Өндөр нарийвчлалтай гинжин хэлхээний нунтаглалтын техникийн шаардлага

Өндөр нарийвчлалтай гинжин хэлхээний нунтаглалтын техникийн шаардлага

Аж үйлдвэрийн дамжуулах салбарт,булны гинжнь цахилгаан дамжуулах болон хөдөлгөөний хяналтын гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд юм. Тэдгээрийн нарийвчлал нь тоног төхөөрөмжийн ашиглалтын үр ашиг, тогтвортой байдал, ашиглалтын хугацааг шууд тодорхойлдог. Нунтаглах процесс нь галзуу гинж үйлдвэрлэлийн нарийвчлалыг сайжруулах эцсийн алхам бөгөөд стандарт болон өндөр нарийвчлалтай гинжний хоорондох гол ялгаа юм. Энэхүү нийтлэлд өндөр нарийвчлалтай галзуу гинж нунтаглах үндсэн техникийн шаардлагыг нарийвчлан авч үзэх бөгөөд процессын зарчим, нарийвчилсан хяналт, чанарын стандарт, хэрэглээний хувилбаруудыг хамарч, өндөр зэрэглэлийн тоног төхөөрөмжийн үйлдвэрлэлийг дэмждэг энэхүү чухал технологийн талаар цогц ойлголт өгөх болно.

1. Өндөр нарийвчлалтай гинжин хэлхээний нунтаглалтын гол үнэ цэнэ: Яагаад энэ нь дамжуулалтын нарийвчлалын "зангуу" болдог вэ?

Техникийн шаардлагын талаар хэлэлцэхээсээ өмнө бид эхлээд дараах зүйлийг тодруулах ёстой: Өндөр нарийвчлалтай булны гинжин хэлхээнд мэргэжлийн нунтаглалт яагаад зайлшгүй шаардлагатай вэ? Эргүүлэх, тээрэмдэх зэрэг уламжлалт машин механизмын аргуудтай харьцуулахад өвөрмөц давуу талуудтай нунтаглалт нь булны гинжин хэлхээнд микрон түвшний нарийвчлалд хүрэх гол хэрэгсэл болсон.

Аж үйлдвэрийн үүднээс авч үзвэл, автомашины үйлдвэрлэлийн хөдөлгүүрийн цагийн систем, ухаалаг логистикийн тоног төхөөрөмжийн конвейерийн хөтлөгч, эсвэл нарийн машин механизмын цахилгаан дамжуулалт гэх мэт аль ч салбарт галзуу гинжин хэлхээний нарийвчлалын шаардлага миллиметрийн түвшингээс микроны түвшинд шилжсэн. Галзууны дугуйрсан алдааг 5μм дотор хянаж, гинжин хавтангийн нүхний хүлцэл 3μм-ээс бага, зүүний гадаргуугийн барзгаржилт Ra0.4μм буюу түүнээс бага байх ёстой. Эдгээр хатуу нарийвчлалын шаардлагыг зөвхөн нунтаглах замаар найдвартай биелүүлж чадна.

Тодруулбал, өндөр нарийвчлалтай гинжин хэлхээний нунтаглалтын гол үнэ цэнэ нь гурван гол хэсэгт оршино.

Алдаа засах чадвар: Нунтаглах дугуйг өндөр хурдтайгаар зүсэх замаар өмнөх процессуудаас (жишээлбэл, давтах, дулааны боловсруулалт) үүдэлтэй хэв гажилт болон хэмжээст хазайлтыг нарийн арилгаж, бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн хэмжээст тогтвортой байдлыг хангана;

Гадаргуугийн чанарыг сайжруулах: Нунтаглах нь эд ангийн гадаргуугийн барзгар байдлыг үр дүнтэй бууруулж, гинжин хэлхээний ажиллагааны явцад үрэлтийн алдагдлыг бууруулж, ашиглалтын хугацааг уртасгадаг;

Геометрийн нарийвчлалын баталгаа: Булны дугуй ба цилиндр хэлбэртэй байдал, зүүний шулуун байдал, гинжин хавтангийн параллелизм зэрэг чухал геометрийн хүлцлийн хувьд нунтаглах процесс нь бусад боловсруулах аргуудаас хамаагүй илүү хяналтын нарийвчлалд хүрдэг.

