1. التحكم في تشوه نظام العملية تحت الضغط: زيادة الصلابة وتحسين الحمل
إن تشوه القوة في نظام العملية هو ما يتسبب بشكل مباشر في أن يكون حجم القطع خاطئًا. على سبيل المثال، عند استخدام آلة طحن جسرية لتصنيع أسطح مسطحة ضخمة، يمكن أن تنحني العارضة العرضية بمقدار 0.1-0.3 مم تحت وزن حامل الأداة، مما يؤدي بشكل مباشر إلى أن تكون قطعة العمل مسطحة بشكل مفرط. لإصلاح هذه الأنواع من المشاكل، يجب إجراء التحسين من وجهات النظر الثلاث التالية:
تعزيز تصلب الاتصال
يمكن تحسين صلابة التلامس بشكل كبير عن طريق التأكد من أن الأجزاء المهمة مثل أدلة الأدوات الآلية ومحامل المغزل تناسب بشكل أفضل. على سبيل المثال، يؤدي التحميل المسبق للصامولة باستخدام-تقنية المحمل المتدحرج المشدود مسبقًا إلى إزالة المسافة بين العمود الرئيسي والمحمل. يؤدي هذا إلى زيادة مساحة الاتصال الفعلية بنسبة 30% إلى 50% وصلابة الاتصال بأكثر من الضعف. بعد استخدام هذه التقنية، قامت إحدى الشركات المصنعة لقطع غيار السيارات بتقليص الخطأ الدائري لعنق قضيب توصيل العمود المرفقي من 0.015 مم إلى 0.005 مم.
جعل قطعة العمل أكثر صلابة
هناك حاجة إلى دعامات إضافية لجعل العناصر ذات الجدران الرفيعة-مثل كتل الأسطوانات وأغطية ناقل الحركة أكثر صلابة. لمعالجة الغلاف ذي الجدران الرقيقة-، يتم استخدام طريقة التثبيت المركبة "عمود الحماية+الطرف". أولاً، تتم معالجة الثقب الداخلي بالحجم الصحيح. بعد ذلك، يتم إدخال عمود الحماية الذي يناسب الفجوة بين الفتحة الداخلية وتثبيته بالأطراف الأمامية والخلفية. وهذا يجعل قطعة العمل أكثر صلابة بـ 4-6 مرات أثناء معالجة الدائرة الخارجية ويحافظ على خطأ الأسطواني في حدود 0.02 مم. أيضًا، يمكن لأشياء مثل حاملات الأدوات والإطارات المركزية أن تساعد في منع الأعمدة النحيلة من الاهتزاز كثيرًا. وجدت دراسة حالة حول تصنيع عمود نقل الحركة أن استخدام نظام دعم عائم ذو عجلة مزدوجة يقلل من سعة اهتزاز المعالجة بنسبة 80% ومعدل الكسر من 15% إلى أقل من 2%.
تحسين توزيع الأحمال
إذا قمت بتصميم اتجاه ونقطة تطبيق قوة التثبيت بشكل صحيح، فيمكنك تجنب تركيز الضغط المحلي. على سبيل المثال، عند العمل مع عجلات سبائك الألومنيوم، يتم استخدام التثبيت الشعاعي بدلاً من التثبيت المحوري. يؤدي هذا إلى توزيع قوة التثبيت بشكل متساوٍ في جميع أنحاء العجلة، مما يقلل من تشوه قطعة العمل بنسبة 60%. يمكن استخدام تحليل العناصر المحدودة (FEA) لنمذجة توزيع قوة التثبيت وتحسين هيكل التركيبات للقطع غير المنتظمة.
