درک خروج محوری در ماشینکاری

دقت و دقت در مهندسی بسیار مهم است و خروج محوری یکی از رایج‌ترین روش‌هایی است که هنگام ماشین‌کاری اشتباهات رخ می‌دهد.

خروجی محوری مقداری است که محور چرخش ابزار برش از صفحه جدا می شود.

این می تواند تأثیر زیادی بر دقت محصول نهایی داشته باشد که می تواند منجر به دوباره کاری گران قیمت، ضایعات بیشتر و کارایی کمتر شود.

درک خروجی محوری برای دانشجویان مهندسی و متخصصانی که می‌خواهند مطمئن شوند که ماشین‌کاری به خوبی کار می‌کند و دقیق می‌ماند، مهم است.

در این پست وبلاگ، من در مورد علل و اثرات ریزش محوری صحبت خواهم کرد، در مورد نحوه اندازه گیری آن صحبت خواهم کرد و به بهترین راه ها برای به حداقل رساندن اثرات آن بر عملیات ماشینکاری نگاه خواهم کرد.

بنابراین، چه یک مهندس باتجربه یا یک دانشجوی کنجکاو باشید، دست و پنجه نرم کنید و آماده شوید تا در مورد دنیای شگفت‌انگیز runout محوری بدانید.

مقدمه ای بر Axial Runout

تعریف رسمی:

مقدار کل در امتداد محور چرخش که توسط آن چرخش یک ابزار برش از یک صفحه منحرف می شود.

خروجی محوری نوعی خروجی است که نشان می دهد محور چرخش ابزار برش تا چه اندازه از صفحه فاصله دارد.

زمانی اتفاق می افتد که محور چرخش با محور مرکزی دوک یکسان نباشد و تفاوت در امتداد محور چرخش اندازه گیری شود.

از سوی دیگر، خروج شعاعی زمانی اتفاق می‌افتد که محور چرخش از محور خط مرکزی اسپیندل دور شود اما موازی با آن بماند.

هر دو نوع خروجی می تواند باعث مشکلاتی مانند لرزش، سر و صدا و از دست دادن دقت شود.

Radial در مقابل Axial Runout

در طول محور خط مرکزی، مقدار خروجی شعاعی همیشه یکسان است، اما مقدار خروجی محوری بسته به جایی که نسبت به پایه اندازه‌گیری می‌شود، تغییر می‌کند.

موقعیت یک سطح زمانی که در یک صفحه عمودی می چرخد ​​تحت تأثیر ریزش محوری آن قرار می گیرد.

از طرف دیگر، خروجی شعاعی آن نشان می دهد که چقدر گرد یا خارج از مرکز است.

معمولاً استیج ها و میزهای چرخشی با دو رانات شعاعی و محوری ساخته می شوند.

اندازه گیری خروجی محوری

خروجی محوری زاویه بین دو محور است که در یک صفحه نیستند.

در این حالت، تفاوت بین یک بخش و یک محور مرجع با دور شدن از محل ملاقات آنها افزایش می یابد.

یک نشانگر شماره گیری روی دوک میز دوار یا استیج برای اندازه گیری خروجی محوری قرار می گیرد.

سپس نشانگر به گونه ای حرکت می کند که سطح مرجع را لمس کند و جدول چرخانده می شود تا بفهمد چقدر می تواند از صفحه مرجع فاصله داشته باشد.

نکته: در صورت نیاز دکمه زیرنویس را روشن کنید. اگر با زبان انگلیسی آشنایی ندارید، در دکمه تنظیمات، «ترجمه خودکار» را انتخاب کنید. قبل از اینکه زبان مورد علاقه شما برای ترجمه در دسترس قرار گیرد، ممکن است لازم باشد ابتدا روی زبان ویدیو کلیک کنید.

علل و اثرات روانی محوری

برخی از مواردی که می‌توانند باعث فرسودگی محوری شوند عبارتند از: یاتاقان‌های فرسوده یا نامناسب، دوک خمیده یا قطعه کار، شلختگی ابزار یا تراز فیکسچر، و منبسط شدن ماشین ابزار با گرم شدن.

