เครื่องกลึง CNC แบบแท่นเอียงช่วยให้มั่นใจได้ถึงความแม่นยำในการกลึงปริมาณมากได้อย่างไร?

การออกแบบเครื่องกลึง CNC แบบแท่นเอียง: ข้อได้เปรียบเชิงโครงสร้างเพื่อความแม่นยำ

การกระจายแรงตัดที่เหมาะสมตามแรงโน้มถ่วงช่วยเพิ่มความแข็งแกร่ง

การออกแบบแท่นตัดแบบเอียงทำงานแตกต่างจากแท่นตัดแบบเรียบ เพราะมันส่งแรงตัดลงสู่ฐานเครื่องโดยตรงด้วยแรงโน้มถ่วง จากการวิจัยของ Jui และคณะในปี 2010 พบว่าโครงสร้างแบบนี้มีความแข็งแรงกว่าเครื่องตัดแบบเรียบทั่วไปประมาณ 18-22 เปอร์เซ็นต์ สิ่งที่น่าสนใจคือการจัดวางแบบสามเหลี่ยมนี้ทำให้จุดศูนย์ถ่วงต่ำลง ซึ่งหมายความว่ามีการสั่นสะเทือนน้อยลงประมาณ 40% เมื่อทำงานที่ความเร็วมากกว่า 4,500 รอบต่อนาที สำหรับผู้ผลิต ความเสถียรที่เพิ่มขึ้นนี้หมายถึงความสามารถในการตัดชิ้นงานที่มีน้ำหนักมากขึ้น 15-25% โดยไม่สูญเสียความแม่นยำของขนาด แม้ในรอบการผลิตที่ยาวนานหลายชั่วโมง

การหล่อขึ้นรูป Meehanite แบบชิ้นเดียวช่วยลดแรงสั่นสะเทือนได้อย่างเหนือกว่า

แท่นเหล็กหล่อมีฮาไนท์ที่ผลิตเป็นชิ้นเดียว มีแนวโน้มที่จะดูดซับแรงสั่นสะเทือนที่ไม่พึงประสงค์ได้ดีกว่าประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับการประกอบชิ้นส่วนด้วยน็อต เมื่อไม่มีรอยต่อระหว่างชิ้นส่วน พลังงานที่สูญเปล่าเหล่านั้นจะไม่ถูกกักเก็บและก่อให้เกิดการสั่นสะเทือนเหมือนในแบบมาตรฐาน ผลลัพธ์ที่ได้คือ ช่างเครื่องสามารถมั่นใจได้ว่าจะได้พื้นผิวที่เรียบเนียนสม่ำเสมอจนถึงระดับความเรียบผิวประมาณ Ra 0.4 ไมครอน เมื่อทำงานกับเหล็กกล้าชุบแข็งที่แข็งแกร่ง แม้หลังจากใช้งานต่อเนื่องหลายชั่วโมง เครื่องจักรเหล่านี้ก็ยังคงอยู่ในขีดจำกัดการสั่นสะเทือนที่ปลอดภัยโดยไม่เกินระดับความถี่ที่เป็นอันตราย

การวางแนวเอียงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการระบายความร้อนเพื่อรักษาเสถียรภาพทางความร้อน

มุมเอียงระหว่าง 30 ถึง 45 องศา ช่วยระบายความร้อนได้เร็วขึ้นมาก เพราะช่วยให้เศษวัสดุไหลออกจากบริเวณตัดได้เร็วขึ้น การทดสอบแสดงให้เห็นว่าวิธีนี้เร็วกว่าเครื่องที่ตั้งในแนวนอนประมาณครึ่งหนึ่ง เมื่อเศษวัสดุไม่สะสมรอบบริเวณทำงาน โอกาสที่จะเกิดความร้อนสูงเกินไปก็จะลดลง นอกจากนี้ เมื่อน้ำหล่อเย็นไหลเวียนอย่างสม่ำเสมอทั้งสองด้าน เครื่องจะเย็นเพียงพอตลอดการผลิตที่ยาวนาน โดยรักษาการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิให้ต่ำกว่า 1.5 องศาเซลเซียส แม้หลังจากใช้งานทั้งวัน สำหรับผู้ผลิตชิ้นส่วนที่ต้องการความแม่นยำสูงมากถึงบวกหรือลบ 5 ไมโครเมตร การควบคุมอุณหภูมิแบบนี้สร้างความแตกต่างอย่างมากในการรักษาคุณภาพระหว่างการผลิตจำนวนมาก

