Може ли заострянето и почистването да се извършват в една и съща машина? Интегрирано решение за заостряне и почистване

Общ преглед

Заострените ръбове от машинна обработка могат да станат източник на вторично замърсяване, ако не бъдат премахнати преди сглобяването. Откъснатите заострени ръбове и метални частици могат да попаднат в маслени канали, повърхности за съприкосновение, системи за смазване или хидравлични вериги, което потенциално може да повлияе върху чистотата на компонентите и последващата им работа.

Традиционно заравняването и почистването се извършват на отделни машини, което изисква допълнително обслужване на детайлите и създава възможности за повторно замърсяване. Интегрираната машина за заравняване и почистване обединява тези процеси в една система, което помага за опростяване на производството и подобряване на непрекъснатостта на процеса.

Тази статия обяснява основните методи за отстраняване на заешини, типичните последователности на процеса, ключовите области на приложение и аспектите, които трябва да се вземат предвид при избора на интегрирано решение.

1. Защо отстраняването на заешини е съществено за чистотата на компонентите

Машинните операции могат да оставят заешини около ръбовете на отвори, остри ъгли и пресичащи се канали. Въпреки малкия им размер тези заешини могат да се отделят по време на сглобяване или експлоатация на оборудването и да станат свободни замърсители.

В блокове на двигатели, глави на цилиндри, клапанни корпуси и други прецизно обработени компоненти отделилите се частици могат да проникнат в маслени канали или да останат върху повърхности за съприкосновение. Следователно отстраняването на заешини е важна стъпка при подготовката на компонентите за последваща почистване и сглобяване.

Индустриалните изисквания за чистота могат да засягат не само масата и размера на остатъчните частици, но и наличието на машинни заешини. Конкретните критерии за приемане трябва да се определят според функцията на компонента и техническите изисквания на клиента.

Конвенционалният производствен процес използва една машина за отстраняване на заострените ръбове и друга машина за почистване. Работната част трябва да се прехвърли между двете операции, което води до допълнително ръчно обработване и координация на процеса.

2. Три предизвикателства при отделни операции по отстраняване на заострените ръбове и почистване

Допълнително ръчно обработване на работните части

Прехвърлянето на компонентите между машините увеличава изискванията за ръчно обработване и може да създаде риск от удар или драскотина, особено върху прецизно обработени повърхности.

Възможна вторична контаминация

Отстраняването на заострените ръбове генерира метални стружки и частици. Ако тези замърсители не бъдат напълно отстранени преди етапа на почистване, те могат да увеличат товара върху почистващата система и да компрометират желания резултат по отношение на чистотата.

По-голяма заемана площ от оборудването и по-високи изисквания за ръчно обработване

Две отделни машини може да изискват допълнително подово пространство, транспортьори, фиксиращи устройства и участие на оператор. Фактическият ефект зависи от производствената подредба и нивото на автоматизация.

Интегрирана система обединява заравняването и почистването в една машина. Детайлът може да се зареди веднъж и да се обработи чрез конфигурираната последователност, без промеждутъчно прехвърляне към отделна машина за почистване.

Тази интеграция може да опрости управлението на материали и да помогне за намаляване на възможностите за вторично замърсяване, при условие че събирането на стружки, управлението на течности и ефективността на почистването са проектирани правилно.

3. Три често използвани метода за заравняване на ръбовете

Подходящият метод за заравняване зависи от материала на детайла, геометрията на заострените ръбове, конфигурацията на отворите, обема на производството и изискваното състояние на ръбовете.

Отстраняване на заостреностите с четка

Заравняването с четка използва четки, монтирани върху робот или друга контролирана инструментална система, за обработка на предварително определени отвори, ръбове и повърхности. Този метод осигурява гъвкавост при сложни геометрии, неправилни отвори и компоненти с множество места за заравняване.

Типът на четката, пътя на инструмента, контактната сила и времето на обработка трябва да бъдат избрани и валидирани за заготовката. Прекомерният или неподходящият контакт може да повлияе върху геометрията на ръба или състоянието на повърхността.