اگر خروجی محوری در حین ماشینکاری در نظر گرفته نشود یا ثابت نشود، می تواند باعث کاهش دقت قطعه، رد شدن قطعات، افزایش هزینه ها و کاهش بهره وری شود.

اثرات خروج محوری

خروجی محوری می‌تواند با ناهموار کردن بار تراشه یا ایجاد صدای زیاد ابزار بر عملیات ماشین‌کاری تأثیر بگذارد.

این می تواند باعث حرکت نوک شود که نحوه ساخت سطح و زبری آن را تغییر می دهد.

همچنین می تواند تغییراتی در توپوگرافی سطح ایجاد کند.

به عنوان مثال، اگر مقدار به اندازه کافی بالا باشد، فاصله بین علائم ابزار می تواند تغییر کند و علامت ابزار باقی مانده توسط دندان k حذف شود.

همچنین، خروجی محوری در جایی که ابزار برش در صفحه عمودی قرار دارد، تغییر می‌کند، که می‌تواند باعث بارهای ناهموار، عمر ابزار کوتاه‌تر و لرزش بیشتر شود.

این به نوبه خود می تواند باعث شود که سطح قطعه کار دارای روکش بدی مانند زبری، امواج و علائم پچ پچ شود.

هنگام ماشینکاری در امتداد محور Z، خروجی محوری همچنین می تواند عمق برش را تغییر دهد و منجر به خطاهایی در ابعاد، مانند مخروطی شود.

هنگامی که قطعات ظریف یا با دقت بالا در حال ماشینکاری هستند، اثرات خروج محوری بر روی سطح می تواند بسیار قابل توجه باشد.

خروج شعاعی

از سوی دیگر، خروج شعاعی زمانی اتفاق می‌افتد که محور چرخش از محور خط مرکزی اسپیندل دور شود اما موازی با آن بماند.

هر دو نوع خروجی می‌تواند دقت یک ابزار یا تجهیزات را کاهش دهد، که می‌تواند آن را از محور ایده‌آل خود دور کند.

خروجی شعاعی، مرکزیت بخشی روی میز را سخت‌تر می‌کند، که می‌تواند منجر به خطای زاویه‌ای شود که بسیار بزرگ است و قابل قبول نیست.

خروجی های شعاعی و محوری می تواند باعث فرسودگی بیش از حد سریع یا ناهموار ابزارهای برش شود که می تواند باعث شکسته شدن خیلی زود آنها شود و ایمنی کار را کاهش دهد.

چنین شکستگی‌هایی می‌تواند بازسازی یا استفاده از لبه‌های برش باقی‌مانده را سخت‌تر کند، که این امر هزینه مواد مصرفی را افزایش می‌دهد.

Runout تأثیر زیادی بر دقت ماشینکاری و مدت زمان ماندگاری ابزارها دارد.

اندازه گیری خروجی محوری

روش های مختلفی برای اندازه گیری خروجی محوری وجود دارد که از نظر دقت و سختی استفاده از آنها متفاوت است.

روش های تست استاتیک

تست استاتیکی روشی متداول برای اندازه گیری خروجی محوری است زیرا آسان تر و هزینه کمتری نسبت به تست دینامیکی دارد.

تست های استاتیک زمانی انجام می شود که دوک یا قطعه کار ثابت باشد.

روش های مختلفی برای انجام آنها وجود دارد که در محورهای چرخش توسط انجمن مهندسین مکانیک آمریکا توضیح داده شده است.

نشانگر شماره گیری با پایه مغناطیسی استاندارد یک روش ساده و معمول برای اندازه گیری خروجی یک کوپلینگ یا یک شفت است.

برای انجام این آزمایش، پایه مغناطیسی را بر روی یک سطح صاف در نزدیکی کوپلینگ یا شفت قرار می دهند و نشانگر شماره گیری را روی کوپلینگ یا شفت قرار می دهند تا خروجی را اندازه گیری کند.

