Proč jsou CNC díly odmítány na CMM — a jak tomu předejít

Díl, který prošel kontrolou na CMM vaší dílny, je odmítnut na CMM zákazníka u stejného rozměru. Děje se to častěji, než kdo přizná, a ve většině případů není „špatně“ ani jedna strana. Zde je pět hlavních příčin, které vídáme opakovaně, a technické změny, které zabrání jejich návratu.

Skutečný příběh: odmítnutí 0.002 mm, na kterém nikdo neměl vinu

Běžný scénář v přesném obrábění: expedujete hřídel s vnějším průměrem 19.950 mm ± 0.005 mm. CMM vaší dílny naměří 19.952 mm — vyhovuje. CMM zákazníka naměří 19.957 mm — nevyhovuje. Oba stroje jsou kalibrované. Oba operátoři jsou kompetentní. Výkres je jednoznačný. Kdo je tedy špatně?

Ve většině takových případů není špatně ani jedna strana — měří jemně odlišné věci, na jemně odlišném upnutí, za jemně odlišných podmínek, a výkres neurčuje, který výklad je závazný. Pět hlavních příčin níže pokrývá ~90 % těchto sporů.

Hlavní příčina 1 — nesoulad metody měření (nejčastější)

Největší jednotlivý zdroj sporných odmítnutí. „Vnější průměr 19.95±0.005“ lze měřit:

• Dvoubodovým mikrometrem (vaše dílna) — měří jedinou tětivu přes průměr v jedné výšce
• Skenovací sondou CMM (zákazník) — prokládá kružnici nejmenších čtverců desítkami bodů po obvodu a hlásí průměr
• Vzduchovou měrkou / pneumatickým komparátorem — měří pásmo a vyprůměruje tvarové odchylky

Na dokonale kruhovém dílu se všechny tři shodnou. Na dílu s nekulatostí se 3 vrcholy (častou u sklíčidla se 3 čelistmi) se mohou lišit o 2–4× amplitudy zvlnění — u broušeného dílu snadno o 0.005–0.010 mm.

Hlavní příčina 2 — teplota (tichý zabiják)

Ocel roste o ~11 µm na metr a °C. Hliník roste o ~23 µm na metr a °C. Hliníkový díl o délce 100 mm měřený při 28°C místo standardních 20°C vyrostl o 0.018 mm — u tolerance ±0.01 mm je to celé pásmo pryč, ještě než dojde k jakékoli skutečné chybě.

Normy (ISO 1, ASME B89.6.2) stanovují referenční teplotu 20°C. Jenže ve výrobní hale bývá 22–28°C; kontrolní místnosti mají mít 20°C, ale teplotně driftují; a díly přicházejí ze stroje po obrábění o teplotě 30–40°C. Pokud jsou CMM vaší dílny a CMM zákazníka při různých teplotách — nebo pokud některá strana měří díl, který se ještě nevyrovnal s okolím — dostanete systematický nesoulad.

Hlavní příčina 3 — nesoulad systému základen (past GD&T)

Dva inspektoři měřící „polohu v rozmezí 0.1“ na stejném otvoru dostanou různá čísla, pokud zvolí různé základny. Nejčastější varianty:

• Zákazník čte výkres doslovně — použije základnu A (spodní plochu) a B (levý otvor) přesně podle předpisu.
• Dílna „optimalizuje“ — použije dva nejlépe pasující otvory jako základny, protože se na CMM snáze upínají, i když výkres uvádí A a B.

Na dílu, kde spodní plocha není dokonale kolmá k otvorům, hlásí tato dvě upnutí chyby polohy lišící se o chybu kolmosti — u dílu o délce 100 mm snadno o 0.05–0.1 mm. Výkres je smlouva; odchýlení od jeho systému základen je nejčastější příčinou odmítnutí podle GD&T.

Hlavní příčina 4 — strategie sondy a výběr bodů

CMM se 6 mm rubínovou sondou, který měří otvor nominálně 5 dotyky, hlásí jedno číslo; stejná CMM se 16 dotyky hlásí jiné. Rozdíly:

• Málo dotyků (5–6) je rychlých, ale kružnice nejmenších čtverců je citlivá na jednotlivé špatné body i na frekvenci zvlnění.
• Mnoho dotyků (16+) vyprůměruje tvarovou chybu, ale trvá déle a může zahrnout šum spínání sondy.
• Skenování (kontinuální kontakt) dává nejopakovatelnější výsledek, ale vyžaduje skenovací sondu a je citlivé na kvalitu povrchu — díl s Ra 1.6 se skenuje jinak než díl s Ra 0.4.
• Průměr hrotu sondy je důležitý u malých otvorů — 6 mm sonda v otvoru 8 mm má oblouk dotyku ~9 stupňů, což je pro stabilní spínání na hranici.

CMM zákazníka spouštěné automatickými programy často používají výchozí standardní počet dotyků, který neodpovídá nastavení FAI v dílně.

Hlavní příčina 5 — nejednoznačnost výkresu (výkres je špatně)

Někdy není špatně ani jedna strana; špatně je výkres. Klasické nejednoznačnosti:

• Nezadané řetězení tolerancí — délka kótovaná od plochy, která sama má toleranci ±0.1, nechává „odkud“ nejednoznačné. Výklad MMC vs LMC mění výsledek.
• Smíšené ASME / ISO — výkres, který používá symboly ISO 1101, ale odvolává se na pravidlo provázanosti ASME Y14.5. ASME zachází s modifikátorem tečné roviny a s MMC jinak než ISO.
• Špatně uplatněná výchozí tolerance — ISO 2768-mK aplikovaná na rozměr, který měl být výslovně tolerován; nebo výchozí pravidlo ASME Y14.5 „bez ohledu na velikost prvku“ uplatněné na prvek, o kterém zákazník předpokládal, že je v MMC.
• Plocha vs prvek — tolerance profilu předepsaná na ploše, ale měřená jako tolerance polohy na ose.

Když přijde odmítnutí — postup řešení

Jakmile zákazník vznese odmítnutí, záleží na pořadí, v jakém vyšetřujete. Postup, který používáme:

1. Přestaňte se hádat o číslo; vyžádejte si data. Získejte protokol CMM zákazníka (pokud možno surové body), teplotu měření, hrot sondy a počet dotyků a systém základen, který použili. Shrnutí v PDF nestačí — vyžádejte si surový soubor měření.
2. Přeměřte za jejich podmínek. Nastavte svou CMM na jejich teplotu, jejich sondu, jejich počet dotyků, jejich systém základen. Pokud se čísla nyní shodují s jejich, je příčinou upnutí (1, 2 nebo 4). Pokud se stále neshodují, je příčinou pravděpodobně metoda (1) nebo základny (3).
3. Pokud se stále neshodujete, navrhněte třetí stranu. Nezávislá laboratoř s doloženou dohledatelností ukončí většinu sporů. Náklad (~$200–500 za díl) je ve srovnání s nákladem na zablokovanou zásilku zanedbatelný.
4. Zdokumentujte řešení ve FAI / 8D. Ať je výsledek jakýkoli, jde do zprávy 8D, aby se to u další dávky neopakovalo. Také tak budujete institucionální znalost, která brání opakování příčin 1–5.

Kontrolní seznam prevence pro konstruktéry a nákupčí

Normy a zdroje