Отстраняване на заострени ръбове с инструменти

Специализираните режещи инструменти могат да фасетират или премахват заострени ръбове от обикновените отвори и други дефинирани елементи. Този метод може да осигури последователни резултати при стабилно производство с висок обем, когато геометрията на заострените ръбове и достъпът до инструмента са добре контролирани.

Изборът и стратегиите за замяна на инструментите трябва да вземат предвид износването на инструментите, размерните изисквания и вариациите между различните модели заготовки.

Мокро отстраняване на заешини

Мокрото премахване на заострените ръбове се извършва в подходяща среда с режеща течност или почистваща течност. В зависимост от процеса и състава на течността, тя може да осигурява охлаждане и смазване, да подпомага отстраняването на отпадъчни частици и да намали риска от потъмняване на повърхността, свързано с топлината.

Съвместимостта с течността, филтрацията, поддръжката и изискванията за последващо почистване трябва да се вземат предвид по време на проектирането на процеса.

В много приложения комбинация от методи предлага най-доброто равновесие между гъвкавост и ефективност на процеса.

Пример за приложение: Роботизирано заравняване на заострени ръбове на блок за шестцилиндров дизелов двигател

Роботизирана система за заравняване на заострени ръбове на блок за шестцилиндров дизелов двигател използва два робота, оборудвани с четки, за обработка на определени отвори и повърхности. Електрически шпиндел с възможност за смяна на инструментите поддържа използването на различни четки, докато мокрото заравняне помага за управлението на топлината и износа на четките.

Референтната система има цикъл от приблизително 210 секунди на изделие и използва автоматична ролкова конвейерна система за зареждане и разтоварване.

Обхващането при заравнянето включва горната и долната повърхност, предната и задната фронтална повърхност, страната за маслената помпа, маслените канали, отворите за разпределителния вал, отворите за коляновия вал и отворите за цилиндрите.

Фактическият обхват и времето за цикъл зависят от конструкцията на изделието, разпределението на заострените ръбове, конфигурацията на инструментите и производствените изисквания.

4. Как работи интегрираната машина за заравняване и почистване

Типична последователност от процеси може да включва:

1. Зареждане на заготовката

2. Премахване на заострени ръбове с четки, режещи инструменти или комбинация от методи

3. Общо почистване

4. Целенасочено почистване под високо налягане

5. Изплакване

6. Издухване с въздух

7. Вакуумно сушене, когато е необходимо

8. Отстраняване на детайла

Премахването на заострени ръбове обикновено се извършва преди окончателното почистване, тъй като генерира стружка и частици, които трябва да бъдат премахнати от работната част. Интегрирането на двете операции позволява компонентът да премине направо към почистване след премахването на заострените ръбове, намалявайки междинното обслужване.

Точната последователност зависи от компонента и от валидиран процес. Например, преди финото почистване може да се изисква специална стъпка за премахване на стружка, докато вакуумното сушене може да се избере, когато геометрията и изискванията за остатъчна влага го оправдават.

Пример за приложение: Почистване и премахване на заострени ръбове на блокове за двигатели на леки автомобили

Референтна система за блокове на двигатели на леки автомобили интегрира роботизирано премахване на заострени ръбове с четки и инструменти, както и турбулентно почистване, насочено почистване и почистване под високо налягане при 32 MPa , почистване с запушване на отвори и изплакване.

Съобщените параметри на оборудването и процеса са:

Тези стойности описват референтна конфигурация, а не гарантирани показатели за всяка отделна детайла. Целевата чистота, ограничението за размер на частиците, критерият за сушка и времето за цикъл трябва да бъдат проверени спрямо конкретната детайла и процедурата за приемане.

Регулируемият обхват на времето за цикъл може да поддържа различни производствени изисквания – от сравнително кратки цикли за производство в по-големи обеми до по-дълги процеси за сложни компоненти. Въпреки това, постижимият капацитет зависи от целия процес, включително натоварване, разтоварване, смяна на инструментите, вариации в детайлите и всякакви задължителни инспекции.

5. Къде интегрираното заостряне и почистване е най-ефективно

Интегрираните системи са особено актуални за компоненти, които комбинират сложна геометрия с изисквания за висока чистота.