II. Өндөр нарийвчлалтай гинжин хэлхээний нунтаглалтын үндсэн техникийн шаардлага: Бүрэлдэхүүн хэсгээс бүрдэх цогц хяналт

Өндөр нарийвчлалтай гинжин хэлхээг нунтаглах үйл явц нь ганц алхам биш; харин энэ нь гинж, зүү, гинжин хавтан гэсэн гурван үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгийг хамарсан системчилсэн үйл явц юм. Алхам бүр нь хатуу техникийн стандарт болон ашиглалтын үзүүлэлтүүдэд захирагддаг.

(I) Роллер нунтаглах: Дугуй ба цилиндрийн хоорондох "микрон түвшний тулаан"

Роллер нь гинж болон цоолборын торонд гол бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Тэдгээрийн дугуй болон цилиндр хэлбэртэй байдал нь торны жигд байдал болон дамжуулалтын үр ашигт шууд нөлөөлдөг. Роллер нунтаглах явцад дараах техникийн шаардлагыг сайтар хянаж байх ёстой.
Хэмжээст нарийвчлалын хяналт:
Роллерийн гаднах диаметрийн хүлцэл нь GB/T 1243-2006 эсвэл ISO 606 стандартыг чанд мөрдөх ёстой. Өндөр нарийвчлалтай зэрэглэлийн хувьд (жишээлбэл, C ба түүнээс дээш зэрэг) гаднах диаметрийн хүлцэл нь ±0.01 мм дотор хянагдах ёстой. Нунтаглах нь гурван үе шаттай үйл явцыг шаарддаг: барзгар нунтаглах, хагас өнгөлгөөтэй нунтаглах, өнгөлгөөтэй нунтаглах. Хэмжээст хазайлт зөвшөөрөгдсөн хязгаарт хэвээр байгаа эсэхийг баталгаажуулахын тулд алхам бүрийг лазер диаметр хэмжигч ашиглан шугаман шалгалт хийхийг шаарддаг. Геометрийн хүлцлийн шаардлага:

Бөөрөнхий байдал: Өндөр нарийвчлалтай булны бөөрөнхий байдлын алдаа ≤5μm байх ёстой. Төвөөс зугтах хүчний бөөрөнхий байдалд үзүүлэх нөлөөллийг багасгахын тулд нунтаглах явцад давхар төвийн байрлалыг ашиглахаас гадна өндөр хурдтай нунтаглах дугуйны эргэлтийг (шугаман хурд ≥35м/с) ашиглах шаардлагатай.

Цилиндр чанар: Цилиндр чанарын алдаа ≤8μm байх ёстой. Нунтаглах дугуйны ороох өнцгийг (ихэвчлэн 1°-3°) тохируулах нь булны гадна диаметрийн шулуун байдлыг хангана.

Төгсгөлийн талын параллелизм: Роллерийн хоёр төгсгөлийн талын параллелизмын алдаа ≤0.01 мм байх ёстой. Төгсгөлийн талын хазайлтаас үүдэлтэй торны хазайлтаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд нунтаглах явцад төгсгөлийн талын байрлуулах бэхэлгээг ашиглах ёстой.

Гадаргуугийн чанарын шаардлага:
Роллерийн гаднах диаметр нь гадаргуугийн барзгаржилт Ra 0.4-0.8μm байх ёстой. Зураас, түлэгдэлт, хайрс зэрэг гадаргуугийн согогоос зайлсхийх хэрэгтэй. Нунтаглах явцад нунтаглах шингэний концентраци (ихэвчлэн 5%-8%) болон тийрэлтэт даралтыг (≥0.3MPa) хянаж, нунтаглах дулааныг хурдан тарааж, гадаргуугийн түлэгдэлтээс урьдчилан сэргийлэх шаардлагатай. Цаашилбал, гадаргуугийн өнгөлгөөг сайжруулахын тулд нарийн нунтаглах үе шатанд нарийн ширхэгтэй нунтаглах дугуй (жишээ нь, 80#-120#) ашиглах хэрэгтэй.