การควบคุมการสั่นสะเทือนและความแข็งแกร่งเชิงพลวัตในการผลิตความเร็วสูง

ประสิทธิภาพความแข็งแกร่งแบบไดนามิกเมื่อเทียบกับเครื่องกลึงแบบแท่นเรียบภายใต้ภาระงาน 500 ชิ้น/ชั่วโมงขึ้นไป

เมื่อพูดถึงเครื่องกลึง CNC รุ่นแท่นเอียงแสดงให้เห็นถึงความแข็งแกร่งเชิงไดนามิกที่ดีกว่ารุ่นแท่นราบถึงประมาณ 40% เมื่อใช้งานในปริมาณมากเป็นเวลานาน นี่ไม่ใช่แค่ทฤษฎีเท่านั้น การออกแบบแบบเอียงทำงานร่วมกับแรงโน้มถ่วงเพื่อกระจายแรงตัดให้สม่ำเสมอยิ่งขึ้นทั่วทั้งเครื่อง ช่วยป้องกันการโก่งตัวที่อาจส่งผลเสียต่อความแม่นยำของแท่นราบในระยะยาว นอกจากนี้ เครื่องจักรเหล่านี้ยังมีการสั่นสะเทือนต่ำกว่า 5 ไมครอน แม้จะผลิตชิ้นงานมากกว่า 500 ชิ้นต่อชั่วโมงติดต่อกัน และในทางปฏิบัติหมายความว่าอย่างไร? หมายความว่าผิวชิ้นงานจะคงที่ภายในช่วงบวกหรือลบ 0.005 มม. ตลอดวงจรการผลิตที่ยาวนานโดยไม่เสื่อมคุณภาพอย่างมีนัยสำคัญ

การกำจัดเศษวัสดุอย่างมีประสิทธิภาพช่วยลดความร้อนสะสมและรักษาความสม่ำเสมอของขนาด

เมื่อตั้งมุมแท่นเครื่องไว้ที่ประมาณ 45 องศา เศษโลหะจะถูกกำจัดออกจากบริเวณการตัดทันที ซึ่งจะช่วยป้องกันไม่ให้เศษโลหะถูกตัดซ้ำ และช่วยลดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของชิ้นงานได้มากเท่ากับเครื่องกลึงแนวนอนทั่วไป โดยปกติแล้วจะลดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิลงได้ประมาณ 15 องศาเซลเซียส การไหลของเศษโลหะอย่างต่อเนื่องยังช่วยควบคุมการสะสมความร้อนในจุดเฉพาะ ซึ่งเป็นสาเหตุหลักประการหนึ่งที่ทำให้ชิ้นงานมีขนาดไม่ถูกต้องหลังจากการกลึง ระบบหล่อเย็นก็ทำงานได้ดีขึ้นเช่นกัน เนื่องจากไม่ถูกอุดตันด้วยเศษโลหะ ส่งผลให้ชิ้นงานมีความแม่นยำภายใน 1.2 ไมโครเมตร แม้ในระหว่างการผลิตต่อเนื่องแปดชั่วโมง ทำให้การผลิตมีความแม่นยำสม่ำเสมอโดยไม่ต้องหยุดและปรับแต่งบ่อยครั้งเหมือนเครื่องกลึงแบบอื่นๆ

