การขยายตัวทางความร้อนคืออะไร?

เหล็กจะเติบโตเมื่อมันร้อน ในงานปั๊มแม่พิมพ์การเติบโตนั้นทำให้เกิดปัญหา

ฉันสร้างแม่พิมพ์มา 18 ปีแล้ว ร้านค้าที่ฉันเคยทำงานต้องสูญเสียเงินหลายพันดอลลาร์ไปกับชิ้นส่วนที่ผิดพลาดเพราะมีคนไม่คำนึงถึงเรื่องความร้อน แม่พิมพ์แบบโปรเกรสซีฟที่ทำงานด้วยความเร็ว 600 จังหวะต่อนาทีทำให้เกิดแรงเสียดทาน แรงเสียดทานนั้นทำให้อุณหภูมิของเหล็กพันช์และดายสูงขึ้น เหล็กจะขยายตัว การเคลียร์ที่คุณลงเมื่อวานไม่ใช่การเคลียร์ที่คุณมีในวันนี้อีกต่อไป

ตัวเลข

เหล็กกล้าเครื่องมือจะขยายตัวประมาณ 11 ถึง 12.5 ไมโครเมตรต่อเมตรต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแต่ละองศาเซลเซียส นั่นฟังดูเล็ก ในส่วนแม่พิมพ์ขนาด 200 มม. อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น 30 องศาจะเพิ่มขนาดของคุณประมาณ 0.07 มม. คุณเพิ่งใช้ความอดทนกับชิ้นส่วนที่ต้องการ ±0.05 มม.

เหล็ก D2, เหล็ก A2 และเหล็กเครื่องมือชุบแข็งด้วยลม-ส่วนใหญ่อยู่ในช่วง 11-12.5 คาร์ไบด์จะต่ำกว่าประมาณ 5-6 โลหะฐานที่คุณกำลังตอกจะมีสัมประสิทธิ์ของตัวเอง อลูมิเนียมขยายตัวได้เกือบสองเท่าของเหล็ก สแตนเลสตั้งอยู่ตรงกลางระหว่างนั้น

มันปรากฏขึ้นที่ไหน

Wire EDM เป็นสถานที่แรกที่ร้านขายแม่พิมพ์ส่วนใหญ่เห็นว่าการขยายตัวเนื่องจากความร้อนทำให้เกิดปัญหาอย่างแท้จริง ของเหลวอิเล็กทริกจะควบคุมอุณหภูมิ แต่ชิ้นงานยังคงร้อนขึ้นในระหว่างการตัด บล็อกที่วัดได้ 150.000 มม. ในตอนเช้าอาจอ่านได้ 150.015 มม. ในช่วงบ่าย ร้านค้าบางแห่งจะไม่ทำการวัดขั้นสุดท้ายจนกว่าชิ้นส่วนจะค้างคืน

การบดแย่ลง ล้อจะสร้างความร้อน ณ จุดที่สัมผัสกัน หากไม่มีสารหล่อเย็นแบบน้ำท่วม เครื่องบดพื้นผิวสามารถนำความร้อนไปใส่แม่พิมพ์ได้เพียงพอ เพื่อลดตำแหน่งที่เจาะลงได้หลายสิบส่วน การบดด้วยจิ๊กใช้ระบบน้ำหล่อเย็นที่มีการควบคุมอุณหภูมิ-ด้วยเหตุผลนี้ ร้านที่ดีกว่าจะรักษาระดับของน้ำยาเจียรไว้ภายใน 1 องศา

ในระหว่างดำเนินการผลิต แม่พิมพ์จะร้อนขึ้นในรูปแบบที่คาดเดาได้ 50 ชิ้นส่วนแรกมักจะแสดงขนาดที่แตกต่างจากชิ้นส่วน 500 ถึง 1,000 ผู้ควบคุมงานพิมพ์ที่มีประสบการณ์รู้เรื่องนี้ดี พวกเขาจะทิ้งช็อตแรกหรือปรับความสูงของการกดปิดหลังจากการวอร์มอัพ

ปัญหาการประกอบแม่พิมพ์

ชุดแม่พิมพ์ที่สร้างขึ้นที่อุณหภูมิห้องจะมีพฤติกรรมแตกต่างออกไปที่อุณหภูมิการทำงาน ที่วางพันช์และฐานเสียบดายจะขยายออก หมุดนำและบุชชิ่งจะขยายออก หากวัสดุไม่ตรงกัน ความพอดีก็จะเปลี่ยนไป

ฉันเคยเห็นร้านค้าต่างๆ ใช้บูชไกด์สีบรอนซ์ในรองเท้าเหล็กโดยไม่ได้คำนึงถึงอุณหภูมิที่ไม่ตรงกัน บรอนซ์ขยายตัวมากกว่าเหล็ก เมื่อได้รับความร้อน บูชจะหลวมในรู ความตายเริ่มเดิน

หมุดเดือยนำเสนอปัญหาที่คล้ายกัน เดือยสลิป-ที่พอดีที่ 20 องศา จะกลายเป็นเดือยหลวมที่ 40 องศา ร้านค้าบางแห่งใช้การรบกวนที่แน่นกว่าเพื่อชดเชย ส่วนคนอื่นๆ ยอมรับการเคลื่อนไหวและควบคุมด้วยบล็อกที่ส้น