(II) Зүүгээр нунтаглах: Шулуун ба коаксиаль байдлын "нарийвчлалын шалгалт"

Зүү нь гинжин хавтан болон булны холбогч гол бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Үүний шулуун байдал болон коаксиаль байдал нь гинжин хэлхээний уян хатан байдал болон ашиглалтын хугацаанд шууд нөлөөлдөг. Зүү нунтаглах техникийн шаардлага нь дараах талуудад чиглэгддэг.

Шулуун байдлын хяналт:
Зүүний шулуун байдлын алдаа ≤0.005мм/м байх ёстой. Нунтаглах явцад зүүний өөрийн жингээс үүдэлтэй нугалах деформациас урьдчилан сэргийлэхийн тулд "тогтвортой тулгуур + давхар төвийн байрлал" аргыг ашиглах шаардлагатай. 100мм-ээс урт зүүний хувьд нийт шулуун байдал шаардлагад нийцэж байгаа эсэхийг баталгаажуулахын тулд нунтаглах явцад 50мм тутамд шулуун байдлын шалгалт хийх шаардлагатай. Коаксиаль байдлын шаардлага:
Зүүний хоёр үзүүрт байгаа гуалинуудын коаксиал алдаа ≤0.008 мм байх ёстой. Нунтаглах явцад зүүний хоёр үзүүрт байгаа төв нүхнүүдийг лавлагаа болгон ашиглах ёстой (төв нүхний нарийвчлал нь GB/T 145-2001 стандартын А ангилалд нийцсэн байх ёстой). Нунтаглах дугуйг хоёр үзүүрт байгаа гуалинуудын тэнхлэгийн уялдаа холбоог хангахын тулд өмсөж, байрлуулсан байх ёстой. Цаашилбал, коаксиал байдлыг шалгахын тулд офлайн цэгийн шалгалтыг гурван хэмжээст координат хэмжих машин ашиглан хийх ёстой бөгөөд хамгийн багадаа 5% үзлэгийн түвшинтэй байх ёстой. Гадаргуугийн хатуулаг ба нунтаглалтын нийцтэй байдал:

Зүүний голыг нунтаглахаас өмнө дулааны боловсруулалтад оруулах ёстой (ихэвчлэн HRC 58-62 хатуулаг хүртэл карбюржуулж, бөхөөдөг). Нунтаглах параметрүүдийг хатуулгийн дагуу тохируулна:

Барзгар нунтаглалт: Дунд зэргийн ширхэгтэй нунтаглах дугуй (60#-80#) ашиглан нунтаглах гүнийг 0.05-0.1мм хүртэл хянаж, тэжээлийн хурдыг 10-15мм/мин ашиглана.

Нарийн нунтаглах: Нарийн ширхэгтэй нунтаглах дугуй (120#-150#) ашиглан нунтаглах гүнийг 0.01-0.02мм хүртэл хянаж, буруу нунтаглах параметрээс үүдэлтэй гадаргуугийн хагарал эсвэл хатуулгийн алдагдалаас зайлсхийхийн тулд 5-8мм/мин тэжээлийн хурдыг ашиглаарай.

