Kvalitetsfejl i 5-akset CNC-bearbejdning: En QA-ingeniørvejledning til rodårsag, CMM-triage og hvad du skal spørge leverandøren, før du rejser en NCR

Kvalitetsfejl i 5-akset CNC-bearbejdning: En QA-ingeniørvejledning til rodårsag, CMM-triage og hvad du skal spørge leverandøren, før du rejser en NCR

Du har lige trukket CMM-rapporten om et parti titaniumhuse fra din5-akset CNC-bearbejdningleverandør. Tredive stykker. Fire af dem viser den sammensatte-vinkelboringsposition ud af sand position med 0,018 mm - forklaringen er TP ⌀0,012 mm ved MMC. Leverandørens udgående rapport viser alle tredive i spec.

Før du skriver NCR, skal du besvare to spørgsmål. For det første: er den manglende-overensstemmelse reel, eller er det en målesystemuenighed mellem din CMM og deres? For det andet: hvis det er rigtigt, er det så en procesdriftshændelse på en specifik funktion eller et systematisk problem med, hvordan leverandøren indekserer delen til inspektion? Begge scenarier har forskellige korrigerende handlingsstier, og sammenblanding af dem producerer en NCR, der genererer papirarbejde uden at rette årsagen.

Denne guide gennemgår triage-logikken for 5-akset CNC-bearbejdningkvalitetshændelser - fra indgående inspektion til hovedårsag til anmodning om korrigerende handling.

Hvorfor 5-aksede dele skaber specifikke inspektionsudfordringer

En del bearbejdet i en enkelt5-akset CNC-bearbejdningopsætningen har sin datumstruktur defineret af maskinens kinematiske kæde. Alle funktioner er placeret i forhold til hinanden gennem maskinens roterende akse-geometri - og ikke gennem sekventiel gen-fiksturering. Det er fremstillingsfordelen.

Inspektionsudfordringen er den omvendte: For at verificere dimensionsforholdet mellem funktioner, der blev bearbejdet i sammensatte vinkler, har du brug for en målestrategi, der respekterer den samme referenceramme, som maskinen brugte.

Den mest almindelige inspektionsfejl på5-akset CNC-bearbejdning dele ved indkommende: måling af individuelle funktioner i forhold til et datum etableret ved overfladekontakt, når tegningens DRF (Datum Reference Frame) kræver en anden datum forrang. Et hus med datum A som en boreakse, datum B som en vinkelret flade og datum C som en spalte kan ikke inspiceres korrekt ved at hvile det på den største flade flade og nulstille derfra -, selvom den flade flade ser ud som datum A. Hvis leverandørens udgående CMM og din indgående CMM brugte forskellige strategier for etablering af datum, er resultaterne ikke kompensationsmetoden, fejlmålingsmetoden, og resultaterne er ikke kompensationsmetoden.

Før du hæver en NCR på en sammensat-position eller vinkeltolerance, skal du bekræfte, at proceduren for datumetablering stemmer overens mellem de to rapporter. Spørg leverandøren om deres CMM-programdatum-rækkefølge. Hvis den ikke stemmer overens med tegningens DRF-prioritet, måler leverandørens rapport en anden ting end din rapport, og den første korrigerende handling er justering af målemetoden - ikke en procesændring.

Læsning af CMM-rapporten: Hvad tallene faktisk betyder

5-akset cnc-bearbejdningstoleranceinspektionrapporter fra en kvalificeret leverandør bør indeholde målte værdier, ikke beståede/ikke beståede stempler. Hvis du modtager en rapport med flueben og uden måledata, har du intet grundlag for statistisk analyse og ingen mulighed for at detektere afdrift mellem batches. Kræv faktiske værdier på alle kritiske dimensioner.

