Napakahalaga ng katumpakan at katumpakan sa engineering, at ang axial runout ay isa sa mga pinakakaraniwang paraan kung saan nangyayari ang mga pagkakamali kapag nagmi-machining.
Ang axial runout ay ang halaga na ang axis ng pag-ikot ng cutting tool ay naka-off mula sa isang eroplano.
Ito ay maaaring magkaroon ng malaking epekto sa katumpakan ng tapos na produkto, na maaaring humantong sa mamahaling rework, mas maraming basura, at mas kaunting kahusayan.
Ang pag-unawa sa axial runout ay mahalaga para sa mga mag-aaral sa engineering at mga propesyonal na gustong matiyak na ang machining ay gumagana nang maayos at nananatiling tumpak.
Sa post sa blog na ito, pag-uusapan ko ang tungkol sa mga sanhi at epekto ng axial runout, pag-uusapan kung paano ito sukatin, at titingnan ang mga pinakamahusay na paraan upang mapanatiling pinakamababa ang mga epekto nito sa mga operasyon ng machining.
Kaya, kung ikaw ay isang bihasang engineer o isang mausisa na mag-aaral, buckle up at maghanda upang malaman ang tungkol sa kamangha-manghang mundo ng axial runout.
Panimula sa Axial Runout
Pormal na kahulugan:
Ang kabuuang halaga sa kahabaan ng axis ng pag-ikot kung saan ang pag-ikot ng isang cutting tool ay lumihis mula sa isang eroplano.
Ang axial runout ay isang uri ng runout na naglalarawan kung gaano kalayo ang axis ng pag-ikot ng cutting tool mula sa isang eroplano.
Nangyayari ito kapag ang axis ng pag-ikot ay hindi pareho sa gitnang axis ng spindle, at ang pagkakaiba ay sinusukat kasama ang axis ng pag-ikot.
Sa kabilang banda, ang radial runout ay nangyayari kapag ang axis ng rotation ay lumayo mula sa centerline axis ng spindle ngunit nananatiling parallel dito.
Ang parehong uri ng runout ay maaaring magdulot ng mga problema tulad ng vibration, ingay, at pagkawala ng katumpakan.
Radial vs. Axial Runout
Sa haba ng centerline axis, ang dami ng radial runout ay palaging pareho, ngunit ang dami ng axial runout ay nagbabago depende sa kung saan ito sinusukat kaugnay ng base.
Ang posisyon ng ibabaw kapag umiikot ito sa isang patayong eroplano ay apektado ng axial runout nito.
Ang radial runout nito, sa kabilang banda, ay naglalarawan kung gaano ito bilog o off-center.
Karaniwan, ang mga rotary stage at table ay ginawa gamit ang radial at axial runout.
Pagsukat ng Axial Runout
Ang axial runout ay ang anggulo sa pagitan ng dalawang axes na wala sa parehong eroplano.
Sa kasong ito, ang pagkakaiba sa pagitan ng isang bahagi at isang axis ng sanggunian ay lumalaki habang lumalayo ka sa kung saan sila nagtatagpo.
Ang isang dial indicator ay inilalagay sa spindle ng rotary table o stage upang sukatin ang axial runout.
Pagkatapos ay inilipat ang indicator upang mahawakan nito ang reference na ibabaw, at ibinalik ang talahanayan upang malaman kung gaano kalayo ito mula sa reference plane.
Tip: I-on ang caption button kung kailangan mo ito. Piliin ang "awtomatikong pagsasalin" sa pindutan ng mga setting, kung hindi ka pamilyar sa wikang Ingles. Maaaring kailanganin mong i-click muna ang wika ng video bago maging available ang iyong paboritong wika para sa pagsasalin.
Mga Sanhi at Epekto ng Axial Runout
Ang ilan sa mga bagay na maaaring magdulot ng axial runout ay ang mga pagod o hindi pagkakatugmang mga bearings, isang baluktot na spindle o workpiece, sloppy tool o fixture alignment, at ang machine tool na lumalawak habang umiinit ito.