(III) Гинжин хавтангаар нунтаглах: Нүхний нарийвчлал болон тэгш байдлыг нарийвчлан хянах

Гинжин хавтангууд нь өнхрөх гинжний гол тулгуур юм. Тэдгээрийн нүхний нарийвчлал болон тэгш байдал нь гинжний угсралтын нарийвчлал болон дамжуулалтын тогтвортой байдалд шууд нөлөөлдөг. Гинжин хавтанг нунтаглах нь голчлон хоёр гол хэсэгт чиглэгддэг: гинжин хавтангийн нүх болон гинжин хавтангийн гадаргуу. Техникийн шаардлага нь дараах байдалтай байна.
Гинжин хавтангийн нүхийг нунтаглах нарийвчлал:
Нүхний хүлцэл: Өндөр нарийвчлалтай гинжин хавтангийн нүхний хүлцэлийг H7 дотор хянах ёстой (жишээлбэл, φ8мм нүхний хувьд хүлцэл нь +0.015мм-ээс 0мм байна). Нүхний нарийн хэмжээг хангахын тулд алмазан нунтаглах дугуй (150#-200# үрэл) болон өндөр хурдтай ээрүүл (≥8000 эрг/мин) ашигладаг.
Нүхний байрлалын хүлцэл: Зэргэлдээ нүхнүүдийн хоорондох төвийн зай ≤0.01 мм, нүхний тэнхлэг ба гинжин хавтангийн гадаргуугийн хоорондох перпендикуляр чанарын алдаа ≤0.005 мм байх ёстой. Нунтаглахад тусгай багаж хэрэгсэл, CCD харааны хяналтын систем бүхий бодит цагийн хяналт шаардлагатай.
Гинжин хавтангийн гадаргууг нунтаглах шаардлага:
Гинжин хавтангийн тэгш байдлын алдаа ≤0.003мм/100мм байх ёстой бөгөөд гадаргуугийн барзгаржилт нь Ra0.8μm хүрэх ёстой. Нунтаглах нь "хоёр талт нунтаглах" процессыг шаарддаг. Дээд ба доод нунтаглах дугуйны синхрончлогдсон эргэлт (шугаман хурд ≥ 40 м/с) болон тэжээл нь гинжин хэлхээний хоёр талд параллелизм ба тэгш байдлыг хангадаг. Цаашилбал, жигд бус хүчний улмаас гинжин хэлхээний деформаци үүсэхээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд нунтаглах даралтыг (ихэвчлэн 0.2-0.3 МПа) хянах шаардлагатай.

III. Өндөр нарийвчлалтай өнхрөх гинжний нунтаглалтын процессын хяналт: Тоног төхөөрөмжөөс эхлээд менежмент хүртэлх цогц баталгаа

Эдгээр хатуу техникийн шаардлагыг хангахын тулд зүгээр л боловсруулалтын параметрүүдийг тохируулах нь хангалтгүй. Тоног төхөөрөмжийн сонголт, багаж хэрэгслийн загвар, параметрийн хяналт, чанарын шалгалтыг багтаасан цогц процессын хяналтын системийг мөн бий болгох шаардлагатай.

(I) Тоног төхөөрөмжийн сонголт: Өндөр нарийвчлалтай нунтаглалтын "Тоног төхөөрөмжийн үндэс"
Нунтаглах машины сонголт: Junker (Герман) эсвэл Okamoto (Япон) гэх мэт өндөр нарийвчлалтай CNC нунтаглах машиныг (байршлын нарийвчлал ≤ 0.001 мм, давтагдах чадвар ≤ 0.0005 мм) сонгоно уу. Машины нарийвчлал нь боловсруулалтын шаардлагыг хангаж байгаа эсэхийг шалгаарай.
Нунтаглах дугуйны сонголт: Бүрэлдэхүүн хэсгийн материал (ихэвчлэн 20CrMnTi эсвэл 40Cr) болон боловсруулалтын шаардлагад үндэслэн тохирох нунтаглах дугуйны төрлийг сонгоно. Жишээлбэл, өнхрүүш нунтаглахад корунд нунтаглах дугуй, зүүгээр нунтаглахад цахиурын карбидын нунтаглах дугуй, гинжин хавтангийн нүхийг нунтаглахад алмазан нунтаглах дугуй ашигладаг.
Туршилтын төхөөрөмжийн тохиргоо: Боловсруулалтын явцад онлайн болон офлайн цэгэн шалгалтыг хослуулахын тулд лазер диаметр хэмжигч, гурван хэмжээст координат хэмжих машин, гадаргуугийн барзгаржилтын шалгагч, дугуйрсан байдлын шалгагч зэрэг өндөр нарийвчлалтай туршилтын тоног төхөөрөмж шаардлагатай. (II) Багаж хэрэгслийн загвар: Нарийвчлал ба тогтвортой байдлын "гол тулгуур"

