ידע מקיף על דיוק עיבוד חלקים שיש לשלוט בעיבוד שבבי

דיוק העיבוד מתייחס למידת הגודל, הצורה והמיקום בפועל של משטח החלק המעובד עומדים בפרמטרים הגיאומטריים האידיאליים הנדרשים על ידי השרטוט. הפרמטרים הגיאומטריים האידיאליים, מבחינת הגודל, הם הגודל הממוצע; עבור גיאומטריית פני השטח, זה מתייחס למעגלים מוחלטים, גלילים, מישורים, קונוסים וקווים ישרים; עבור המיקום ההדדי בין משטחים, זה אומר מקביליות מוחלטת, אנכיות, קואקסיאליות, סימטריה וכו'. הסטייה בין הפרמטרים הגיאומטריים בפועל של החלק לבין הפרמטרים הגיאומטריים האידיאליים נקראת שגיאת עיבוד.
1. הרעיון של דיוק בעיבוד שבבי
דיוק העיבוד משמש בעיקר להערכת מידת ייצור המוצר, וגם דיוק העיבוד ושגיאת העיבוד הם מונחים המשמשים להערכת הפרמטרים הגיאומטריים של המשטח המעובד. דיוק העיבוד נמדד לפי רמת סובלנות, וככל שערך הרמה קטן יותר, כך הדיוק גבוה יותר; שגיאת העיבוד מיוצגת על ידי ערכים מספריים, וככל שהערך גדול יותר, השגיאה גדולה יותר. דיוק עיבוד גבוה פירושו שגיאות עיבוד קטנות, ולהיפך.
ישנן בסך הכל 20 רמות סובלנות מ-IT01, IT0, IT1, IT2, IT3 עד IT18. IT01 מייצג את דיוק העיבוד הגבוה ביותר של החלק, בעוד IT18 מייצג את דיוק העיבוד הנמוך ביותר. בדרך כלל, IT7 ו-IT8 הם בעלי דיוק עיבוד בינוני.
הפרמטרים בפועל המתקבלים בכל שיטת עיבוד לא יהיו מדויקים לחלוטין. מנקודת המבט של הפונקציה של החלק, כל עוד שגיאת העיבוד היא בטווח הסובלנות הנדרש על ידי ציור החלק, זה נחשב להבטיח דיוק בעיבוד.
איכות המכונה תלויה באיכות העיבוד של החלקים ובאיכות ההרכבה של המכונה. איכות העיבוד של החלקים כוללת שני חלקים עיקריים: דיוק עיבוד ואיכות פני השטח.
דיוק עיבוד מכני מתייחס למידת ההתאמה של הפרמטרים הגיאומטריים בפועל (גודל, צורה ומיקום) של חלק לאחר העיבוד לפרמטרים הגיאומטריים האידיאליים. ההבדל ביניהם נקרא שגיאת עיבוד. גודל שגיאת העיבוד משקף את רמת דיוק העיבוד. ככל שהשגיאה גדולה יותר, כך דיוק העיבוד נמוך יותר, וככל שהשגיאה קטנה יותר, דיוק העיבוד גבוה יותר.
2. תוכן הקשור לדיוק העיבוד
(1) דיוק מידות
מידת ההתאמה בין הגודל האמיתי של החלק המעובד לבין מרכז אזור הסובלנות של גודל החלק.
(2) דיוק צורה
המידה שבה הצורה הגאומטרית בפועל של משטח החלק המעובד תואמת את הצורה הגאומטרית האידיאלית.
(3) דיוק מיקום
ההבדל בפועל בדיוק המיקום בין המשטחים של החלקים המעובדים.
(4) יחסי גומלין
בדרך כלל, כאשר מתכננים חלקי מכונות ומציינים את דיוק העיבוד של חלקים, יש לשים לב לשליטה על שגיאות צורה בתוך סובלנות מיקום, ושגיאות מיקום צריכות להיות קטנות יותר מאשר סובלנות ממדים. דרישת דיוק הצורה של חלקים מדויקים או משטחים חשובים של חלקים צריכה להיות גבוהה יותר מדרישת הדיוק המיקום, ודרישת הדיוק המיקום צריכה להיות גבוהה יותר מדרישת הדיוק המימדיים.
3. שיטת התאמה
(1) התאמת מערכת התהליך
(2) צמצם שגיאות בכלי מכונות
(3) הפחת שגיאות שידור בשרשרת ההילוכים
(4) הפחת את בלאי הכלים
(5) הפחת את עיוות הלחץ של מערכת התהליך
(6) הפחת דפורמציה תרמית של מערכת התהליך
(7) הפחת מתח שיורי
4. סיבה להשפעה
(1) טעות עקרון העיבוד
שגיאת עיקרון העיבוד מתייחסת לשגיאה שנוצרת על ידי שימוש בפרופילי להב משוערים או ביחסי שידור משוערים לעיבוד. שגיאת עיקרון העיבוד מתרחשת לעתים קרובות בעיבוד של חוטים, גלגלי שיניים ומשטחים מורכבים.
בעיבוד שבבי, בדרך כלל נעשה שימוש בעיבוד שבבי משוער לשיפור הפרודוקטיביות והחסכון, בתנאי שהשגיאה התיאורטית יכולה לעמוד בדרישות דיוק העיבוד.
(2) שגיאת התאמה
שגיאת ההתאמה של כלי מכונה מתייחסת לשגיאה הנגרמת כתוצאה מהתאמה לא מדויקת.
