مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی تاثیر خطاهای هندسی در قطعات ماشینکاری شده بر عدم تکرارپذیری و قابلیت ابزار اندازه گیری ابعادی

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان
1 دانشکده مکانیک، برق و کامپیوتر، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 شرکت صنعتی ایران خودرو، تهران، ایران
چکیده
عدم تکرار پذیری نتایج اندازه گیری شده یک قطعه توسط آزمایشگاه­های مرجع مشکلی است که اکثرا در کارگاه­های تولیدی باعث ایجاد اختلاف نظر و شک و شبهه در تنظیم دستگاههای تولیدی با نتایج ارائه شده توسط آزمایشگاهها می گردد. در این مقاله به بررسی تاثیر پارامترهای هندسی ایجاد شده در اثر ماشینکاری بر توانایی اندازه گیری ابزارهای کنترلی از طریق روش­های آماری مهندسی کیفیت پرداخته می شود، بدین صورت که ابتدا قطعاتی تحت فرآیند سورخکاری و داخل تراشی قرار گرفتند، پس از اندازه گیری های دقیق قطر سوراخ، انحراف هندسی با عنوان استوانه ای بودن برابر 0.01 میلیمتر بدست آمد. سپس با دو سیستم اندازه گیری متداول گیج بادی (AIR GAUGE) و دستگاه اندازه گیری مختصات ((CMM تحت بررسی قرار گرفت و توانایی ابزارهای اندازه گیری از طریق نرم افزار مینی تب محاسبه شد. قابلیت (Cg) گیج بادی در کنترل قطر سوراخ ماشینکاری شده برابر 0.27 و قابلیت دستگاه CMM در کنترل قطر مذکور برابر 0.28 است. پس از حذف پراکندگی ناشی از پارامترهای هندسی جهت محاسبه توانایی ابزارهای اندازه گیری، میزان توانایی ابزارها تا 1.20 در گیج بادی و 1.05 در دستگاه C.M.M بهبود یافتند، لازم به ذکر است در این بررسی پس از حذف خطای قطعه کار، عدم تکرار پذیری در گیج بادی نیز از 74% به عدد 16.66% و در دستگاه اندازه گیری سه بعدی از 70.80% به 19.13% ارتقاء یافت.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Investigating the effect of geometric errors of machined parts on the variation and ability of dimensional measurement tools

نویسندگان English

Nima Asadi 1
Hamid Soleimanimehr 1
Mohammad Rastegarfar 2
1 Department of Mechanics, Electrical Power and Computer, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
2 Irankhodro company, Tehran, Iran
چکیده English

The non-reproducibility of the measured results of a work piece by reference laboratories is a problem that often causes differences of opinion in production workshops and doubts about the adjustment of production devices with the results provided by laboratories. In this paper, the effect of geometric parameters created by machining on the ability to measure control tools through statistical techniques of quality engineering is investigated, so that first a piece was subjected to drilling and machining, after measurements The exact diameter of the hole with geometric deviation was determined to be cylindrical error to 0.01 mm. Then it was examined with two common measuring systems of air gauge and coordinate measuring machine (CMM) and the capability of the instruments was calculated as follows through the mini-tab software. Capability of air gauge (Cg) in measuring the diameter of hole was 0.27 and capability of CMM device in controlling the said diameter was 0.28. After removing the scattering caused by geometric parameters to calculate the ability of measuring instruments, The power of the instruments was improved to 1.20 in the wind gauge and 1.05 in the CMM and finally, by removing or reducing the geometrical error of the work piece, It should be noted that in this study, after removing the error of workpiece the lack of repeatability in the air gauge increased from 74% to 16.66% and in the coordinate measuring machine (CMM) from 70.80% to 19.13%.

کلیدواژه‌ها English

Geometric dimension
Machining
MSA Technique
Ability of measuring device
1. ASME (2009) Y14. 5-2009 Dimensioning and tolerancing. ASME, New York .
2. ISO 1101: (2004) Geometrical product specifications (GPS)-geometrical tolerancing-tolerancing of form, orientation, location and run-out.
3. Hing-Tzong Y, Chia-Hsiang M. A unified least-squares approach to the evaluation of geometric errors using discrete measurement data. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 1996:11:1269-1290
https://doi.org/10.1016/0890-6955(95)00075-5
4. Jiang B C , Chiu S. Form tolerance-based measurement points determination with CMM. Journal of Intelligent Manufacturing. 2002: 13, 101–108.
5. Gatti G, Danieli G. A practical approach to compensate for geometric errors in measuring arms: application to a six-degree-of-freedom kinematic structure. Measurement Science and Technology. 2008 . http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/19/1/015107
6. Soleimanimehr H, Nategh M. J. An Investigation on the Influence of Cutting‐Force’s Components on the Work‐piece Diametrical Error in Ultrasonic‐Vibration‐Assisted Turning. AIP Conference Proceedings 1315. 2011: 1145.
https://doi.org/10.1063/1.3552335
7. Lasemi A, Xue D, Gu P . Accurate identification and compensation of geometric errors of 5-axis CNC machine tools using double ball bar. Measurement Science and Technology. 2016:27 055004.
8. Chen D, Zhang S, Pan R,Fan J. An identifying method with considering coupling relationship of geometric errors parameters of machine tools. Journal of Manufacturing Processes. 2018: 36, 535-549. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2018.10.019
9. Zhongqing Z, Zhijing Z, Xin & Qiushuang Z . A novel modelling method of geometric errors for precision assembly. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2018: 94, 1139–1160
https://DOI 10.1007/s00170-017-0936-3
10. Stojkic Z, Culjak E, Saravanja L. 3D MEASUREMENT - COMPARISON OF CMM AND 3D SCANNER. 31ST DAAAM INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON INTELLIGENT MANUFACTURING AND AUTOMATION. 2020.
https://DOI: 10.2507/31st.daaam.proceedings.xxx
11. Soleimanimehr H. Analysis of the cutting ratio and investigating its influence on the workpiece’s diametrical error in ultrasonic-vibration assisted turning. Institution of mechanical engineers. 2020.
https://doi.org/10.1177%2F0954405420968174
12. Ahmadi ghomi R, Dastor niko N, Taheri A, Gadiri sani M, Godarzi A. Measuring analysis system(MSA). 2001. (In Persian)