اگر خروجی بیش از حد وجود داشته باشد، به این معنی است که قطر داخلی توپی کوپلینگ ساییده شده یا شفت خم شده است.

در برخی موارد، همچنین ایده خوبی است که با قرار دادن نشانگر شماره گیری روی صفحه بیرونی هاب کوپلینگ، خروجی محوری کوپلینگ را بررسی کنید.

روش های تست دینامیک

درک روش‌های آزمایش دینامیکی سخت‌تر است، اما نتایج کمی دقیق‌تر به دست می‌دهند زیرا گرما، ارتعاش و نیروی گریز از مرکز را در نظر می‌گیرند.

آزمایش دینامیک در حالی انجام می شود که دوک یا قطعه کار در حال حرکت است.

همچنین می تواند به روش های مختلفی مانند استفاده از روش های مبتنی بر زمان یا مبتنی بر فرکانس انجام شود.

در روش مبتنی بر زمان، از یک سرعت سنج برای اندازه گیری سرعت چرخش دوک و یک شتاب سنج برای اندازه گیری میزان خروجی که باعث لرزش دستگاه می شود استفاده می شود.

روش مبتنی بر فرکانس فرکانس ارتعاشات ناشی از خروج را با یک تحلیلگر فرکانس اندازه گیری می کند.

تجهیزات و کالیبراسیون

دقت اندازه گیری خروجی محوری به تجهیزات مورد استفاده و نحوه تنظیم و کالیبره شدن آن بستگی دارد.

مهم نیست از چه روشی استفاده می شود، اندازه گیری های دقیق باید به درستی تنظیم و کالیبره شوند.

مهم است که مطمئن شوید تجهیزات به درستی تنظیم و کالیبره شده اند تا بتوانند خوانش های دقیقی داشته باشند.

خروج شفت

بیشتر اوقات، خروجی محور محوری برای بررسی وضعیت یاتاقان های رانش استفاده می شود.

در وسط شفت (روی محور چرخشی آن) اندازه گیری می شود.

Face runout اصطلاحی برای اندازه گیری هایی است که در مرکز نیستند.

در این حالت، صافی و مربع بودن بخشی از اندازه گیری می شود که اکثر برنامه ها به آن اهمیت نمی دهند.

خروجی محور شعاعی راهی برای اندازه گیری میزان حرکت یک محور گرد در حین چرخش در مرکز خود است.

هم ترازی درایو/شفت، سفتی یاتاقان، افزایش خروجی ناشی از سایش یاتاقان ها و بالانس همه مواردی هستند که می توانند باعث این مشکل شوند.

تفاوت بین Axial و Radial Runout

هر دو نوع خروجی انحراف از محور چرخش مورد نظر هستند، اما جهت انحراف و تأثیرات روی قطعه کار برای هر نوع متفاوت است.

Radial Runout توضیح داده شده است

خروج شعاعی زمانی است که محور چرخش با خط مرکزی اسپیندل در یک راستا نباشد اما همچنان از آن دور باشد.

خروجی شعاعی اندازه گیری است که در تمام طول محور ماشین یکسان است.

این نشان می دهد که چگونه یک میز دوار هنگام چرخش در یک صفحه افقی حرکت می کند.

گاهی اوقات خارج از مرکز یا ترجمه جانبی نامیده می شود.

خروج محوری توضیح داده شده است

هنگامی که محور چرخش یک ابزار برش از صفحه در امتداد محور چرخش خود دور می شود، به این حالت خروجی محوری می گویند.

به دلیل انحراف، محور اکنون کج شده است و دیگر به موازات محور اصلی حرکت نمی کند.

میزان خروج محوری بستگی به این دارد که در کجای پایه اندازه گیری شود.

خروج محوری می تواند به تعدادی از مشکلات مانند بارگذاری ناهموار تراشه، صدای زیاد ابزار، رانش نوک و مشکلات ناهمواری و تولید سطح منجر شود.

