เวิร์กโฟลว์การตัดเฉือนได้รับการออกแบบมาเพื่อแยกผลกระทบของรูปร่างเครื่องมือและการควบคุมการเคลื่อนที่ต่อความผันแปรของมิติ ตัวแปรแต่ละตัวถูกกำหนดช่วงคงที่ และการประมวลผลตัวอย่างเป็นไปตามลำดับเดียวกันเพื่อให้มั่นใจถึงความสามารถในการทำซ้ำ เครื่องมือตัดทั้งหมดได้รับการตรวจสอบก่อนและหลังแต่ละชุดเพื่อกำจัดการรบกวนจากการสึกหรอของขอบ

ชุดข้อมูลดิบถูกสร้างขึ้นผ่านการทดลองตัดเฉือนที่ควบคุม การอ่านค่าการวัดได้มาจากการใช้เครื่องวัดพิกัด (CMM) ที่สอบเทียบแล้ว, เครื่องวัดโปรไฟล์พื้นผิว และเครื่องวัดความเร่งความเร็วสูงที่วางอยู่ใกล้กับเสาเครื่องมือ ชุดข้อมูลความคลาดเคลื่อนที่เผยแพร่ก่อนหน้านี้ถูกนำมาใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงเปรียบเทียบเพื่อวัดประสิทธิภาพ

• อุปกรณ์ตัดเฉือน: ศูนย์กลางการกลึง CNC 5 แกนพร้อมแกนหมุนแบบมีมอเตอร์

• เครื่องมือตัด: เม็ดมีดคาร์ไบด์ (รัศมีปลาย 0.4 / 0.8 มม.)

• เครื่องมือวัด: CMM (±1 μm), เครื่องวัดโปรไฟล์ (ความละเอียด 0.01 μm), เซ็นเซอร์การสั่นสะเทือนแบบสองแกน

• แบบจำลองทางสถิติ: การถดถอยหลายตัวแปรสำหรับค่าเบี่ยงเบนความคลาดเคลื่อน การวิเคราะห์สเปกตรัมสำหรับรูปแบบการสั่นสะเทือน
  พารามิเตอร์ สูตร และลำดับทั้งหมดได้รับการบันทึกไว้เพื่อให้สามารถทำซ้ำขั้นตอนได้อย่างสมบูรณ์

ค่าเบี่ยงเบนของมิติที่วัดได้ลดลงเมื่อรัศมีเม็ดมีดเพิ่มขึ้นจาก 0.4 มม. เป็น 0.8 มม. รัศมีที่ปรับปรุงแล้วช่วยลดการโก่งตัวของเครื่องมือ ทำให้ค่าเบี่ยงเบนเฉลี่ยลดลงจาก 12 μm เป็น 7 μm ซึ่งสอดคล้องกับข้อมูลอ้างอิงที่แสดงการลดลงที่คล้ายกันในโลหะผสมที่มีความแข็งแรงปานกลาง

ตารางที่ 1 สรุปค่าเบี่ยงเบนเฉลี่ยในวัสดุต่างๆ

ความหยาบของพื้นผิว Ra ดีขึ้นอย่างสม่ำเสมอเมื่อความเร็วแกนหมุนคงที่ภายใน ±15 รอบต่อนาที เครื่องวัดโปรไฟล์บันทึกการปรับปรุง 27% ในตัวอย่างอลูมิเนียม และการปรับปรุง 18% ในเหล็กกล้าอ่อน รูปแบบนี้สอดคล้องกับจุดสูงสุดของการสั่นสะเทือนของสเปกตรัมที่เลื่อนลงเมื่อเรโซแนนซ์ของเครื่องมือ-ชิ้นงานลดลง

เมื่อเทียบกับการศึกษาที่มีอยู่ ผลการทดสอบแสดงให้เห็นการกระจายตัวของข้อผิดพลาดความคลาดเคลื่อนที่แคบลงเมื่อมีการชดเชยการดริฟท์จากความร้อนทุกๆ 20 นาที งานที่เผยแพร่โดยทั่วไปรายงานความแปรปรวนที่กว้างขึ้นสำหรับรอบการตัดเฉือนที่ไม่ได้รับการชดเชย ซึ่งเน้นย้ำถึงความสำคัญของการควบคุมอุณหภูมิในการกลึงแบบแบทช์ขนาดเล็ก

การลดลงของค่าเบี่ยงเบนของมิติส่วนใหญ่เชื่อมโยงกับการสั่นสะเทือนของเครื่องมือด้านข้างที่ต่ำลง รัศมีเม็ดมีดที่เพิ่มขึ้นสร้างเส้นทางการสัมผัสที่เสถียรมากขึ้น ส่งผลให้การไหลของเศษเรียบขึ้นและลดความเครียดจากความร้อน ความเร็วแกนหมุนที่สม่ำเสมอช่วยลดการเปลี่ยนแปลงแบบไดนามิกในแรงตัด ทำให้ระดับความหยาบคงที่

การศึกษามุ่งเน้นไปที่สองวัสดุและเม็ดมีดคาร์ไบด์คลาสเดียว ไม่มีการประเมินของเหลวตัด ระดับความแข็งแกร่งของเครื่องจักร และกลยุทธ์การใช้เครื่องมือแบบไฮบริด ปัจจัยเหล่านี้อาจส่งผลต่อผลลัพธ์ภายใต้การตั้งค่าทางอุตสาหกรรมที่แตกต่างกัน

กระบวนการที่ทำซ้ำได้แสดงให้เห็นเส้นทางที่เป็นประโยชน์สำหรับโรงงานที่มุ่งปรับปรุงความแม่นยำในการกลึง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการสั่งซื้อวัสดุผสมหรือการทำงานต้นแบบที่มีความแม่นยำสูง โรงงานสามารถรวมการตรวจสอบการสั่นสะเทือนและการสอบเทียบความร้อนเข้ากับเวิร์กโฟลว์ที่มีอยู่ได้ในราคาปานกลาง

การทดสอบการตัดเฉือนแสดงให้เห็นว่าการปรับสมดุลเรขาคณิตของเม็ดมีดด้วยความเร็วแกนหมุนที่ควบคุมได้ให้ผลตอบแทนที่วัดได้ในด้านเสถียรภาพของมิติและคุณภาพพื้นผิว การชดเชยความร้อนอย่างสม่ำเสมอช่วยเสริมความสามารถในการทำซ้ำความคลาดเคลื่อนในการกลึงอะลูมิเนียมและเหล็กกล้าอ่อน เวิร์กโฟลว์ที่ตรวจสอบแล้วนำเสนอข้อมูลอ้างอิงทางเทคนิคที่ปรับขนาดได้สำหรับผู้ผลิตที่มีความแม่นยำ และแนะนำให้ตรวจสอบเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเคลือบเครื่องมือ กลยุทธ์การทำความเย็น และการเพิ่มประสิทธิภาพหลายวัสดุ