Kung ang axial runout ay hindi isinasaalang-alang o hindi naayos sa panahon ng machining, maaari itong maging sanhi ng bahagi na hindi gaanong tumpak, ang mga bahagi ay tinanggihan, ang mga gastos ay tumaas, at ang pagiging produktibo ay bumaba.
Mga Epekto ng Axial Runout
Ang axial runout ay maaaring makaapekto sa mga operasyon ng machining sa pamamagitan ng paggawa ng chip load na hindi pantay o nagiging sanhi ng labis na pagdaldal ng tool.
Maaari itong maging sanhi ng paggalaw ng tip, na nagbabago sa paraan ng paggawa ng ibabaw at kung gaano ito kagaspang.
Maaari rin itong magdulot ng mga pagbabago sa topograpiya ng ibabaw.
Halimbawa, kung ang halaga ay sapat na mataas, ang distansya sa pagitan ng mga marka ng tool ay maaaring magbago, at ang marka ng tool na iniwan ng kth na ngipin ay maaaring alisin.
Gayundin, nagbabago ang axial runout kung saan ang cutting tool ay nasa vertical plane, na maaaring magdulot ng hindi pantay na pag-load ng chip, mas maikli ang buhay ng tool, at mas maraming vibration.
Ito naman ay maaaring maging sanhi ng hindi magandang pagtatapos ng ibabaw ng workpiece, tulad ng pagkamagaspang, alon, at mga marka ng satsat.
Kapag nagme-machining sa kahabaan ng Z-axis, maaari ding baguhin ng axial runout ang lalim ng cut at humantong sa mga error sa mga sukat, gaya ng taper.
Kapag ang mga maselan o mataas na katumpakan na bahagi ay ginagawang makina, ang mga epekto ng axial runout sa surface finish ay maaaring maging lubhang kapansin-pansin.
Radial Runout
Sa kabilang banda, ang radial runout ay nangyayari kapag ang axis ng rotation ay lumayo mula sa centerline axis ng spindle ngunit nananatiling parallel dito.
Ang parehong uri ng runout ay maaaring gumawa ng isang tool o piraso ng kagamitan na hindi gaanong tumpak, na maaaring magpaikot sa perpektong axis nito.
Ang radial runout ay nagpapahirap sa paggitna ng isang bahagi sa mesa, na maaaring humantong sa isang error sa anggulo na masyadong malaki upang hindi katanggap-tanggap.
Ang mga radial at axial runout ay maaaring maging sanhi ng pagkasira ng mga tool sa paggupit nang masyadong mabilis o hindi pantay, na maaaring maging sanhi ng mga ito upang masira kaagad at gawing mas ligtas ang proseso.
Ang ganitong mga pahinga ay maaaring maging mas mahirap na i-recondition o gamitin ang mga natitirang cutting edge, na magtataas sa halaga ng mga consumable.
Malaki ang epekto ng runout sa kung gaano katumpak ang machining at kung gaano katagal ang mga tool.
Pagsukat ng Axial Runout
Mayroong iba't ibang paraan upang sukatin ang axial runout na nag-iiba sa kung gaano katumpak ang mga ito at kung gaano kahirap gamitin ang mga ito.
Mga Paraan ng Static Testing
Ang static na pagsubok ay isang karaniwang paraan upang sukatin ang axial runout dahil mas madali ito at mas mura kaysa sa dynamic na pagsubok.
Ang mga static na pagsusuri ay ginagawa kapag ang spindle o workpiece ay pa rin.
Mayroong iba't ibang paraan upang gawin ang mga ito, na ipinaliwanag sa Axes of Rotation ng American Society of Mechanical Engineers.
Ang isang dial indicator na may karaniwang magnetic base ay isang simple at karaniwang paraan upang sukatin ang runout ng isang coupling o isang shaft.
Upang gawin ang pagsubok na ito, ang magnetic base ay inilalagay sa isang patag na ibabaw malapit sa coupling o shaft, at ang dial indicator ay inilalagay sa coupling o shaft upang masukat ang runout.