اثرات خروج شعاعی و محوری

هر دو نوع خروجی می‌تواند دقت یک ابزار یا تجهیزات را کاهش دهد، که می‌تواند آن را از محور ایده‌آل خود دور کند.

خروجی شعاعی، مرکزیت بخشی را روی میز سخت‌تر می‌کند، که منجر به خطاهای زاویه‌ای و پرداخت ضعیف سطح به شکل خطاهای گردی می‌شود.

خروجی محوری در جایی که ابزار برش در صفحه عمودی قرار دارد تغییر می کند، که باعث بارهای ناهموار تراشه، عمر کوتاه تر ابزار و لرزش بیشتر می شود.

این به نوبه خود می تواند باعث شود که سطح قطعه کار دارای روکش بدی مانند زبری، امواج و علائم پچ پچ شود.

هنگام ماشینکاری در امتداد محور Z، خروجی محوری همچنین می تواند عمق برش را تغییر دهد و منجر به خطاهایی در ابعاد، مانند مخروطی شود.

اندازه گیری خروجی محوری و شعاعی

بیشتر اوقات، یک نشانگر شماره گیری با پایه مغناطیسی استاندارد برای اندازه گیری خروجی یک کوپلینگ یا شفت استفاده می شود.

فقط پایه مغناطیسی را روی یک سطح صاف نزدیک به شفت یا کوپلینگ قرار دهید.

سپس، نشانگر صفحه را روی کوپلینگ یا شفت قرار دهید و مراقب نحوه حرکت صفحه باشید.

اگر خروجی بیش از حد وجود داشته باشد، به این معنی است که قطر داخلی توپی کوپلینگ ساییده شده یا شفت خم شده است.

در برخی موارد، همچنین ایده خوبی است که با قرار دادن نشانگر شماره گیری روی صفحه بیرونی هاب کوپلینگ، خروجی محوری کوپلینگ را بررسی کنید.

خروجی محوری را می توان به روش های مختلفی اندازه گیری کرد.

نشانگرهای شماره گیری، حسگرهای لیزری و دستگاه های اندازه گیری مختصات برخی از رایج ترین روش ها برای انجام این کار هستند.

اندازه گیری های ساده اغلب با نشانگرهای شماره گیری انجام می شود، مانند اندازه گیری هایی که پایه مغناطیسی دارند.

آزمایش با قرار دادن پایه مغناطیسی روی یک سطح صاف و قرار دادن نشانگر صفحه روی شفت یا کوپلینگ برای اندازه‌گیری خروجی انجام می‌شود.

از حسگرهای لیزری یا دستگاه‌های اندازه‌گیری مختصات می‌توان برای اندازه‌گیری دقیق‌تر و دقیق‌تر استفاده کرد.

این دستگاه‌ها به شما امکان می‌دهند بدون دست زدن به آنها اندازه‌گیری کنید و می‌توانند خروجی را در بیش از یک محور به طور همزمان اندازه‌گیری کنند.

به حداقل رساندن و حذف خروجی محوری

برای کاهش یا خلاص شدن از شر خروجی محوری، تنظیم و نگهداری صحیح دستگاه مهم است.

در اینجا برخی از بهترین راه ها برای کاهش خروجی محوری آورده شده است:

• نگهدارنده ابزار دقیق: استفاده از نگهدارنده ابزار دقیق مانند نگهدارنده ابزار فشرده یا فشرده می تواند چرخش ابزار دقیق و دقیقی را به شما ارائه دهد که می تواند به کاهش خروجی کمک کند.
• انتخاب ماشین‌ها و نگهدارنده‌های ابزار با حداقل خروجی: انتخاب ماشین‌ها و نگهدارنده‌های ابزار با حداقل خروجی کلید برای به حداقل رساندن خروجی کل یک سیستم است.
• فشار یکنواخت: مطمئن شوید که فشار یکسانی در اطراف ساقه وجود دارد تا خروجی کاهش یابد.
• بررسی و تعویض بلبرینگ های فرسوده: برای کاهش فرسودگی محوری، یاتاقان های فرسوده یا آسیب دیده باید به طور منظم بررسی و تعویض شوند.
• نظارت و کنترل نیروهای برش: برای مثال استفاده از پارامترهای برش مناسب می تواند به کنترل نیروهای برشی و کاهش خروجی محوری کمک کند.