อะไรได้ผล

ร้านควบคุมอุณหภูมิ-ช่วยได้ การรักษาอุณหภูมิโดยรอบไว้ที่ 20 องศา ±1 องศา ทำให้การวัดมีความสม่ำเสมอ ห้องเครื่องมือส่วนใหญ่ที่ฉันทำงานอยู่ไม่ได้ควบคุมอุณหภูมิ คุณเรียนรู้ที่จะแก้ไขมัน

ปล่อยให้ชิ้นส่วนมีความเสถียรก่อนการตัดเฉือนขั้นสุดท้ายมีความสำคัญมากกว่าที่คนส่วนใหญ่ยอมรับ ส่วนที่หยาบ ปล่อยทิ้งไว้ 24 ชั่วโมงจึงเสร็จ ส่วนนี้ช่วยคลายความเครียดภายในและปรับสมดุลกับห้อง มิติสุดท้ายของคุณยังคงอยู่

ขั้นตอนการเริ่มต้นเครื่องที่สอดคล้องกันบนแท่นพิมพ์จะช่วยลดความแปรผันของชิ้นส่วน รันแม่พิมพ์เป็นเวลา 15 นาทีก่อนเก็บชิ้นส่วน เหล็กถึงอุณหภูมิการทำงาน การฝึกปรือจะยุติลง

สำหรับแม่พิมพ์ที่ใช้ความร้อน-สูง-ด้วยความเร็วสูง หรือ-วัสดุขนาดใหญ่-ช่องระบายความร้อนที่เจาะผ่านส่วนแม่พิมพ์จะดึงความร้อนออกมา อุตสาหกรรมยานยนต์ใช้สิ่งเหล่านี้อย่างกว้างขวางในการปั๊มร้อนโดยที่ช่องว่างจะมีอุณหภูมิ 900 องศา น้ำหรือน้ำมันไหลเวียนผ่านช่องทางที่กลึงเข้าไปในผิวแม่พิมพ์

ค่าตอบแทน

นักออกแบบแม่พิมพ์บางคนเพิ่มการชดเชยให้กับงานพิมพ์ของพวกเขา พวกเขาตัดโปรไฟล์ EDM ลวดที่มีขนาดเล็กกว่า 0.01 มม. โดยรู้ว่าชิ้นส่วนจะเติบโตในการให้บริการ แนวทางนี้ต้องใช้ข้อมูลการผลิต คุณจำเป็นต้องรู้ให้แน่ชัดว่าแม่พิมพ์นั้นร้อนแค่ไหนและทำให้เกิดการเติบโตมากน้อยเพียงใด

สำหรับโปรเกรสซีฟดายที่มีหลายสถานี แต่ละสถานีอาจขยายแตกต่างกัน สถานีขึ้นรูปสร้างความร้อนมากกว่าสถานีปิด เค้าโครงแถบต้องคำนึงถึงผลกระทบสะสมด้วย

ร้านค้าส่วนใหญ่ไม่คำนวณการชดเชยความร้อน พวกเขาสร้างแม่พิมพ์เพื่อพิมพ์ ทดสอบชิ้นส่วน จากนั้นระบุและปรับแต่งจนกว่าชิ้นส่วนจะออกมาถูกต้อง มันได้ผล มันใช้เวลานานกว่า

อะไรไม่ทำงาน

การเพิกเฉยต่อปัญหาไม่ได้ผล ฉันเฝ้าดูผู้ผลิตแม่พิมพ์ใช้เวลาหลายวันไล่ตามปัญหามิติที่กลายเป็นการเคลื่อนตัวของความร้อนในห้องบด หน่วย AC หมุนเปิดและปิด อุณหภูมิห้องแกว่งไป 5 องศา แต่ละส่วนออกมาแตกต่างกัน

การเชื่อถือ CMM โดยไม่ตรวจสอบอุณหภูมิห้องไม่ได้ผล เครื่องวัดพิกัดจะชดเชยการขยายตัวทางความร้อนของตัวเอง พวกเขาไม่ได้ชดเชยส่วนที่นั่งอยู่บนหินแกรนิต

การตรวจสอบขั้นสุดท้ายแบบเร่งรีบไม่ได้ผล ชิ้นส่วนที่เพิ่งออกจากเครื่องลวดมีขนาดไม่เท่ากันกับชิ้นส่วนที่วางอยู่บนม้านั่งเป็นเวลาสี่ชั่วโมง

บรรทัดล่าง

การขยายตัวทางความร้อนคือฟิสิกส์ ผู้ผลิตแม่พิมพ์ทุกคนรู้เรื่องนี้ดี ไม่ใช่ว่าผู้ผลิตแม่พิมพ์ทุกรายจะวางแผนไว้ ร้านค้าที่ควบคุมสภาพแวดล้อม รักษาเสถียรภาพของชิ้นส่วน และปฏิบัติตามขั้นตอนที่สอดคล้องกันจะได้รับผลลัพธ์ที่ดีกว่า ร้านค้าที่ไม่ใช้เวลาปรับตัวมากนักก็ตายตามสื่อ

ตัวเลขอยู่ในหนังสือคู่มือ ค่าสัมประสิทธิ์สำหรับเหล็กของคุณคือการค้นหาโดย Google ส่วนที่ยากคือการสร้างนิสัยที่ต้องคำนึงถึงความร้อนในทุกการปฏิบัติงาน ทุกวัน หลังจากผ่านไป 18 ปี ฉันยังคงต้องเตือนตัวเองให้ปล่อยให้ชิ้นส่วนเย็นลงก่อนที่จะทำการวัด