Τι είναι η θερμική διαστολή;

Ο χάλυβας μεγαλώνει όταν ζεσταίνεται. Κατά τη σφράγιση του καλουπιού, αυτή η ανάπτυξη προκαλεί προβλήματα.

Έχω χτίσει μήτρες εδώ και 18 χρόνια. Τα καταστήματα στα οποία έχω δουλέψει έχουν χάσει χιλιάδες δολάρια από ανταλλακτικά που βγήκαν λάθος επειδή κάποιος δεν έλαβε υπόψη τη θερμότητα. Μια προοδευτική μήτρα που λειτουργεί με 600 κινήσεις το λεπτό δημιουργεί τριβή. Αυτή η τριβή αυξάνει τη θερμοκρασία του χάλυβα της διάτρησης και της μήτρας. Ο χάλυβας διαστέλλεται. Τα κενά που γειώσατε χθες δεν είναι πλέον τα κενά που έχετε σήμερα.

Οι Αριθμοί

Ο χάλυβας εργαλείων διαστέλλεται σε περίπου 11 έως 12,5 μικρόμετρα ανά μέτρο για κάθε βαθμό Κελσίου μεταβολής της θερμοκρασίας. Αυτό ακούγεται μικρό. Σε ένα τμήμα μήτρας 200 mm, μια αύξηση θερμοκρασίας 30 μοιρών προσθέτει περίπου 0,07 mm στις διαστάσεις σας. Απλώς εκτοξεύσατε την ανοχή σας σε ένα εξάρτημα που χρειαζόταν ±0,05 mm.

Ο χάλυβας D2, ο χάλυβας Α2 και οι περισσότεροι χάλυβες εργαλείων σκλήρυνσης αέρα-πέφτουν σε αυτό το εύρος 11-12,5. Το καρβίδιο είναι χαμηλότερο, περίπου 5-6. Το βασικό μέταλλο που σφραγίζετε έχει τον δικό του συντελεστή. Το αλουμίνιο διαστέλλεται σχεδόν δύο φορές περισσότερο από το ατσάλι. Το Stainless κάθεται κάπου στη μέση.

Όπου εμφανίζεται

Το Wire EDM είναι το πρώτο μέρος στο οποίο τα περισσότερα καταστήματα καλουπιών βλέπουν ότι η θερμική διαστολή προκαλεί πραγματικό πρόβλημα. Το διηλεκτρικό υγρό ελέγχει τη θερμοκρασία, αλλά το τεμάχιο εργασίας εξακολουθεί να θερμαίνεται κατά την κοπή. Ένα μπλοκ που μετρούσε 150.000 χιλιοστά το πρωί μπορεί να έγραφε 150.015 χιλιοστά το απόγευμα. Ορισμένα καταστήματα δεν θα κάνουν τις τελικές μετρήσεις έως ότου το εξάρτημα καθίσει όλη τη νύχτα.

Το τρίψιμο είναι χειρότερο. Ο τροχός παράγει θερμότητα στο σημείο επαφής. Χωρίς ψυκτικό υγρό πλημμύρας, ένας επιφανειακός μύλος μπορεί να βάλει αρκετή θερμότητα σε ένα ένθετο μήτρας για να πετάξει μια θέση οπής κατά αρκετά δέκατα. Για αυτόν τον λόγο, οι εργασίες λείανσης με τζίζ χρησιμοποιούν συστήματα ψυκτικού υγρού ελεγχόμενης θερμοκρασίας-. Τα καλύτερα μαγαζιά διατηρούν το υγρό λείανσης εντός 1 βαθμού.

Κατά τη διάρκεια της παραγωγής, η μήτρα θερμαίνεται με προβλέψιμο μοτίβο. Τα πρώτα 50 εξαρτήματα συχνά παρουσιάζουν διαφορετικές διαστάσεις από τα μέρη 500 έως 1000. Οι έμπειροι χειριστές τύπου το γνωρίζουν αυτό. Θα καταργήσουν τις πρώτες λήψεις ή θα προσαρμόσουν το ύψος του κλείστρου μετά την προθέρμανση.

Προβλήματα συναρμολόγησης

Ένα σετ μήτρας κατασκευασμένο σε θερμοκρασία δωματίου συμπεριφέρεται διαφορετικά στη θερμοκρασία λειτουργίας. Το στήριγμα διάτρησης και το παπούτσι της μήτρας επεκτείνονται. Οι πείροι οδηγών και οι δακτύλιοι επεκτείνονται. Εάν τα υλικά δεν ταιριάζουν, η εφαρμογή αλλάζει.

Έχω δει καταστήματα να χρησιμοποιούν μπρούτζινους δακτυλίους οδηγών σε ατσάλινα παπούτσια χωρίς να σκέφτονται τη θερμική αναντιστοιχία. Ο μπρούτζος διαστέλλεται περισσότερο από τον χάλυβα. Υπό τη θερμότητα, ο δακτύλιος χαλαρώνει στην οπή. Το ζάρι αρχίζει να περπατά.

Παρόμοιο πρόβλημα παρουσιάζουν οι καρφίτσες με πείρο. Ένας πείρος ολίσθησης-τοποθέτησης στις 20 μοίρες γίνεται χαλαρός πείρος στις 40 μοίρες . Ορισμένα καταστήματα χρησιμοποιούν πιο αυστηρή εφαρμογή παρεμβολής για να αντισταθμίσουν. Άλλοι δέχονται την κίνηση και την ελέγχουν με μπλοκ φτέρνας.