Kung mayroong masyadong maraming runout, nangangahulugan ito na ang panloob na diameter ng coupling hub ay pagod o na ang baras ay baluktot.
Sa ilang mga kaso, magandang ideya din na suriin ang axial runout ng coupling sa pamamagitan ng paglalagay ng dial indicator sa panlabas na mukha ng coupling hub.
Mga Paraan ng Dynamic na Pagsusuri
Mas mahirap maunawaan ang mga paraan ng dynamic na pagsubok, ngunit nagbibigay sila ng bahagyang mas tumpak na mga resulta dahil isinasaalang-alang ng mga ito ang init, vibration, at centrifugal force.
Ginagawa ang dynamic na pagsubok habang gumagalaw ang spindle o workpiece.
Maaari rin itong gawin sa iba't ibang paraan, gaya ng paggamit ng time-based o frequency-based na pamamaraan.
Sa pamamaraang nakabatay sa oras, ginagamit ang isang tachometer upang sukatin kung gaano kabilis ang pag-ikot ng spindle at ang isang accelerometer ay ginagamit upang sukatin kung gaano karaming runout ang nagiging sanhi ng pagyanig ng makina.
Ang frequency-based na paraan ay sumusukat sa dalas ng mga vibrations na dulot ng runout gamit ang frequency analyzer.
Kagamitan at pagkakalibrate
Ang katumpakan ng mga sukat ng axial runout ay depende sa kagamitang ginamit at kung paano ito naka-set up at naka-calibrate.
Anuman ang paraan na ginamit, ang mga tumpak na sukat ay kailangang i-set up at i-calibrate nang tama.
Mahalagang tiyakin na ang kagamitan ay naka-set up at na-calibrate nang tama upang makapagbigay ito ng tumpak na mga pagbabasa.
Shaft Runout
Kadalasan, ang axial shaft runout ay ginagamit upang suriin ang kondisyon ng thrust bearings.
Ito ay sinusukat sa gitna ng baras (sa rotary axis nito).
Ang face runout ay ang termino para sa mga sukat na wala sa gitna.
Sa kasong ito, ang flatness at squareness ay naging bahagi ng pagsukat, na hindi pinahahalagahan ng karamihan sa mga application.
Ang radial shaft runout ay isang paraan upang sukatin kung gaano kalaki ang paggalaw ng isang round shaft sa gitna nito habang lumiliko ito.
Ang pag-align ng drive/shaft, paninigas ng bearing, pagtaas ng runout habang napuputol ang mga bearings, at balanse ang lahat ng bagay na maaaring magdulot nito.
Pagkakaiba sa pagitan ng Axial at Radial Runout
Ang parehong mga uri ng runout ay mga paglihis mula sa nilalayong axis ng pag-ikot, ngunit ang direksyon ng paglihis at ang mga epekto sa workpiece ay iba para sa bawat uri.
Ipinaliwanag ang Radial Runout
Ang radial runout ay kapag ang axis ng pag-ikot ay hindi naaayon sa centerline ng spindle ngunit malayo pa rin dito.
Ang radial runout ay isang sukat na pareho sa buong axis ng makina.
Ipinapakita nito kung paano gumagalaw ang rotary table kapag lumiliko ito sa pahalang na eroplano.
Minsan ito ay tinatawag na eccentricity o lateral translation.
Ipinaliwanag ang Axial Runout
Kapag ang axis ng pag-ikot ng cutting tool ay lumayo mula sa isang eroplano kasama ang axis ng pag-ikot nito, ito ay tinatawag na axial runout.
Dahil sa paglihis, ang axis ay nakatagilid na ngayon at hindi na tumatakbo parallel sa pangunahing axis.
Kung magkano ang axial runout doon ay depende sa kung saan sa base ito sinusukat.
