همه ما می دانیم که دما بر روی مواد مختلف تاثیر می‌گذارد و این تاثیرگذاری در نهایت باعث می شود که ماشینکاری cnc هم تحت تاثیر قرار گیرد. یکی از مهمترین پارامتر ها برای سنجش تاثیر حرارت در عملکرد دستگاه cnc، ضریب انبساط حرارتی (CTE) است. این پارامتر مشخص میکند که تاثیر حرارت به چه شکلی است و به چه شکلی می تواند سایر پارامترها را تغییر دهد.
اگر بخواهیم تاثیر ضریب انبساط حرارتی در ماشینکاری cnc را در نظر بگیریم، موارد زیر اهمیت پیدا می کند:
- ضریب انبساط حرارتی یک قطعه کار شامل همه مواد به کار گرفته شده در همان قطعه کار است
- ضریب انبساط حرارتی یک دستگاه cnc بر روی سایر فاکتورها تاثیر گذار است
- تغییر وضعیت هندسی دستگاه در اثر تغییر دما می تواند نتیجه کار را تغییر دهد
- حرارت با ادامه فرایند ماشینکاری افزایش می یابد
- گرمای قطعه کار با استفاده از خنک کننده ها و روان کننده ها از بین میرود.
حالا وقتی که شما به فکر استفاده از دستگاه cnc هستید باید همه این متغیرها را در نظر بگیرید و بعد از آن کنترل کنید که هر کدام از آنها چه تاثیری روی نتیجه کار دستگاه دارد.
کنترل دمای محیط در جریان ماشینکاری cnc
کنترل دمای محیط کارگاه رایج ترین کاری است که شما برای بررسی تاثیر دما در عملکرد دستگاه cnc باید در نظر بگیرید. به عنوان مثال، ضریب انبساط حرارتی فولاد و آلیاژهای آن از ۰.۰۷ تا ۰.۲۲ متغیر است. این محدوده تغییرات برای دستگاه هایی که قرار است در ارتفاع پرواز کنند مانند هواپیماهای بدون سرنشین، فضاپیما ها و قطعات مربوط به آنها اهمیت بیشتری دارد و باعث می شود که برش دستگاه و دقت آن تحت تاثیر قرار گیرد.
از دیگر مواردی که در ماشینکاری cnc اهمیت دارد نوع گرمای وارد شده از طرف محیط است. این درمان ممکن است انواع گرمای تابشی یا گرمای همرفتی یا حتی گرمای رسانا باشد. در اینجا ما نمی خواهیم وارد جزئیات شویم اما گرمای ناشی از نور خورشید با گرمای ناشی از سیستم هواکش تهویه هوا متفاوت است و این باعث می شود که کنترل حرارت در محیط کارگاه سخت شود.
به عنوان یک قانون کلی به این نکته توجه داشته باشید که شرایط کار روی یک قطعه کار را مطابق با شرایط استفاده از آن در نظر بگیرید تا از نتیجه کار مطمئن شوید و خطایی در برشکاری رخ ندهد.
تاثیر دما و درجه حرارت روی قطعات دستگاه
یکی دیگر از روش هایی که برای نظارت و کنترل تاثیر دما روی ماشینکاری cnc به ما کمک میکند این است که دما و درجه حرارت قطعات دستگاه را در نظر بگیریم. بخش‌هایی مانند گیربکس، الکتروموتور، انکودر دستگاه و قسمت های حرکتی آن تحت تاثیر دما تغییر میکند. حتی استفاده از مایع خنک کننده تاثیر چندانی در کنترل این تغییر حرارت ندارد و در حقیقت ضریب انبساط حرارتی تبدیل به یک فاکتور مهم و تاثیرگذار می شود. حرکت و فعالیت هر کدام از این قطعات به مرور زمان تحت تاثیر حرارت قرار می گیرد و لازم است که کنترل کافی روی آن صورت گیرد.
معمولا برای دستگاه های cnc بزرگ محدودیتی از لحاظ کنترل حرارت وجود ندارد و ضریب انبساط حرارتی به شکلی است که تغییرات جزئی دستگاه چندان جلب توجه نمی کند. اما اگر شما در یک کارگاه از دستگاه cnc رومیزی یا دستگاه cnc کوچک استفاده می کنید حتماً تغییرات دمایی در این قسمت ها را در نظر بگیرید و اگر دمای آنها از مقدار تعیین شده توسط شرکت تولید کننده بیشتر شد روند ماشینکاری cnc را متوقف کنید.
نظارت روی تغییر دمای قطعه کار
با توجه به اینکه برش قطعه کار توسط دستگاه cnc مستلزم ارتباط مکانیکی و حرکت شدید دستگاه و در نتیجه حرکت ابزار برشی است. این اصطکاک و سرعت گردش بالا به مرور زمان باعث افزایش دمای قطعه کار شده و در نتیجه می‌تواند صحت و دقت دستگاه را تحت تاثیر قرار دهد. معمولاً در صنایع حساس که برش ها در ابعاد میلیمتری و با جزئیات زیاد انجام می‌شوند در نظر گرفتن ضریب انبساط حرارتی و تغییر دمای قطعه کار یک اولویت است.
