تأثير بدل الآلات على دقة الآلات!

مع التحسين المستمر لمتطلبات الجودة للمنتجات المصنعة، استثمر الناس الكثير من الوقت والطاقة في استكشاف الأساليب والتدابير لتحسين جودة المنتج. ومع ذلك، فقد تجاهلوا تأثير بدلات التصنيع على جودة المنتج في عملية التصنيع، معتقدين أن وجود بدلات أثناء عملية التصنيع فقط لن يكون له تأثير كبير على جودة المنتج. في عملية التصنيع الفعلية للمنتجات الميكانيكية، وجد أن حجم بدل المعالجة للأجزاء يؤثر بشكل مباشر على جودة المنتجات.
إذا كان بدل المعالجة صغيرًا جدًا، فمن الصعب إزالة الأخطاء المتبقية في الشكل والموضع وعيوب السطح أثناء عملية المعالجة السابقة؛ ومع ذلك، فإن بدل المعالجة المفرط لا يزيد فقط من عبء العمل للمعالجة الميكانيكية، بل يزيد أيضًا من استهلاك المواد والأدوات والطاقة. والأخطر من ذلك، أن الحرارة المتولدة عن طريق قطع كمية كبيرة من بدل التشغيل الآلي أثناء عملية التصنيع يمكن أن تسبب تشوه الأجزاء، وتزيد من صعوبة تصنيع الأجزاء، وتؤثر على جودة المنتج. لذلك، من الضروري التحكم بشكل صارم في بدل المعالجة للأجزاء.
واحد
مفهوم بدل الآلات
يشير بدل المعالجة إلى سمك الطبقة المعدنية المقطوعة من سطح المعالجة أثناء عملية المعالجة. يمكن تقسيم بدل المعالجة إلى بدل معالجة العمليات وبدل المعالجة الإجمالي. يشير بدل المعالجة الآلية إلى سماكة الطبقة المعدنية المقطوعة على السطح في عملية واحدة، والتي تعتمد على الفرق في الأبعاد بين العمليات المجاورة. يشير إجمالي بدل المعالجة إلى السماكة الإجمالية للطبقة المعدنية التي تمت إزالتها من سطح معين أثناء عملية المعالجة الكاملة للجزء من المنتج الفارغ إلى المنتج النهائي، وهو الفرق بين حجم نفس السطح الفارغ وحجم القطع الجزء. إجمالي بدل المعالجة يساوي مجموع بدلات المعالجة لكل عملية.
نظرًا للأخطاء الحتمية في تصنيع المواد الخام وأبعاد العملية المختلفة، فإن كلاً من إجمالي بدل التشغيل الآلي وبدل تصنيع العمليات عبارة عن قيم متغيرة، مما يؤدي إلى الحد الأدنى والحد الأقصى لبدلات التشغيل الآلي. يظهر الشكل 1 بدل المعالجة والتسامح. في الشكل، الحد الأدنى لبدل المعالجة هو الفرق بين الحد الأدنى لحجم العملية للعملية السابقة والحد الأقصى لحجم العملية للعملية الحالية؛ يشير الحد الأقصى لبدل المعالجة إلى الفرق بين الحد الأقصى لحجم العملية للعملية السابقة والحد الأدنى لحجم العملية للعملية الحالية. إن نطاق التباين في بدل المعالجة للعملية (الفرق بين الحد الأقصى والحد الأدنى لبدلات المعالجة) يساوي مجموع تفاوتات الأبعاد للعملية السابقة والعملية الحالية. يتم تحديد منطقة التسامح لأبعاد العملية بشكل عام في اتجاه الجزء الذي يدخل الجسم. بالنسبة لأجزاء العمود، الحجم الأساسي هو الحد الأقصى لحجم العملية، بينما بالنسبة للثقوب، فهو الحد الأدنى لحجم العملية.