Τι λειτουργεί

Βοήθεια για καταστήματα με ελεγχόμενη θερμοκρασία. Η διατήρηση του περιβάλλοντος στους 20 μοίρες ± 1 μοίρες κάνει τη μέτρηση συνεπή. Τα περισσότερα δωμάτια εργαλείων στα οποία έχω δουλέψει δεν ελεγχόταν η θερμοκρασία. Μαθαίνεις να δουλεύεις γύρω από αυτό.

Το να αφήνεις τα εξαρτήματα να σταθεροποιούνται πριν από την τελική κατεργασία έχει μεγαλύτερη σημασία από ό,τι παραδέχονται οι περισσότεροι. Τραχύ ένα μέρος, αφήστε το να καθίσει για 24 ώρες και μετά τελειώστε το. Το εξάρτημα ανακουφίζει από την εσωτερική πίεση και φτάνει σε ισορροπία με το δωμάτιο. Οι τελικές σας διαστάσεις ισχύουν.

Οι συνεπείς διαδικασίες εκκίνησης στην πρέσα μειώνουν τη διακύμανση των εξαρτημάτων. Λειτουργήστε τη μήτρα για 15 λεπτά πριν κρατήσετε τα μέρη. Ο χάλυβας φτάνει σε θερμοκρασία λειτουργίας. Οι εκκαθαρίσεις διευθετούνται.

Για μήτρες που λειτουργούν ζεστές-εφαρμογές υψηλής-ταχύτητας ή βαρύ-υλικό μετρητή-κανάλια ψύξης που έχουν διατρηθεί στα τμήματα της μήτρας αντλούν τη θερμότητα προς τα έξω. Η αυτοκινητοβιομηχανία τα χρησιμοποιεί εκτενώς για εργασίες θερμής σφράγισης όπου το κενό μπαίνει στους 900 βαθμούς. Το νερό ή το λάδι κυκλοφορεί μέσω διόδων που έχουν υποστεί μηχανική επεξεργασία στις επιφάνειες της μήτρας.

Αποζημίωση

Μερικοί σχεδιαστές προσθέτουν αποζημίωση στις εκτυπώσεις τους. Κόβουν το προφίλ EDM του σύρματος 0,01 χιλιοστά μικρότερο, γνωρίζοντας ότι το εξάρτημα θα μεγαλώσει στην υπηρεσία. Αυτή η προσέγγιση απαιτεί δεδομένα παραγωγής. Πρέπει να γνωρίζετε ακριβώς πόσο ζεσταίνεται η μήτρα και πόση ανάπτυξη προκαλεί αυτό.

Σε προοδευτικές μήτρες με πολλαπλούς σταθμούς, κάθε σταθμός μπορεί να επεκταθεί διαφορετικά. Οι σταθμοί σχηματισμού παράγουν περισσότερη θερμότητα από τους σταθμούς κενού. Η διάταξη της ταινίας πρέπει να λαμβάνει υπόψη τα σωρευτικά εφέ.

Τα περισσότερα καταστήματα δεν υπολογίζουν τη θερμική αποζημίωση. Κατασκευάζουν τη μήτρα για να εκτυπώσουν, να εκτελέσουν τα δοκιμαστικά εξαρτήματα, στη συνέχεια να εντοπίσουν και να προσαρμόσουν μέχρι τα εξαρτήματα να βγουν σωστά. Αυτό λειτουργεί. Χρειάζεται περισσότερος χρόνος.

Τι δεν λειτουργεί

Η παράβλεψη του προβλήματος δεν λειτουργεί. Έχω παρακολουθήσει κατασκευαστές καλουπιών να περνούν μέρες κυνηγώντας ένα πρόβλημα διαστάσεων που αποδείχθηκε ότι ήταν θερμική μετατόπιση στο δωμάτιο λείανσης. Η μονάδα εναλλασσόμενου ρεύματος ενεργοποιήθηκε και απενεργοποιήθηκε. Η θερμοκρασία του δωματίου έπεσε στους 5 βαθμούς. Κάθε κομμάτι βγήκε διαφορετικό.

Η εμπιστοσύνη στο CMM χωρίς έλεγχο της θερμοκρασίας δωματίου δεν λειτουργεί. Οι μηχανές μέτρησης συντεταγμένων αντισταθμίζουν τη δική τους θερμική διαστολή. Δεν αντισταθμίζουν το μέρος που κάθεται στον γρανίτη.

Η βιαστική τελική επιθεώρηση δεν λειτουργεί. Ένα εξάρτημα φρέσκο ​​από τη συρμάτινη μηχανή δεν έχει το ίδιο μέγεθος με ένα εξάρτημα που κάθισε στον πάγκο για τέσσερις ώρες.

Η κατώτατη γραμμή

Η θερμική διαστολή είναι φυσική. Κάθε κατασκευαστής μήτρας το ξέρει. Δεν το σχεδιάζει κάθε κατασκευαστής μήτρας. Τα καταστήματα που ελέγχουν το περιβάλλον τους, σταθεροποιούν τα μέρη τους και ακολουθούν συνεπείς διαδικασίες έχουν καλύτερα αποτελέσματα. Τα καταστήματα που δεν αφιερώνουν περισσότερο χρόνο στην προσαρμογή πεθαίνουν στον Τύπο.

Οι αριθμοί είναι στα εγχειρίδια. Ο συντελεστής για το ατσάλι σας είναι μια αναζήτηση στο Google μακριά. Το δύσκολο μέρος είναι η οικοδόμηση συνηθειών που αντιπροσωπεύουν τη θερμότητα σε κάθε λειτουργία, κάθε μέρα. Μετά από 18 χρόνια, πρέπει ακόμα να υπενθυμίσω στον εαυτό μου να αφήσω τα μέρη να κρυώσουν πριν τα μετρήσω.