Байршуулах бэхэлгээ: Роллер, зүү, гинжин хэлхээнд зориулсан тусгай байрлал тогтоох бэхэлгээг зохион бүтээ. Жишээлбэл, роллер нь давхар төвтэй байрлал тогтоох бэхэлгээ, зүү нь төв хүрээний тулгуур бэхэлгээ, гинж нь нүх байрлуулах бэхэлгээг ашигладаг. Энэ нь нарийн байрлал тогтоох, нунтаглах явцад ямар ч тоглолт хийхгүй байхыг баталгаажуулдаг.

Хавчаарын бэхэлгээ: Хэт их хавчих хүчнээс үүдэлтэй эд ангийн хэв гажилтаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд хавчих хүчийг (ихэвчлэн 0.1-0.2 МПа) хянахын тулд уян хатан хавчих аргуудыг (жишээлбэл, хийн эсвэл гидравлик хавчаар) ашиглана. Цаашилбал, байрлалын нарийвчлалыг хангахын тулд бэхэлгээний байрлуулах гадаргууг тогтмол өнгөлж байх ёстой (Ra 0.4 μм буюу түүнээс бага гадаргуугийн барзгаржилттай). (III) Параметрийн хяналт: Бодит цагийн тохируулгатай "Динамик баталгаа"
Боловсруулалтын параметрийн хяналт: CNC систем нь нунтаглах хурд, тэжээлийн хурд, нунтаглах гүн, нунтаглах шингэний концентраци, температур зэрэг гол параметрүүдийг бодит цаг хугацаанд хянадаг. Аливаа параметр тогтоосон хязгаараас хэтэрсэн тохиолдолд систем автоматаар дохиолол өгч, согогтой бүтээгдэхүүн гарахаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд машиныг унтраадаг.
Температурын хяналт: Нунтаглах явцад үүссэн дулаан нь эд ангийн хэв гажилт болон гадаргуугийн түлэгдэлтийн үндсэн шалтгаан болдог. Температурын хяналтыг дараах аргуудаар хийх шаардлагатай.
Нунтаглах шингэний эргэлтийн систем: 20-25°C температурыг хадгалахын тулд хөргөлтийн төхөөрөмжөөр тоноглогдсон өндөр хөргөлтийн хүчин чадалтай нунтаглах шингэн (эмульс эсвэл синтетик нунтаглах шингэн гэх мэт) ашиглана.
Завсарлагатай нунтаглах: Дулаан ялгаруулдаг эд ангиудын хувьд (жишээлбэл, зүү) дулаан хуримтлагдахаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд "нунтаглах-хөргөх-дахин нунтаглах" завсарлагатай нунтаглах процессыг ашигладаг. (IV) Чанарын хяналт: Нарийвчлалд хүрэх "хамгаалалтын сүүлийн шугам"

Онлайн үзлэг: Лазер диаметр хэмжигч, CCD харааны үзлэгийн систем болон бусад тоног төхөөрөмжийг нунтаглах станцын ойролцоо суурилуулсан бөгөөд эд ангийн хэмжээс, хэлбэр, байрлалын хүлцлийг бодит цагийн үзлэгээр шалгадаг. Зөвхөн мэргэшсэн эд ангиуд л дараагийн процесс руу шилжиж болно.