اثنين
تحليل تأثير بدل المعالجة على دقة المعالجة
2.1 تأثير بدل المعالجة المفرط على دقة المعالجة
أثناء عملية التصنيع، ستولد الأجزاء حتماً حرارة القطع، بعضها يتم نقله بواسطة رقائق الحديد وسائل القطع، وينتقل بعضها إلى الأداة، وينتقل بعضها إلى قطعة العمل، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الأجزاء. ترتبط درجة الحرارة ارتباطًا وثيقًا بحجم بدل المعالجة. مع بدل المعالجة الكبير، فإن وقت المعالجة الخام سيصبح حتمًا أطول، كما سيتم زيادة كمية القطع بشكل مناسب، مما يؤدي إلى زيادة مستمرة في حرارة القطع وارتفاع مستمر في درجة حرارة الجزء. الضرر الأكبر الذي يسببه ارتفاع درجة حرارة الجزء هو تشوه الأجزاء، خاصة بالنسبة للمواد الحساسة لتغيرات درجات الحرارة (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ)، والتي لها تأثير أكبر. علاوة على ذلك، فإن هذا التشوه الحراري يمر عبر عملية المعالجة بأكملها، مما يزيد من صعوبة المعالجة ويؤثر على جودة المنتج.
على سبيل المثال، عند معالجة أجزاء العمود النحيف مثل القضبان اللولبية، نظرًا لاستخدام طريقة المعالجة ذات المشبك الواحد، تكون درجة الحرية في اتجاه الطول محدودة. إذا كانت درجة حرارة قطعة العمل مرتفعة للغاية، فسوف يحدث التمدد الحراري. عندما يتم إعاقة التمديد في اتجاه الطول، فإن قطعة العمل سوف تخضع حتماً لتشوه الانحناء بسبب الإجهاد، مما يجلب مشكلة كبيرة للمعالجة اللاحقة. يظهر مخطط تشوه الانحناء لقطعة العمل بعد التسخين في الشكل 2. إذا استمرت المعالجة عند هذه النقطة، فسيتم معالجة الجزء البارز حتى المنتج النهائي. بعد التبريد إلى درجة حرارة الغرفة، فإن الجزء سوف يخضع لتشوه عكسي تحت الضغط، مما يسبب أخطاء موضعية ويؤثر على الجودة. يظهر الشكل 3 مخطط تشوه الانحناء لقطعة العمل بعد درجة حرارة الغرفة. بعد توسيع اتجاه القطر، سيتم قطع الجزء الموسع، وبعد أن تبرد قطعة العمل، ستكون هناك أخطاء أسطوانية وأخطاء في الأبعاد. أثناء الطحن الدقيق للبراغي، يمكن أن يتسبب التشوه الحراري لقطعة العمل أيضًا في حدوث أخطاء في درجة الصوت.

2.2 تأثير بدل المعالجة الصغيرة على دقة المعالجة
لا يمكن أن يكون بدل المعالجة للأجزاء كبيرًا جدًا أو صغيرًا جدًا. إذا كانت مساحة المعالجة صغيرة جدًا، فلن تتمكن من إزالة التفاوتات الهندسية المتبقية وعيوب السطح في العملية السابقة، مما يؤثر على جودة المنتج. من أجل ضمان جودة تصنيع الأجزاء، يجب أن يفي الحد الأدنى المسموح به من المعالجة لكل عملية بالمتطلبات الأساسية للحد الأدنى المسموح به من المعالجة للعملية السابقة. يظهر الرسم التخطيطي للعوامل التي تشكل الحد الأدنى المسموح به للفتحة الداخلية لجزء معين في الشكل 4. ويوضح الشكل 4 أ) الجزء الذي سيتم تشكيله بفتحة داخلية. إذا انحرف المحور O1-O1 للفتحة عن المحور المرجعي OO أثناء العملية السابقة، وكان هناك خطأ موضعي n، وهناك خطأ أسطواني p (مثل الاستدقاق والقطع الناقص وما إلى ذلك) و خطأ خشونة السطح h (كما هو موضح في الشكل 4 ب) في الثقب الداخلي، ثم من أجل القضاء على التسامح الموضعي قبل الثقب، يجب أن يتضمن الحد الأدنى المسموح به للمعالجة على جانب واحد من تسلسل التجويف قيم الأخطاء والعيوب المذكورة أعلاه. مع الأخذ في الاعتبار خطأ التثبيت الحتمي لقطعة الشغل أثناء عملية الثقب، أي الخطأ e بين محور الثقب الأصلي OO ومحور الدوران O ′ - O ′ بعد تركيب قطعة الشغل (كما هو موضح في الشكل 4 ج)، وكذلك تفاوت الأبعاد T أثناء عملية الثقب، يمكن التعبير عن الحد الأدنى لبدل المعالجة z لهذه العملية على النحو التالي:
Z أكبر من أو يساوي T/2+h+p+n+e (بدل جانب واحد)