استانداردها و مشخصات صنعت

استانداردها و مشخصات صنعتی برای خروج محوری وجود دارد که برای اطمینان از اینکه قطعات الزامات دقت و دقت خاصی را برآورده می کنند استفاده می شود.

سازمان هایی مانند سازمان بین المللی استاندارد (ISO) و موسسه استاندارد ملی آمریکا این قوانین و الزامات (ANSI) را تعیین می کنند.

رانوت دایره ای یکی از استانداردهای صنعتی است که اغلب برای خروج محوری استفاده می شود.

ریزش دایره ای نوعی تحمل هندسی است که برای اندازه گیری میزان حرکت یک سطح به سمت بالا یا پایین هنگام چرخش در یک صفحه افقی استفاده می شود.

در runout دایره ای، محور مبنا به عنوان نقطه مرجع برای منطقه تحمل استفاده می شود.

این یک ناحیه تحمل دوبعدی در اطراف محور داده ایجاد می کند.

برای پاسخگویی به callout، تمام نقاط روی سطح واقعی باید در داخل این ناحیه تحمل باشند.

با ترکیب دو محور کوتاه در انتهای قطعه می توان از خروجی دایره ای برای بررسی سایر ویژگی های قطعه مرکزی نیز استفاده کرد.

قوانین دیگری در دنیای کسب و کار در مورد خروج محوری وجود دارد، مانند:

• ISO 1101: این استاندارد الزامات کلی برای تحمل هندسی قطعات کار، از جمله استفاده از مناطق تحمل برای کنترل شکل، جهت و مکان را توصیف می کند.

این استاندارد، ANSI Y14.5، می گوید که چگونه ابعاد هندسی و تحمل (GD&T) باید در نقشه های مهندسی استفاده شود.

این استاندارد، ASME B89.3.4، نحوه اندازه گیری خروجی محوری را با نشانگرهای شماره گیری یا پروب های جابجایی الکترونیکی می گوید.

این استانداردها و مشخصات صنعتی به مهندسان، تولیدکنندگان و افراد مسئول کنترل کیفیت راهی می‌دهد تا با یکدیگر صحبت کنند و مطمئن شوند که قطعات الزامات خاصی را برآورده می‌کنند.

با پیروی از این استانداردها و دستورالعمل ها، سازندگان می توانند مطمئن شوند که قطعات آنها دقیق هستند و نیازهای مشتریان خود را برآورده می کنند.

نتیجه

در خاتمه، خروج محوری نکته مهمی است که مهندسان و ماشین‌کاران در صورتی که می‌خواهند کارشان دقیق باشد، باید به آن فکر کنند.

همیشه خطری برای دقت و کارایی عملیات ماشینکاری است، اما با ابزار، تکنیک و دانش مناسب می توان با آن مقابله کرد.

با درک علل و اثرات خروج محوری و استفاده از بهترین شیوه ها برای کاهش اثرات آن، متخصصان مهندسی می توانند به سطوح بالایی از دقت دست یابند، بهره وری را بهبود بخشند و ضایعات را کاهش دهند.

اما خروج محوری همچنین یادآور تعادل ظریفی است که باید بین پیچیدگی ساخت اشیا و میل به کمال حفظ شود.

همانطور که به ایده‌های جدید می‌پردازیم و محدودیت‌های ممکن را پشت سر می‌گذاریم، باید در مواجهه با چالش‌ها فروتن باشیم و همیشه سعی کنیم درباره دنیای اطراف خود بیشتر بیاموزیم و در آن بهتر شویم.