2. التحكم في التشوه الحراري: موازنة مجال درجة الحرارة وتحسين تبديد الحرارة
السبب الرئيسي لتشوه القطع عند قطعها هو الحرارة. على سبيل المثال، عند الدوران بسرعة عالية، يمكن أن تتجاوز درجة حرارة القطع للأداة 850 درجة، ويمكن أن يمتد حامل الأداة بمقدار 0.05-0.1 مم/م، مما يؤدي بشكل مباشر إلى تغيير حجم المعالجة. لحل مشكلة التشوه الحراري، نحتاج إلى النظر إلى أمرين: التحكم في المصدر وتعويض العملية:
فصل مصدر الحرارة وتسهيل خروج الحرارة
ضع أجزاء التسخين مثل المحركات الكهربائية والمضخات الهيدروليكية على السطح الخارجي لأداة الآلة، واستخدم مواد عازلة مثل ألواح ألياف السيراميك لمنع الحرارة من التحرك. يمكن لنظام تبريد الهواء القسري أن يحافظ على ارتفاع درجة الحرارة ضمن 5 درجات للأجزاء المهمة مثل محامل المغزل وقضبان التوجيه. قام صانع معين لأدوات آلة CNC بتحسين نظام تدوير سائل التبريد بحيث ارتفع التشوه الحراري لأجسام أسطوانات سبائك الألومنيوم أثناء الطحن من 0.08 مم إلى 0.02 مم.
تصميم لتوازن مجال درجة الحرارة
عند تصنيع هيكل علبة التروس، يتم ترتيب التروس والمحامل بطريقة متناظرة للحفاظ على ارتفاع درجة حرارة جدار علبة التروس بالتساوي وتقليل التشوه بمقدار النصف. لتقليل تراكم التوتر المحوري وإفساح المجال للتمدد الحراري، يتم استخدام طريقة التثبيت "طرف واحد ثابت وطرف مرن واحد" على أجزاء العمود الرقيقة.
تحسين إعدادات القطع
من الممكن القطع بشكل أسرع (Vc)، مما قد يؤدي إلى تقصير وقت القطع، ولكن من المهم مراقبة حرارة القطع وتآكل الأداة. أظهرت الاختبارات أن زيادة Vc من 100 م/دقيقة إلى 200 م/دقيقة يخفض حرارة قطع الوحدة بنسبة 30% ولكنه يقصر عمر الأداة بنسبة 40%. لذلك، يجب اختيار أفضل مجموعة من المعلمات بناءً على نوع المادة (مثل سبائك الألومنيوم أو الحديد الزهر). على سبيل المثال، عند العمل باستخدام أجسام أسطوانات من حديد الزهر، يمكنك الحفاظ على التشوه الحراري في حدود 0.03 مم عن طريق ضبط معدل التغذية على f=0.2mm/r وسرعة القطع على Vc=150m/min.
3. إدارة الضغط الداخلي: تصميم مسار الإجراء والمعالجة المسبقة للفراغ
يعد التوتر الداخلي أحد الأسباب الرئيسية وراء تغير شكل الأجزاء بعد معالجتها. يمكن أن يصل الضغط المتبقي إلى 30% إلى 50% من قوة الخضوع للأجزاء الفولاذية المسقية. يمكن أن يتسبب ذلك في ثني الأجزاء أو تحطمها أثناء تخزينها أو استخدامها. عندما يتعلق الأمر بالتوتر الداخلي، فلا بد من السيطرة عليه بالطريقتين التاليتين:
تحسين مسار العملية
يمكن إزالة أكثر من 80% من الإجهاد المتبقي باتباع خطوات "التصنيع الخام ← التلدين لتخفيف الضغط ← التصنيع الدقيق". على سبيل المثال، عند العمل مع أعمدة الكرنك، فإن تخفيف الضغط والتليين عند درجة 600-650 بعد المعالجة الخام، والثبات لمدة 4-6 ساعات، ثم المعالجة الدقيقة لدقة الأبعاد قد يمنعها من تغيير الشكل عند استخدامها مرة أخرى. بالنسبة للعناصر ذات الجدران الرقيقة، يتم استخدام طريقة "التصنيع المتماثل". وهذا يعني قطع جانب واحد إلى عمق معين أولاً ثم قلب الجانب الآخر لتخفيف الضغط.
تحضير المواد الخام
استخدم الطرق والدرفلة وغيرها من الطرق لجعل الهيكل الفارغ أكثر توازناً والتخلص من العيوب الداخلية. على سبيل المثال، تستخدم إحدى الشركات تقنية "التزوير متساوي الحرارة" لتصنيع قضبان التوصيل الفارغة. تعمل هذه التقنية على تحسين حجم الحبوب إلى مستوى ASTM 6-8 وتقليل التشوه بنسبة 70% بعد المعالجة. كما أن أسلوب التجميع الفارغ (التجميع حسب الحجم والصلابة) يمكن أن يجعل بدل القطع هو نفسه في كل مرة ويقلل من الأخطاء.