Når du har dataene, er det første spørgsmål, om resultaterne uden for-tolerance danner et mønster eller virker tilfældige. Mønstergenkendelse er den hurtigste vej til årsagen:

Et retningsskift - alle u-konformiteter på samme side af nominel - er næsten aldrig en tilfældig proceshændelse. Det peger på en systematisk forskydning: maskinens roterende akse datum, CMM programmets nulpunkt- eller en datum overflade, der blev bearbejdet ude af position og forplantede fejlen til alle nedstrøms funktioner. Dette er scenariet, hvor leverandørens udgående rapport og din indgående rapport begge kan være "rigtige", mens de viser forskellige tal -, hvis en af ​​dem måler fra et datum, der afviger fra tegningens hensigt.

FAI-sekvensering for 5-aksede dele: Hvornår skal man måle, og hvorfor timing er vigtig

5-akset cnc-bearbejdning første artikelinspektionhar en sekvensafhængighed, der producerer flere dårlige data end næsten enhver anden enkelt faktor: måling for hurtigt efter bearbejdning.

Aluminiumsdele, der er bearbejdet fra 7075-T651 eller 6061-T6-materiale, bærer restbelastning fra bearbejdningsoperationerne. Når du fjerner materiale, slipper du stress, og delen bevæger sig - ikke synligt, men målbart. Et nybearbejdet aluminiumshus, der aflæser 0,008 mm ud af fladhed efter 30 minutter efter bearbejdning, vil ofte læse 0,003 mm efter 4 timer og 0,001 mm efter 24 timer, efterhånden som spændingsgradienten ækvilibrerer. ISO 1 referencetemperaturen til dimensionsmåling er 20 grader. En aluminiumsdel ved 23 grader læser ca. 7 µm længere pr. 100 mm længde end den samme del ved 20 grader - relevant, hvis dit tolerancebånd er ±0,005 mm på en 100 mm funktion.

For5-akset cnc-bearbejdning første artikelinspektionpå aluminiumsdele med tolerancer, der er snævrere end ±0,01 mm, bør inspektionsprotokollen specificere en minimum stabiliseringstid på 4 timer ved målemiljøets temperatur, med 24 timer foretrukket for dele med kompleks lommegeometri eller vægtykkelse under 2 mm. Hvis leverandørens FAI blev taget 45 minutter efter-bearbejdning i et butiksmiljø ved 24 grader, og din indgående inspektion er på 20 grader efter en 48-timers forsendelsescyklus, er de termiske og spændingsstabiliseringstilstande forskellige. Målingsuenigheden kan være fuldstændig reel, og begge sæt tal kan være nøjagtige repræsentationer af delen på det tidspunkt, de blev taget.

Dokumenter stabiliseringstiden og måletemperaturen på dine indgående CMM-poster. Hvis der opstår en leverandørtvist, er disse felter det, der afgør, om uenigheden kan løses på måleniveau eller kræver en procesundersøgelse.

Cpk nedenfor 1.33: Triage, før du anmoder om korrigerende handling

Når5-akset cnc-bearbejdning cpk-proceskapacitetdata kommer under 1,33 på en kritisk dimension, standardsvaret er at rejse en anmodning om korrigerende handling. Den hurtigere reaktion er at undersøge, om Cpk-fejlen er et procesproblem eller et målesystemproblem -, fordi den korrigerende handling er helt anderledes.

En Gauge R&R-undersøgelse af det målesystem, der bruges til den kritiske dimension, er det første skridt, ikke det sidste. Hvis målesystemets %GRR overstiger 30 % af tolerancebåndet, er Cpk-beregningen kontamineret af målevariation og repræsenterer ikke processen nøjagtigt. En %GRR på 30 % på en ±0,010 mm tolerance betyder, at op til ±0,003 mm af den rapporterede variation kan være målestøj. I det scenarie vil en stramning af processen muligvis ikke forbedre Cpk -, det kan blot udsætte mere målestøj.

