunga hapa Volumetric mai i te ine laser ma te whakamahi i te rorohiko COMP a Renishaw hei whakaputa i nga ripanga utu-a-tuaka. Ko enei ripanga, kei roto i nga uara whakatika e whakawhirinaki ana ki te tuunga mo te nuku raina, nga hapa koki, me nga wehenga tika, i tukuna tika ki roto i nga tawhā utu hapa ahuahanga o te taputapu miihini i roto i te kaiwhakahaere CNC (OSP-P300). Ko te Whakaahua 1 e whakaatu ana i nga waahanga hapa ahuahanga tuatahi i ine.

3 Nga Hua me te Tatautanga

3.1 Mahere Hapa i mua i te Whakatau

I kitea e te ine taiaho he rerekeetanga ahuahanga nui e whai waahi ana ki te taper pea:

• Tuaka-Z: Hapa tūnga o +28µm i te Z=300mm, whakaemi hapa o te pitch -12 arcsec i runga i te 600mm haere.

• Tuaka-X: Hapa o te +8 arcsec i runga i te 300mm te haere.
  E hāngai ana enei rereke ki nga hapa taper i mua i te whakatikatika i te ine i runga i te rakau Ø50x300mm, e whakaatuhia ana i te Ripanga 1. I tohu te tauira hapa nui i te pikinga o te diameter ki te pito hiku.

Ripanga 1: Nga Hua Inenga Hapa Taper

3.2 Mahinga Whakatau Whakatau

Ko te whakatinanatanga o nga kapeneheihana i ahu mai i te hekenga nui o te hapa taper ine ine mo nga pou whakamatautau e rua (Ripanga 1). I whakaatuhia e te rakau Ø50x300mm te whakaheke mai i te +16.8µm/100mm ki te +1.7µm/100mm, e tohu ana i te 89.9% te whakapai ake. Waihoki, i whakaatuhia e te Ø20x150mm te hekenga mai i te +14.3µm/100mm ki te +1.1µm/100mm (92.3% te whakapai ake). Ko te ahua 2 he whakataurite kauwhata i nga whakaahua taatai o te rakau Ø50mm i mua atu i muri mai i te whakatikatika, e whakaatu marama ana i te whakakorenga o te ia taper nahanaha. Ko tenei taumata o te whakapai ake ka nui ake i nga hua angamaheni kua ripoatahia mo nga tikanga utu a-ringa (hei tauira, Zhang & Wang, 2022 i whakaatu ~70% te whakahekenga) me te whakaatu i te kaha o te utu utu hapa nui.

4 Aparauraa

4.1 Whakamaoritanga o nga Hua

Ko te whakahekenga nui o te hapa taper e whakamana tika ana i te whakapae. Ko te tikanga tuatahi ko te whakatika i te hapa o te tuunga tuaka-Z me te ineanga o te pitch, na te mea i rereke te ara taputapu mai i te huarahi whakarara pai e pa ana ki te tuaka porowhita i te wa e neke ana te waka i te taha o Z. I tino whakakorea e te utu tenei rereketanga. Ko te toenga o te hapa (<2µm/100mm) ka ahu mai pea i nga puna iti e pai ana ki te utu ahuahanga, penei i nga paanga waiariki meneti i te wa e mahi miihini ana, te paheketanga o nga taputapu i raro i nga kaha tapahi, te inenga koretake ranei.

4.2 Nga here

I arotahi tenei rangahau ki te utunga hapa ahuahanga i raro i te whakahaere, nga tikanga taurite tata-waariki o te huringa whakamahana whakangao. Karekau i tino whakatauira, ka utua ranei mo nga hapa i puta mai i te waaariki i roto i nga mahi whakangao roa, i nga rereketanga nui o te pāmahana ambient. I tua atu, ko te whai huatanga o te kawa mo nga miihini he nui te kakahu, he kino ranei ki nga ara arataki/uiri poi i arotakea. Ko te awenga o nga mana tapahi tino nui ki te whakakore i nga utu i tua atu i te waahanga o naianei.

4.3 Nga Tikanga Mahinga

Ko te kawa kua whakaatuhia e whakarato ana ki nga kaihanga he tikanga pakari, ka taea te whakahoki i te hurihanga porotakaroa tino tika, he mea nui mo nga tono i roto i te aerospace, nga taputapu rongoa, me nga waahanga miihini tino mahi. Ka whakahekehia nga reiti mokowhiti e pa ana ki nga kore-whakaritenga taper me te whakaiti i te whakawhirinaki ki nga pukenga a te kaiwhakahaere mo te utu a-ringa. Ko te whakaritenga mo te laser interferometry he whakangao engari e tika ana mo nga whakaurunga e kii ana i nga taumata micron-whakaaetanga.

5 Whakamutunga

Ka whakatauhia e tenei rangahau ko te whakatikatika i te tino tika, te whakamahi i te interferometry laser mo te mapi hapa geometric volumetric me te utu a te kaiwhakahaere CNC o muri mai, he tino whai hua mo te whakakore i nga hapa taper i roto i nga rakau hurihuri CNC. Ko nga hua whakamatautau i whakaatu i nga whakahekenga neke atu i te 89%, kua eke ki raro i te 2µm/100mm. Ko te tikanga matua ko te utu tika mo nga hapa tuunga raina me nga rereke koki (pitch, yaw) i nga toki o te taputapu miihini. Ko nga whakatau matua ko:

1. He mea tino nui te mapitanga hapa ahuahanga matawhānui mo te tautuhi i nga ine rerekee ka puta te taper.

2. Ko te utu tika mo enei rereke i roto i te kaiwhakahaere CNC he otinga tino whai hua.

3. Ka tukuna e te kawa nga whakapainga nui mo te tika o te ahu ma te whakamahi i nga taputapu metrology paerewa.