الشكل 4: رسم تخطيطي لعوامل تكوين الحد الأدنى من بدل الآلات
تختلف قيم ومظاهر الأخطاء المذكورة أعلاه باختلاف الأجزاء والعمليات. عند تحديد بدل المعالجة لعملية ما، يجب معاملتها بشكل مختلف. على سبيل المثال، تكون الأعمدة النحيلة عرضة للانحناء والتشوه، وقد تجاوز خطأ الخط المستقيم لقضيب التوصيل نطاق التسامح لأبعاد القطر. ينبغي توسيع بدل المعالجة للعملية بشكل مناسب؛ بالنسبة للعمليات التي تستخدم القواطع العائمة والأدوات الأخرى لتحديد موقع سطح المعالجة نفسه، يمكن تجاهل تأثير خطأ التثبيت e، ويمكن تقليل بدل المعالجة للعملية بالمقابل؛ بالنسبة لبعض عمليات المعالجة الدقيقة المستخدمة بشكل رئيسي لتقليل خشونة السطح، فإن حجم بدل المعالجة في العملية يرتبط فقط بخشونة السطح ح.
ثلاثة
اختيار معقول لبدل الآلات
3.1 مبادئ تصنيع الأجزاء
يرتبط اختيار بدل المعالجة للأجزاء ارتباطًا وثيقًا بالمادة والحجم ومستوى الدقة وطريقة المعالجة المستخدمة في الأجزاء، ويعتمد على الموقف المحدد. عند تحديد بدل المعالجة للأجزاء، يجب اتباع المبادئ التالية:
(1) ينبغي استخدام الحد الأدنى المسموح به للتصنيع لتقصير وقت المعالجة وتقليل تكلفة المعالجة للأجزاء.
(2) ينبغي ترك بدل المعالجة الكافي، خاصة للعملية النهائية. يجب أن يضمن بدل المعالجة الدقة وخشونة السطح المحددة في الرسم.
(3) عند تحديد بدل التصنيع، ينبغي النظر في التشوه الناجم عن المعالجة الحرارية للأجزاء، وإلا فإنه قد يؤدي إلى الخردة.
(4) عند تحديد بدل التشغيل الآلي، ينبغي النظر في طريقة التشغيل والمعدات، فضلا عن التشوه المحتمل الذي قد يحدث أثناء عملية التشغيل الآلي.
(5) عند تحديد بدل التشغيل الآلي، ينبغي النظر في حجم الأجزاء المصنعة. كلما كان الجزء أكبر، كلما زاد بدل المعالجة. مع زيادة حجم الأجزاء، تزداد أيضًا احتمالية التشوه الناتج عن قوى القطع والضغوط الداخلية وما إلى ذلك.
3.2 طريقة تحديد بدل التشغيل الآلي
3.2.1 طريقة التقدير التجريبية
تُستخدم طريقة التقدير التجريبية بشكل شائع في ممارسة الإنتاج لتحديد بدل التشغيل الآلي بناءً على خبرة التصميم لموظفي العملية أو المقارنة مع الأجزاء المماثلة. على سبيل المثال، يتم تحديد بدل التشغيل الآلي لمخزون الدفة، ومسامير الدفة، والعمود المتوسط، وعمود المؤخرة في السفن قيد الإنشاء بناءً على سنوات من الخبرة في التصميم لموظفي العمليات. بالنظر إلى أهمية قطعة العمل وتأثير عوامل مثل الحجم الكبير والضغط العالي على قطعة العمل الفارغة، يتم ترك بدل معالجة شبه دقيق قدره 6 مم بعد الدوران القاسي للدائرة الخارجية، ويتم ترك بدل معالجة دقيق يبلغ 3 مم بعد نصف تحول دقيق، ويتم ترك بدل طحن قدره 1 مم بعد الدوران الدقيق. من أجل منع توليد النفايات بسبب عدم كفاية مخصصات المعالجة، تقوم طريقة التقدير التجريبية عمومًا بتقدير بدل معالجة أكبر. تُستخدم هذه الطريقة بشكل شائع لإنتاج دفعة صغيرة من قطعة واحدة.
3.2.2 طريقة تصحيح البحث في الجدول
طريقة تصحيح جدول البحث هي طريقة لتحديد بدلات التشغيل الآلي بناءً على البيانات المتراكمة من ممارسات الإنتاج والأبحاث التجريبية، والتي يتم تجميعها في جدول ومراجعتها بالاشتراك مع ظروف التشغيل الفعلية. هذه الطريقة تستخدم على نطاق واسع. يتم عرض بدلات التشغيل الآلي للتحول الدقيق وطحن الدوائر الخارجية بعد الدوران القاسي للأجزاء الحاملة في الجدول 1 والجدول 2، على التوالي.
3.2.3 طريقة التحليل والحساب
طريقة الحساب التحليلي هي طريقة لتحديد بدل التشغيل الآلي من خلال تحليل وحساب العوامل المختلفة التي تؤثر على بدل التشغيل الآلي بشكل شامل بناءً على البيانات التجريبية وصيغ الحساب. يعتبر بدل المعالجة الذي تحدده هذه الطريقة دقيقًا ومعقولًا اقتصاديًا، ولكنه يتطلب تراكم معلومات شاملة، وهي ليست بسيطة وبديهية مثل الطريقتين المذكورتين أعلاه. ولذلك، فإن هذه الطريقة أقل تطبيقًا حاليًا.
أربعة
الخاتمة
في الإنتاج الفعلي، نظرًا لحقيقة أن طريقة إنتاج العديد من الأجزاء الفارغة يتم تحديدها مؤقتًا، على سبيل المثال، يتم تغيير غلاف الفولاذ المقاوم للصدأ المصبوب عن طريق الصب بالطرد المركزي إلى ملف لوح فولاذي وملحوم؛ يتم استبدال الغطاء النهائي للمبرد وقاعدة المحرك وأجزاء السفع الرملي لعلبة التروس بأجزاء ملحومة. هناك العديد من العوامل غير المؤكدة في عملية إنتاج هذه الأجزاء، ومن الصعب التنبؤ بأخطاء شكلها. ولذلك، فإن الطرق الثلاثة المقدمة في هذه المقالة لتحديد السماح بالتصنيع لهذه الأجزاء غير قابلة للتطبيق، ولا يمكن إتقانها إلا بمرونة في عملية الإنتاج الفعلية.
الجدول 1: بدل المعالجة للدائرة الخارجية لأجزاء العمود بعد التدوير الخشن والتدوير الدقيق، مم

الجدول 2: بدل التشغيل الآلي لطحن الدوائر الخارجية لأجزاء المحور مم