Den praktiske triage-sekvens:

Hvis triage bekræfter et ægte problem med proceskapacitet, skal anmodningen om korrigerende handling til leverandøren specificere, hvilket trin i ovenstående rækkefølge du gennemførte, og hvad dataene viste. "Cpk=1.08 på boringsdiameter, %GRR=12%, run-order plot viser opadgående tendens startende ved styk 18" giver leverandørens procesingeniør et handlingsdygtigt udgangspunkt. "CPK er ude af specifikationen, undersøg venligst" genererer en papirløkke.

Én CMM-specifik detalje, der er relevant for5-akset CNC-bearbejdningboringer: ved måling af cylindricitet eller rundhed på en lille-diameterboring (under 15 mm), påvirker antallet af scanningspunkter og scanningsstrategien resultatet. En 4-punktsmåling af en boring rapporterer størrelsen af ​​en indskrevet cirkel gennem fire punkter - den vil ikke detektere en lobbetingelse med ulige lobeantal (3-lobe eller 5-lobe profiler fra visse værktøjsgeometrier). En kontinuerlig scanningsstrategi med mindst 36 punkter pr. tværsnit vil. Hvis din boringsspecifikation har en cylindricitets- eller rundhedsudtryk snarere end blot en diametertolerance, skal du bekræfte, at CMM-programmet bruger en scanningsstrategi, der er passende til den geometriske kontrol.

MID's inspektionsprotokol og hvad vi leverer i første artikel

Vores5-akset CNC-bearbejdninginspektionsflowet starter med delprogrammet, ikke den færdige del. Inden det første stykke skæres, skrives inspektionsplanen: hvilke funktioner er kritiske, hvilken målemetode der gælder for hver, hvad prøveudtagningsplanen er for produktionen, og hvad dispositionskriterierne er for marginale resultater.

For5-aksede CNC-bearbejdede delepå nye programmer inkluderer vores første artikelpakke en ballontegning med hver dimension nummereret, en CMM-rapport med målte værdier i forhold til alle ballondimensioner, et materialecertifikat, der kan spores til varme og partinummer, og en-procesinspektionsregistrering, der viser, hvilke operationer der blev verificeret under produktionen. For programmer med PPAP-krav bygger vi indsendelsen til det niveau, der er angivet i din indkøbsordre - Niveau 2 til og med niveau 5 - og inkluderer proceskapacitetsdata om kritiske dimensioner, hvor kørselsvolumen understøtter det.

Vores CMM-udstyr er kalibreret efter en dokumenteret tidsplan, der kan spores til nationale standarder. Måletemperatur logges pr. session. Forpræcision 5-akset bearbejdningprogrammer, hvor målesystemaftale mellem vores udgående og din indgående inspektion er en kendt risiko, dokumenterer vi dato-etableringssekvensen i FAI-pakken, så dit indgående program kan valideres mod den samme referencestrategi.

Hvis du ønsker at evaluere vores dokumentation, før du afgiver en første ordre, leverer vi en prøve FAI-pakke fra en sammenlignelig del efter anmodning - redigeret af hensyn til kundernes fortrolighed, men komplet i strukturen. Anmod om det på bishenprecision.com, eller bed os om at inkludere inspektionsplanen medCNC-bearbejdningstilbudså du kan gennemgå det inden kickoff.

FAQ

Min CMM rapporterer +0.003mm bias versus leverandørens rapport om den samme boring - hvem har ret?

Muligvis begge dele, afhængigt af dato-etablering og måleforhold. Det første trin er at bekræfte, at begge CMM-programmer etablerer referencerammen for datum i samme rækkefølge og ved hjælp af de samme kontaktpunkter eller overflader. En boreposition målt fra datum A (boringsakse) → B (flade) → C (spalte) vil give et andet resultat end den samme boring målt fra datum A (stor flad flade) → B (boring) → C (kant) - selv på den samme fysiske del. For det andet, bekræft måletemperatur og delstabiliseringstid. En 3 graders forskel mellem målemiljøer producerer ca. 2µm termisk udvidelse pr. 100 mm på aluminium -, hvilket tegner sig for din 0,003 mm forspænding på en 150 mm del. Hvis datumstrategi og temperatur er afstemt, og skævheden fortsætter, skal du anmode om leverandørens CMM-kalibreringscertifikat og probekvalifikationsregistrering. Systematisk bias af denne størrelsesorden på et kalibreret instrument er usædvanligt og berettiger et målesystem krydstjek med en referenceartefakt.