معمولاً برای کاربردهای معمولی مانند کاربرد دستگاه cnc در جواهرسازی فاکتور حرارت در ماشینکاری cnc دخالت داده نمی شود. اما برای چشم پوشی از این موضوع دو پیش شرط در نظر گرفته شده که در وهله اول تغییرات دما خیلی آهسته باشد و از طرف دیگر گرمای وارد شده به قطعه کار به صورت همرفتی به محیط انتقال یابد. خوشبختانه دستگاه های cnc پیشرفته مجهز به ابزاری برای سنجش حرارت در محل برش کاری هستند که طبیعتاً کنترل دما را ساده‌تر میکند. اما در ماشینکاری معمولی و در کارگاه‌های کوچک تر سعی کنید که حتماً کنترل کافی روی سیستم خنک کننده داشته باشید تا از بروز مشکل جلوگیری کنید.
بیشترین ضربه حرارت به ماشینکاری cnc در چه دستگاه هایی رخ می دهد؟
در بند قبلی گفتیم که تغییر بخش‌های مختلف دستگاه های cnc بزرگ با وجود حرارت بسیار ناچیز است و این باعث می شود که احتمال خطا در آنها به حداقل برسد. اما زمانی موضوع جنبه پیچیده و سخت تری به خود می گیرد که این حرارت به محورهای دستگاه انتقال داده شده و در نتیجه باعث تغییر وضعیت حرکتی دستگاه شود. این وضعیت اگر توأم با ضریب انبساط حرارتی شود حرکت ابزار برشی را مختل نکرده و خطای بزرگی رخ می‌دهد.
حالا فرض بگیرید که شما برای کارگاه خود از یک دستگاه سه متری استفاده می کنید که محورهای آن بلند هستند. شرایط نصب دستگاه cnc متفاوت است که در مطالب قبلی آن را توضیح دادیم. اما نکته خاصی که در اینجا وجود دارد این است که فارغ از شرایط نصب و راه اندازی دستگاه، اگر سیستم خنک کننده محیطی مناسبی در کارگاه به کار گرفته نشود، تاثیر حرارت بیشتر به چشم خواهد آمد و این باعث می شود که عملکرد دستگاه تحت تاثیر قرار گیرد.
به عنوان اپراتور چگونه دما را کنترل کنیم؟
اگر بخواهیم از تاثیر مستقیم دما و حرارت روی عملکرد دستگاه cnc و به طور کلی ماشینکاری cnc جلوگیری کنیم، باید درک درستی از منبع حرارت و تاثیر آن روی قطعه کار داشته باشیم. یک اپراتور در وهله اول باید منابع حرارتی محیطی مانند استفاده از سیستم گرمایشی در کارگاه و همچنین منبع نور را بشناسد و جریان همرفتی در انتقال حرارتی را هم درک کند. معمولاً در این وضعیت استفاده از سیستم های گرمایشی و سرمایشی هوشمند به همراه دماسنج محیطی چاره کار است.
در گام بعدی بحث انتقال حرارت در بخش داخلی دستگاه مانند جعبه دنده و محورها مطرح می‌شود که در کنار آن حرارت قطعه کار هم اهمیت پیدا میکند. برای کنترل حرارت در قطعه کار از سیستم خنک کننده به همراه مایع خنک کننده و روان کار استفاده می‌شود. علی رغم این موضوع، در دستگاه های پیشرفته امکان کنترل حرارت به صورت هوشمند هم وجود دارد. اما در کنار آن تکنسین باید توانایی کنترل دما در قطعه دستگاه مانند محور و گیربکس را داشته باشد و در صورت لزوم دستگاه را از خط تولید خارج کند.
تاثیر حرارت روی عملکرد دستگاه cnc و به‌طورکلی ماشینکاری cnc قابل چشم پوشی نیست و یک فاکتور مهم است. بنابراین یک اپراتور یا تکنسین باید به خوبی توانایی کنترل این فاکتورها را داشته باشد. در ضمن کنترل دستگاه مطابق با کاتالوگ شرکت تولید کننده امتیاز مهم دیگری است که تکنسین ها دارند.
می توانید از مطالب زیر به عنوان راهنما کمک بگیرید:
- راه اندازی کارگاه cnc با کدام دستگاه توصیه می شود؟
- همه آنچه باید در مورد دستگاه تراش cnc دست دوم بدانید
- تراشکاری cnc و حقایقی که باید در مورد آن بدانید
- برای کار با دستگاه تراش cnc به چه مهارت هایی نیاز داریم؟قیمت تراش cnc
- دستگاه CNC در خودروسازی – چه گزینه هایی داریم؟
منبع: scmgroup