(3) שגיאת כלי מכונה
שגיאת כלי מכונה מתייחסת לשגיאת הייצור, שגיאת ההתקנה והבלאי של הכלי. זה כולל בעיקר את שגיאת ההנחיה של מסילת מוביל כלי המכונה, שגיאת הסיבוב של ציר כלי המכונה, ושגיאת ההולכה של שרשרת ההולכה של כלי המכונה.
5. שיטת מדידה
דיוק העיבוד מאמץ שיטות מדידה שונות המבוססות על תוכן דיוק עיבוד ודרישות דיוק שונות. באופן כללי, ישנם מספר סוגים של שיטות:
(1) לפי אם הפרמטרים הנמדדים נמדדים ישירות, ניתן לחלקם למדידה ישירה ולמדידה עקיפה.
מדידה ישירה: למדוד ישירות את הפרמטרים הנמדדים כדי לקבל את הגודל הנמדד. לדוגמה, מדידה עם קליפרים ומשווים.
מדידה עקיפה: מדידת פרמטרים גיאומטריים הקשורים לגודל הנמדד, וקבלת הגודל הנמדד באמצעות חישוב.
ברור שמדידה ישירה היא יותר אינטואיטיבית, בעוד שמדידה עקיפה מסורבלת יותר. בדרך כלל, כאשר הגודל הנמדד או המדידה הישירה אינם יכולים לעמוד בדרישות הדיוק, יש להשתמש במדידה עקיפה.
(2) לפי אם ערך הקריאה של מכשיר המדידה מייצג ישירות את ערך הגודל הנמדד, ניתן לחלקו למדידה מוחלטת ומדידה יחסית.
מדידה מוחלטת: ערך הקריאה מייצג ישירות את גודל הממד הנמדד, כגון שימוש בקליפר ורנייר למדידה.
מדידה יחסית: ערך הקריאה מייצג רק את הסטייה של הגודל הנמדד מהכמות הסטנדרטית. אם משתמשים במשוואה למדידת קוטר של פיר, יש צורך תחילה להתאים את מיקום האפס של המכשיר עם בלוק מדידה, ולאחר מכן להמשיך במדידה. הערך הנמדד הוא ההפרש בין קוטר הציר הצדדי לגודל גוש המדידה, הנקרא מדידה יחסית. באופן כללי, הדיוק של המדידה היחסית גבוה יותר, אך המדידה מסובכת יותר.
(3) לפי האם המשטח הנמדד נמצא במגע עם ראש המדידה של כלי המדידה, ניתן לחלק אותו למדידת מגע ומדידה ללא מגע.
מדידת מגע: ראש המדידה נמצא במגע עם המשטח בו מגע וקיים כוח מדידה הפועל באופן מכני. אם מודדים חלקים עם מיקרומטר.
מדידה ללא מגע: ראש המדידה אינו במגע עם פני השטח של החלק הנמדד, ומדידה ללא מגע יכולה למנוע את השפעת כוח המדידה על תוצאות המדידה. כגון שימוש בשיטת הקרנה, שיטת הפרעות אופטית למדידה וכו'.
(4) על פי מספר הפרמטרים הנמדדים במדידה אחת, ניתן לחלק אותו למדידה בודדת ולמדידה מקיפה.
מדידת פריט בודד: מדוד כל פרמטר של החלק הנבדק בנפרד.
מדידה מקיפה: מודדת את האינדיקטורים המקיפים המשקפים את הפרמטרים הרלוונטיים של החלקים. כאשר משתמשים במיקרוסקופ כלים למדידת חוטים, ניתן למדוד בנפרד את קוטר הגובה האמיתי, שגיאת חצי הזווית של צורת ההברגה ושגיאה מצטברת של הקצה.
למדידה מקיפה יש בדרך כלל יעילות גבוהה והיא אמינה יותר בהבטחת ההחלפה של חלקים. הוא משמש בדרך כלל לבדיקת חלקים שהושלמו. מדידת פריט בודד יכולה לקבוע את השגיאה של כל פרמטר בנפרד, והיא משמשת בדרך כלל לניתוח תהליכים, בדיקת תהליכים ומדידה של פרמטרים שצוינו.
(5) על פי תפקיד המדידה בתהליך העיבוד, ניתן לחלק אותה למדידה אקטיבית ומדידה פסיבית.
מדידה אקטיבית: חומר העבודה נמדד במהלך תהליך העיבוד, והתוצאות משמשות ישירות לשליטה בתהליך העיבוד של החלק, ובכך למנוע יצירת פסולת בזמן.
מדידה פסיבית: מדידה המבוצעת לאחר עיבוד חלקי העבודה. סוג זה של מדידה יכול רק לקבוע אם החלקים המעובדים הם כשירים, והיא מוגבלת לגילוי והסרה של מוצרי פסולת.
(6) על פי מצב החלק הנמדד במהלך תהליך המדידה, ניתן לחלק אותו למדידה סטטית ומדידה דינמית.
מדידה סטטית: מודדת שקט יחסי. מדדו את הקוטר במיקרומטר.
מדידה דינמית: במהלך המדידה, המשטח הנמדד נע ביחס לראש המדידה במצב עבודה מדומה.
שיטת המדידה הדינמית יכולה לשקף את מצב החלקים קרוב למצב השימוש שלהם, שהוא כיוון הפיתוח של טכנולוגיית המדידה.