Hvilken prøvestørrelse skal jeg kræve til en PPAP niveau 3-indsendelse på en 5-akset CNC-del med lavt-volumen?

AIAG PPAP 4. udgave specificerer minimum 30 på hinanden følgende stykker for en fuld produktionskørsel med data om proceskapacitet. For programmer med lavt-volumen, hvor 30 styk repræsenterer flere måneders produktion, tillader standarden en trinvis tilgang: indsend med den tilgængelige mængde (minimum 5 styk til dimensionsrapport og materialedokumentation), med en forpligtelse til at levere kapacitetsdata, når den kumulative produktion når 30 styk. Dokumenter den trinvise tilgang i indsendelsen, og bekræft den med din kundes SQE før indsendelse - nogle kunder kræver 30--kørslen uanset programvolumen, og at finde ud af det efter indsendelse af en 10-styks pakke skaber en genindsendelsescyklus. For5-akset cnc-bearbejdning første artikelinspektionindsendelser specifikt, den dimensionelle rapport om alle ballondimensioner er påkrævet på ethvert indsendelsesniveau; proceskapacitetsdataene er det, der skaleres med stikprøvestørrelsen.

Hvornår skal jeg anmode om en Gauge R&R-undersøgelse fra en CNC-leverandør i stedet for blot at acceptere deres CMM-rapporter?

Når den kritiske dimensionstolerance er under ±0,010 mm, eller når du har haft to eller flere måleuenigheder om den samme funktion på tværs af forskellige batcher. Ved snævre tolerancer bliver målesystemets bidrag til rapporteret variation signifikant i forhold til tolerancebåndet. En leverandør, der ikke kan levere %GRR-data til deres målesystem på en ±0,005 mm callout, kører enten ikke proceskapacitetsanalyse eller har ikke dataene -, begge er værd at forstå, før du stoler på deres udgående inspektion som din acceptport. Anmod om Gauge R&R-undersøgelsen som en del af PPAP-pakken for enhver kritisk dimension, der er tættere end ±0,008 mm. Hvis leverandøren skubber tilbage, er det information om deres målesystems modenhed.

Hvordan skelner jeg mellem et problem med repeterbarhed af fixtur og en ægte procesdrift på indgående 5-aksede dele?

Kør-ordreanalyse på måledataene. Plot hver målte værdi i den rækkefølge, den blev produceret - stykke 1 til stykke 30 i produktionsrækkefølge. Et fixtur-repeterbarhedsproblem producerer spredning omkring et stabilt gennemsnit: værdierne hopper op og ned uden retningsbestemt tendens, fordi hvert stykke blev fastgjort uafhængigt. En procesdrift frembringer en retningsbestemt tendens: værdier, der starter næsten nominelle og bevæger sig gradvist mod tolerancegrænsen, efterhånden som batchen skrider frem. Befæstelsesproblemer har en tendens til at give høj styk-til-variation med et rimeligt gennemsnit; drifthændelser har en tendens til at producere lavere stykke-til-variation, men et skiftende gennemsnit. De korrigerende handlinger er forskellige: fixturproblemer kræver armaturets design eller procedureændringer; drifthændelser kræver procesovervågning - sporing af værktøjsslid, termisk kompensation eller-procesmåling med intervaller. Hvis dine indgående data ikke kommer med styks serienumre i produktionsordren, skal du anmode om det - uden kørsel-ordresporbarhed, driftanalyse er ikke mulig.