Vai vispārējās mehāniskās apstrādes iekārtas var apstrādāt precīzi mehāniskās sastāvdaļas?
Mehāniskās ražošanas jomā precīzijas mehānisko komponentu apstrādes kvalitāte tieši ietekmē dažādu augstākās klases iekārtu veiktspēju un uzticamību. Vispārējās mehāniskās apstrādes iekārtas tiek plaši izmantotas daudzos ražošanas scenārijos. Tādējādi rodas jautājums, kuru vērts izpētīt: vai vispārējās mehāniskās apstrādes iekārtas var apstrādāt precīzas mehāniskās sastāvdaļas?
I. Vispārējo mehānisko apstrādes iekārtu raksturojums un ierobežojumi
(1) Precizitāte
Vispārējām mehāniskās apstrādes iekārtām, piemēram, parastajām virpām, frēzmašīnām un urbjmašīnām, ir salīdzinoši ierobežota precizitāte. Piemēram, tipiskas virpas pozicionēšanas precizitāte var būt aptuveni ±0,05 mm un atkārtojamība aptuveni ±0,03 mm. Šis precizitātes līmenis ir pietiekams, lai parastās mehāniskās daļas, piemēram, parastās vārpstas un diska formas detaļas atbilstu pielaides prasībām. Tomēr precīzām mehāniskām sastāvdaļām bieži ir nepieciešama ārkārtīgi augsta izmēru precizitāte. Piemēram, aviācijas un kosmosa jomā dažu komponentu pielaides var kontrolēt ±0,01 mm vai pat mazākos diapazonos. Vispārējās virpas precizitāte ir nepietiekama, lai izpildītu tik stingras prasības, un ar to apstrādātajām detaļām var būt ievērojamas izmēru novirzes, kas neatbilst precīzi mehānisko komponentu precizitātes standartiem.
(2) Stabilitāte
Vispārējās mehāniskās apstrādes iekārtas darbības laikā ir mazāk stabilas, salīdzinot ar specializētajām precīzās apstrādes iekārtām. Pēc ilgstošas darbības tādi faktori kā mehāniskais nodilums un atstarpe transmisijas sistēmā var pakāpeniski pasliktināt apstrādes precizitāti. Piemēram, pēc vairāku stundu nepārtrauktas darbības frēzmašīnai var būt zināma instrumenta stāvokļa novirze. Šī novirze var būtiski neietekmēt detaļas ar zemākām precizitātes prasībām, bet precīzijas mehāniskiem komponentiem pat nelielas novirzes var izraisīt formas un izmēru precizitātes pārsniegšanu pieļaujamās robežas.
(3) Automatizācijas līmenis un vadības precizitāte
Vispārējai mehāniskai apstrādes iekārtai parasti ir zemāks automatizācijas līmenis, un daudzas darbības ir atkarīgas no manuālas vadības. Neatbilstības manuālajā darbībā var radīt kļūdas. Pat ja dažām iekārtām ir noteiktas automatizētas funkcijas, tās vadības sistēmas precizitāte un reakcijas ātrums joprojām atpaliek no precīzās apstrādes iekārtām. Piemēram, veicot sarežģītus kontūru apstrādes uzdevumus, vispārējam CNC apstrādes centram var būt grūti precīzi sekot mazām kontūru līknēm, jo ir ierobežota interpolācijas precizitāte, un tas neatbilst augstas-precizitātes kontūru apstrādes prasībām attiecībā uz precīzijas mehāniskiem komponentiem.
II. Īpašas prasības precīzijas mehānisko komponentu apstrādei
(1) Augstas precizitātes prasības
Precīzu mehānisko komponentu apstrādei ir nepieciešama ārkārtīgi augsta precizitāte attiecībā uz izmēru precizitāti, formas precizitāti un virsmas raupjumu. Kā minēts iepriekš, dažām kritiskajām sastāvdaļām ir ļoti stingras pielaides. Attiecībā uz formas precizitāti, tādām detaļām kā precīzās veidņu dobumi un lidmašīnas dzinēja lāpstiņas ir nepieciešamas formas kļūdas (piemēram, plakanums, cilindriskums, apaļums), kas jākontrolē mikrometra līmenī. Attiecībā uz virsmas raupjumu, piemēram, optisko lēcu apstrādē, virsmas raupjuma Ra vērtībai parasti ir jābūt no 0,01 μm līdz 0,02 μm. Šādas gludas virsmas ir grūti sasniegt ar vispārējām mehāniskās apstrādes iekārtām.
(2) Sarežģītas procesa prasības
Precīzas mehāniskās sastāvdaļas bieži prasa sarežģītus apstrādes procesus. Piemēram, komponentiem ar maziem caurumiem, dziļiem caurumiem vai sarežģītām neregulārām struktūrām var būt nepieciešami īpaši apstrādes procesi, piemēram, elektriskās izlādes apstrāde (EDM), elektroķīmiskā apstrāde (ECM) un lāzera apstrāde. Šiem specializētajiem procesiem ir nepieciešams īpašs aprīkojums un tehniskais atbalsts, kura parasti trūkst vispārējām mehāniskajām apstrādes iekārtām, tādēļ nav iespējams veikt atbilstošos apstrādes uzdevumus. Turklāt precīzo komponentu apstrādes procesa maršrutu plānošana ir sarežģītāka un rūpīgāka, tāpēc ir jāņem vērā apstrādes secības ietekme uz detaļu precizitāti un atlikušo spriegumu. Tas ir vēl viens izaicinājums, ar kuru saskaras vispārējās mehāniskās apstrādes iekārtas, apstrādājot precīzas sastāvdaļas.
(3) Vides prasības
Precīzijas mehānisko komponentu apstrādei parasti ir stingras prasības apstrādes videi. Tādi faktori kā temperatūra, mitrums un vibrācija var ietekmēt apstrādes precizitāti. Piemēram, ultra-precīzas apstrādes laikā pat nelielas temperatūras izmaiņas var izraisīt detaļu un aprīkojuma termisko izplešanos un saraušanos, tādējādi ietekmējot apstrādes precizitāti. Darbnīcas vidē, kurā atrodas vispārējās mehāniskās apstrādes iekārtas, bieži trūkst stingras temperatūras kontroles, mitruma kontroles un vibrācijas izolācijas, kas apgrūtina vides prasību izpildi precīzu mehānisko komponentu apstrādei.