การรักษาความแม่นยำในระหว่างรอบการตัดเฉือนปริมาณมากต่อเนื่องยาวนาน

รางนำทางเชิงเส้นและสกรูบอลแบบปรับแรงกดล่วงหน้าให้ความแม่นยำในการทำซ้ำแกน ±1.2 µm

รางนำทางเชิงเส้นช่วยให้การเคลื่อนที่ราบรื่นมากโดยมีแรงเสียดทานน้อยที่สุดเมื่อเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วทั่วพื้นที่ทำงาน ในขณะเดียวกัน สกรูบอลที่รับแรงกดไว้ล่วงหน้าจะช่วยจัดการกับการเล่นตัวใดๆ ในระบบ ทำให้ทุกอย่างอยู่ตรงตำแหน่งที่ต้องการอย่างแม่นยำ เมื่อส่วนประกอบเหล่านี้ทำงานร่วมกัน พวกมันสามารถทำซ้ำตำแหน่งได้ภายในระยะคลาดเคลื่อนเพียง 1.2 ไมครอน ความแม่นยำในระดับนี้มีความสำคัญอย่างมากในการผลิตจำนวนมาก เพราะแม้แต่ข้อผิดพลาดเล็กน้อยก็จะถูกคูณเพิ่มขึ้นเมื่อผลิตชิ้นงานนับหมื่นชิ้น ระบบนี้รักษาความแม่นยำระดับนี้ได้แม้เมื่อทำงานกับวัสดุที่แข็งแรง เช่น สแตนเลสหรือไทเทเนียม ที่ความเร็วเกิน 500 ชิ้นต่อชั่วโมง เทคนิคการหล่อลื่นพิเศษและการจัดตำแหน่งอย่างระมัดระวังช่วยป้องกันความร้อนไม่ให้ส่งผลต่อการวัด ผู้ผลิตพบว่าของเสียลดลงประมาณ 15% ด้วยระบบนี้ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมหลายบริษัทในอุตสาหกรรมการผลิตการบินและการผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์จึงพึ่งพาระบบเหล่านี้ อุตสาหกรรมเหล่านี้ต้องการชิ้นส่วนที่ผลิตตามข้อกำหนดที่เข้มงวดมากโดยไม่ต้องปรับเครื่องจักรอย่างต่อเนื่องระหว่างการผลิตแต่ละล็อต

การควบคุมการขยายตัวทางความร้อนของแกนหมุน พร้อมการชดเชยแบบเรียลไทม์ตลอดการทำงาน 16 ชั่วโมง

ระบบชดเชยความร้อนจะคอยตรวจสอบอุณหภูมิของแกนหมุนตลอดรอบการตัดเฉือนที่ยาวนานถึง 16 ชั่วโมง ระบบนี้ทำงานโดยการรวบรวมข้อมูลจากเซ็นเซอร์และประมวลผลผ่านอัลกอริทึมอัจฉริยะเพื่อปรับเส้นทางการเคลื่อนที่ของเครื่องมือตามความจำเป็นเพื่อชดเชยการขยายตัวที่เกิดจากความร้อนสะสม หากไม่มีระบบดังกล่าว ชิ้นส่วนมักจะมีข้อผิดพลาดด้านขนาดเกิน 5 ไมครอน แต่ด้วยระบบชดเชยความร้อน ผู้ผลิตสามารถควบคุมความคลาดเคลื่อนได้ภายใน 1 ไมครอนเท่านั้น การออกแบบแท่นเอียงช่วยระบายความร้อนได้ดีขึ้น ทำให้กระบวนการชดเชยทั้งหมดทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือยิ่งขึ้น โรงงานส่วนใหญ่พบว่าประมาณ 95 เปอร์เซ็นต์ของการผลิตเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความแม่นยำที่ต้องการ ซึ่งหมายความว่าใช้เวลาน้อยลงในการรอให้เครื่องจักรเย็นลงระหว่างการผลิตแต่ละรอบ ทำให้โรงงานสามารถผลิตได้อย่างเต็มประสิทธิภาพโดยไม่ลดทอนมาตรฐานคุณภาพ