Ang axial runout ay maaaring humantong sa maraming problema, gaya ng hindi pantay na pag-load ng chip, sobrang daldal ng tool, tip drift, at mga problema sa pagkamagaspang at pagbuo ng ibabaw.
Mga Epekto ng Radial at Axial Runout
Ang parehong uri ng runout ay maaaring gumawa ng isang tool o piraso ng kagamitan na hindi gaanong tumpak, na maaaring magpaikot sa perpektong axis nito.
Ang radial runout ay nagpapahirap sa paggitna ng isang bahagi sa isang mesa, na humahantong sa mga angular na error at hindi magandang surface finish sa anyo ng mga error sa roundness.
Nagbabago ang axial runout kung saan ang cutting tool ay nasa vertical plane, na nagiging sanhi ng hindi pantay na pag-load ng chip, mas maikling buhay ng tool, at mas maraming vibration.
Ito naman ay maaaring maging sanhi ng hindi magandang pagtatapos ng ibabaw ng workpiece, tulad ng pagkamagaspang, alon, at mga marka ng satsat.
Kapag nagme-machining sa kahabaan ng Z-axis, maaari ding baguhin ng axial runout ang lalim ng cut at humantong sa mga error sa mga sukat, gaya ng taper.
Pagsukat ng Axial at Radial Runout
Kadalasan, ginagamit ang isang dial indicator na may karaniwang magnetic base upang sukatin ang runout ng isang coupling o shaft.
Ilagay lamang ang magnetic base sa isang patag na ibabaw malapit sa baras o pagkabit.
Pagkatapos, ilagay ang dial indicator sa coupling o shaft at panoorin kung paano gumagalaw ang dial.
Kung mayroong masyadong maraming runout, nangangahulugan ito na ang panloob na diameter ng coupling hub ay pagod o na ang baras ay baluktot.
Sa ilang mga kaso, magandang ideya din na suriin ang axial runout ng coupling sa pamamagitan ng paglalagay ng dial indicator sa panlabas na mukha ng coupling hub.
Ang axial runout ay maaaring masukat sa maraming paraan.
Ang mga dial indicator, laser sensor, at coordinate measuring machine ay ilan sa mga pinakakaraniwang paraan upang gawin ito.
Ang mga simpleng sukat ay kadalasang ginagawa gamit ang mga dial indicator, tulad ng mga may magnetic base.
Ginagawa ang pagsubok sa pamamagitan ng paglalagay ng magnetic base sa isang patag na ibabaw at paglalagay ng dial indicator sa shaft o coupling upang sukatin ang runout.
Maaaring gamitin ang mga laser sensor o coordinate measuring machine para gumawa ng mga sukat na mas tumpak at tumpak.
Hinahayaan ka ng mga device na ito na magsukat nang hindi hinahawakan ang mga ito, at maaari nilang sukatin ang runout sa higit sa isang axis nang sabay-sabay.
Pag-minimize at Pag-aalis ng Axial Runout
Upang bawasan o maalis ang axial runout, mahalagang i-set up at mapanatili nang tama ang makina.
Narito ang ilan sa mga pinakamahusay na paraan upang bawasan ang axial runout:
- Precision tool holder: Ang paggamit ng precision tool holder tulad ng shrink-fit o press-fit tool holder ay maaaring magbigay sa iyo ng tumpak at tumpak na pag-ikot ng tool, na makakatulong na mabawasan ang runout.
- Pagpili ng mga makina at tool holder na may kaunting runout: Ang pagpili ng mga makina at tool holder na may kaunting runout ay susi upang mapanatiling pinakamababa ang kabuuang runout ng isang system.
- Uniform pressure: Tiyaking may parehong dami ng pressure sa paligid ng shank upang mabawasan ang runout.
- Pagsusuri at pagpapalit ng mga pagod na bearings: Upang bawasan ang axial runout, pagod o nasirang bearings ay dapat suriin at palitan nang regular.
- Pagsubaybay at pagkontrol sa mga puwersa ng pagputol: Ang paggamit ng mga tamang parameter ng pagputol, halimbawa, ay maaaring makatulong sa pagkontrol sa mga puwersa ng pagputol at pagbabawas ng axial runout.