Блокове на двигателя и цилиндрови глави: Няколко пресичащи се канали, отвори и обработени ръбове могат да изискват координирани операции по заравняване на остри ръбове и почистване.

Корпуси на клапани и други компоненти за контрол на течности: Малките канали и пресичащите се отвори правят отстраняването на стружките и проверката на чистотата особено важни. Процесът трябва да бъде проектиран според вътрешната геометрия на компонента и критериите за приемане.

Производствени линии за множество модели: Програмируемите траектории на роботите и, когато е поддържано, автоматичната смяна на инструменти или четки могат да помогнат за адаптиране към различни варианти на обработвани детайли.

Компоненти с висока прецизност при машинна обработка: Намаляването на прехвърлянията между машините може да ограничи стъпките по обработката и да намали риска от случайни повреди, макар подходящите приспособления и защитно обращение да остават задължителни.

Big Bird Industrial предлага оборудване за отстраняване на заострени ръбове и почистване за приложения като двигатели, цилиндрови глави и разпределителни валове. Конфигурацията на процеса може да се разработи според геометрията на обработваната част, местоположението на заострените ръбове, изискванията за замърсяване, обема на производството и наличното фабрично пространство.

Често задавани въпроси

Какви са предимствата на мокрото отстраняване на заострени ръбове пред сухото отстраняване на заострени ръбове?

Мокрото отстраняване на заострени ръбове може да осигурява охлаждане и смазване, което помага за управление на триенето и износването на четките. То също така може да подпомага премахването на отпадъци. Фактическите предимства зависят от течността, инструмента, материала на обработваната част и параметрите на процеса. Качеството на повърхността и срокът на експлоатация на инструмента трябва да се потвърдят чрез изпитания в конкретното приложение.

Как да избера между отстраняване на заострени ръбове с четка и отстраняване на заострени ръбове с инструмент?

Чистенето с четка често е подходящо за сложни повърхности, неправилни отвори и приложения, изискващи гъвкави траектории на инструмента. Специализираните режещи инструменти могат да бъдат ефективни за дефинирани ръбове на отвори и стабилни, повтарящи се геометрии. Някои системи комбинират и двата подхода и превключват инструментите според програмираната операция.

Може ли почистването да се извърши преди заострянето?

Ако операцията по заостряне генерира стружка или частици, окончателното почистване обикновено трябва да следва заострянето. Първо почистване и след това заостряне може да въведе отново замърсявания върху почистения компонент, което потенциално изисква допълнителен етап на почистване. Друга последователност трябва да се използва само когато процесът е специално проектиран и валидиран за тази цел.

Каква може да бъде широчината на диапазона за времето на цикъл?

Обхватът на времето за един цикъл зависи от конфигурацията на оборудването, геометрията на обработваната детайла, броя на местата за отстраняване на заешини, етапите на почистване и производствените изисквания. Един референтен системен комплект за двигател на лек автомобил има регулируем обхват на времето за цикъл от 20 секунди до 20 минути. Този обхват не трябва да се интерпретира като постижима производителност за всеки отделен компонент или производствена линия.

Заключение

Комбинирането на отстраняването на заешини и почистването в една машина може да намали междинното обслужване, да опрости производствения поток и да помогне за контролиране на вторичното замърсяване. Ключовият фактор е да се съгласуват методът за отстраняване на заешини, последователността на почистването, управлението на работната течност и критериите за приемане с конкретната обработвана детайла.

За блокове на двигатели, глави на цилиндри, разпределителни валове и други прецизно обработени компоненти трябва да се оцени интегрирано решение, използвайки репрезентативни обработвани детайли и ясно дефинирани изисквания за отстраняване на заешини, остатъчно замърсяване с частици, време за цикъл, сушене и производствена мощност.

Big Bird Industrial, поранешно Harbin Shimada Big Bird Industrial Co., Ltd. развива промишлени решения за почистване и застраняване на заострени ръбове за автомобилна и прецизно производствена употреба. Конфигурацията на оборудването може да се адаптира според геометрията на компонентите, производствения процес и изискванията на клиента.