Офлайн дээж авах үзлэг: Бүтээгдэхүүний багц бүрийн 5%-10%-ийг нүхний хүлцэл ба коаксиаль байдал зэрэг гол үзүүлэлтүүдийг шалгахын тулд координатын хэмжих машин (CMM), булны бөөрөнхий байдлыг шалгах бөөрөнхийлөл шалгагч, гадаргуугийн чанарыг шалгахын тулд гадаргуугийн барзгаржилт шалгагч ашиглан офлайн үзлэгт хамруулдаг.

Бүрэн шалгалтын шаардлага: Өндөр зэрэглэлийн тоног төхөөрөмжид (жишээлбэл, сансар судлалын болон нарийн машин механизм) ашигладаг өндөр нарийвчлалтай өнхрөх гинжний хувьд эд анги бүр шаардлагатай нарийвчлалыг хангаж байгаа эсэхийг баталгаажуулахын тулд 100% бүрэн шалгалт шаардлагатай.

IV. Өндөр нарийвчлалтай өнхрөх гинжин нунтаглалтын технологийн хэрэглээний хувилбарууд ба ирээдүйн чиг хандлага

(I) Хэрэглээний ердийн хувилбарууд
Өндөр нарийвчлалтай өнхрөх гинж нь маш сайн нарийвчлал, тогтвортой байдалтай тул дамжуулах хатуу шаардлага бүхий салбарт өргөн хэрэглэгддэг:

Автомашины үйлдвэрлэл: Хөдөлгүүрийн цагийн гинж болон хурдны хайрцагны гинж нь өндөр хурд (≥6000 эрг/мин) болон өндөр давтамжийн цохилтыг тэсвэрлэх ёстой бөгөөд энэ нь булны дугуй хэлбэртэй байдал болон зүүний шулуун байдалд маш өндөр шаардлага тавьдаг;

Ухаалаг Ложистик: Автоматжуулсан ангилах тоног төхөөрөмж болон өндөр булантай агуулахын конвейерийн системүүд нь хурдны хяналт болон байршлыг нарийн шаарддаг. Гинжин хавтангийн нүхний нарийвчлал болон булны цилиндр нь үйл ажиллагааны тогтвортой байдалд шууд нөлөөлдөг;

Нарийвчлалтай машинууд: CNC машинуудын ээрүүлийн хөтлөгч болон тэжээлийн системүүд нь микрон түвшний хөдөлгөөний хяналтыг шаарддаг. Зүүний коаксиаль байдал болон гинжин хавтангийн тэгш байдал нь дамжуулалтын нарийвчлалыг хангахад чухал үүрэгтэй.

(II) Ирээдүйн технологийн чиг хандлага

Аж үйлдвэрийн 4.0 болон ухаалаг үйлдвэрлэлийн дэвшлийн хамт өндөр нарийвчлалтай гинжин хэлхээний нунтаглалтын процессууд дараах чиглэлд хөгжиж байна.

Ухаалаг машин механизм: Хиймэл оюун ухаанаар ажилладаг харааны хяналтын системийг нэвтрүүлж, бүрэлдэхүүн хэсгийн хэмжээс болон гадаргуугийн чанарыг автоматаар тодорхойлж, параметрийн тохируулгыг идэвхжүүлж, машин механизмын үр ашиг, тогтвортой байдлыг сайжруулна.

Ногоон нунтаглалт: Байгаль орчны бохирдлыг бууруулахын тулд үр ашигтай шүүлтүүрийн системтэй хослуулан байгаль орчинд ээлтэй нунтаглах шингэн (биологийн задралд ордог нунтаглах шингэн гэх мэт) боловсруулах; Үүний зэрэгцээ эрчим хүчний хэрэглээг бууруулахын тулд бага температурт нунтаглах технологийг нэвтрүүлэх;

Нийлмэл нунтаглалт: Олон тэнхлэгтэй CNC нунтаглах машин ашиглан бул, зүү, гинжин хавтангийн нунтаглалтын процессыг "нэг цэгийн" нийлмэл процесст нэгтгэх, процессуудын хоорондох байрлалын алдааг багасгах, нийт нарийвчлалыг сайжруулах.