Mga Pamantayan at Detalye ng Industriya
May mga pamantayan sa industriya at mga detalye para sa axial runout na ginagamit upang matiyak na ang mga bahagi ay nakakatugon sa ilang partikular na katumpakan at mga kinakailangan sa katumpakan.
Itinatakda ng mga organisasyon tulad ng International Organization for Standardization (ISO) at American National Standards Institute ang mga panuntunan at kinakailangan (ANSI).
Ang circular runout ay isa sa pinakamadalas na ginagamit na pamantayan ng industriya para sa axial runout.
Ang circular runout ay isang uri ng geometric tolerance na ginagamit upang sukatin kung gaano kalaki ang paggalaw ng ibabaw o pababa habang lumiliko ito sa isang pahalang na eroplano.
Sa circular runout, ang datum axis ay ginagamit bilang isang punto ng sanggunian para sa tolerance zone.
Gumagawa ito ng 2D tolerance zone sa paligid ng datum axis.
Para matugunan ang callout, lahat ng punto sa totoong surface ay dapat nasa loob ng tolerance zone na ito.
Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng dalawang maiikling palakol sa mga dulo ng bahagi, maaari ding gamitin ang pabilog na runout upang suriin ang iba pang mga tampok sa gitnang bahagi.
Mayroong iba pang mga patakaran sa mundo ng negosyo tungkol sa axial runout, gaya ng:
- ISO 1101: Inilalarawan ng pamantayang ito ang mga pangkalahatang kinakailangan para sa geometric na pagpapaubaya ng mga workpiece, kabilang ang paggamit ng mga tolerance zone upang kontrolin ang hugis, oryentasyon, at lokasyon.
Sinasabi ng pamantayang ito, ANSI Y14.5, kung paano dapat gamitin ang geometric dimensioning at tolerancing (GD&T) sa mga engineering drawing.
Ang pamantayang ito, ASME B89.3.4, ay nagsasabi kung paano sukatin ang axial runout gamit ang mga dial indicator o electronic displacement probe.
Ang mga pamantayan at detalye ng industriya na ito ay nagbibigay sa mga inhinyero, tagagawa, at mga taong namamahala sa kontrol sa kalidad ng isang paraan upang makipag-usap sa isa't isa at matiyak na ang mga bahagi ay nakakatugon sa ilang partikular na kinakailangan.
Sa pamamagitan ng pagsunod sa mga pamantayan at alituntuning ito, matitiyak ng mga tagagawa na tumpak ang kanilang mga piyesa at nakakatugon sa mga pangangailangan ng kanilang mga customer.
Konklusyon
Sa konklusyon, ang axial runout ay isang mahalagang bagay para sa mga inhinyero at machinist na pag-isipan kung nais nilang maging tumpak ang kanilang trabaho.
Ito ay palaging banta sa katumpakan at kahusayan ng mga pagpapatakbo ng machining, ngunit sa tamang mga tool, diskarte, at kaalaman, maaari itong harapin.
Sa pamamagitan ng pag-unawa sa mga sanhi at epekto ng axial runout at paggamit ng pinakamahuhusay na kagawian upang mabawasan ang mga epekto nito, makakamit ng mga propesyonal sa engineering ang mataas na antas ng katumpakan, mapabuti ang produktibidad, at mabawasan ang basura.
Ngunit ang axial runout ay isa ring paalala ng maselang balanse na kailangang panatilihin sa pagitan ng pagiging kumplikado ng paggawa ng mga bagay at ng pagnanais para sa pagiging perpekto.
Habang patuloy tayong nagkakaroon ng mga bagong ideya at itinutulak ang mga limitasyon sa kung ano ang posible, kailangan nating manatiling mapagpakumbaba sa harap ng mga hamon at palaging subukang matuto nang higit pa tungkol sa at maging mas mahusay sa mundo sa paligid natin.
Ibahagi sa…
