Lze odstranění hran a čištění kombinovat v jednom stroji? Komplexní řešení pro odstranění hran a čištění

Přehled

Ostří vznikající při obrábění mohou před montáží způsobit sekundární kontaminaci, pokud nejsou odstraněna. Volná ostří a kovové částice se mohou dostat do olejových kanálů, stykových ploch, mazacích systémů nebo hydraulických obvodů a tak ovlivnit čistotu komponentů a následný provoz.

Tradičně jsou odstraňování ostří a čištění prováděny na samostatných strojích, což vyžaduje další manipulaci s obrobky a vytváří možnosti pro opětovnou kontaminaci. Integrovaný stroj pro odstraňování ostří a čištění tyto procesy kombinuje v jednom systému, čímž pomáhá optimalizovat výrobu a zlepšit spojitost procesu.

Tento článek vysvětluje hlavní metody odstraňování ořezů, typické postupy, klíčové oblasti použití a důležité aspekty při výběru integrovaného řešení.

1. Proč je odstraňování ořezů nezbytné pro čistotu součástí

Obráběcí operace mohou zanechat ořezy kolem okrajů otvorů, ostrých hran a křížících se průchodů. Ačkoli jsou malé, tyto ořezy se mohou uvolnit během montáže nebo provozu zařízení a stát se volnými kontaminanty.

U motorových bloků, hlav válců, těles ventilů a dalších přesně obráběných součástí se uvolněné částice mohou dostat do olejových kanálů nebo zůstat na stykových plochách. Odstraňování ořezů je proto důležitým krokem při přípravě součástí pro následné čištění a montáž.

Průmyslové požadavky na čistotu mohou upravovat nejen hmotnost a velikost zbylých částic, ale také přítomnost obráběcích ořezů. Konkrétní přijímací kritéria je třeba definovat podle funkce součásti a technických požadavků zákazníka.

Klasická výrobní metoda používá jednu strojní jednotku pro odstraňování ořezů a jinou pro čištění. Obrobek je nutné mezi oběma operacemi přepravovat, což vyžaduje další manipulaci a koordinaci procesu.

2. Tři výzvy oddělených operací odstraňování ořezů a čištění

Další manipulace s obrobkem

Přeprava součástí mezi stroji zvyšuje nároky na manipulaci a může způsobit riziko nárazu nebo poškrábání, zejména u povrchů s vysokou přesností obrábění.

Možné sekundární kontaminace

Odstraňování ořezů vytváří kovové třísky a částice. Pokud tyto kontaminanty nejsou před čistící fází dostatečně odstraněny, mohou zvýšit zátěž čistícího procesu a ohrozit požadovaný stupeň čistoty.

Větší plošná náročnost zařízení a vyšší nároky na manipulaci

Dva samostatné stroje mohou vyžadovat dodatečný podlahový prostor, dopravníky, upínací zařízení a zásah obsluhy. Skutečný dopad závisí na výrobní úpravě prostoru a úrovni automatizace.

Integrovaný systém kombinuje odstraňování ostří a čištění v jednom stroji. Obrobek lze nahrát jednou a zpracovat jej prostřednictvím nastavené posloupnosti bez nutnosti přenosu do samostatného čisticího stroje.

Tato integrace může zjednodušit manipulaci s materiálem a pomoci snížit riziko sekundární kontaminace, za předpokladu, že jsou správně navrženy sběr třísek, řízení pracovní kapaliny a výkon čištění.

3. Tři běžné metody odstraňování ostruh

Vhodná metoda odstraňování ostří závisí na materiálu obrobku, geometrii ostří, uspořádání otvorů, výrobním objemu a požadovaném stavu hrany.

Odstraňování štětec

Odstraňování ostří kartáčem využívá kartáče upevněné na robotovi nebo jiném řízeném nástrojovém systému k zpracování specifikovaných otvorů, hran a povrchů. Nabízí flexibilitu pro složité geometrie, nepravidelné otvory a součásti s více místy určenými pro odstraňování ostří.

Typ štětky, dráha nástroje, kontaktní síla a doba zpracování musí být pro obrobek vybrány a ověřeny. Nadměrný nebo nevhodný kontakt může ovlivnit geometrii okraje nebo stav povrchu.

Odstraňování oštěpů pomocí nástrojů

Specializované řezné nástroje mohou zaoblit nebo odstranit oštěpy z pravidelných okrajů otvorů a dalších definovaných prvků. Tato metoda může poskytnout konzistentní výsledky ve stabilní výrobě vysokého objemu, pokud je geometrie oštěpů i přístup nástroje dobře ovládán.

Výběr nástrojů a strategie jejich výměny by měly zohledňovat opotřebení nástroje, požadavky na rozměry a rozdíly mezi jednotlivými modely obrobků.

Mokré odstranění ostří

Mokré odstraňování oštěpů se provádí v vhodném prostředí řezného nebo čistícího kapalného prostředku. V závislosti na procesu a složení kapaliny může tekutina zajišťovat chlazení a mazání, pomáhat odvádět třísky a snižovat riziko tepelně podmíněného zbarvení povrchu.

Během návrhu procesu je nutné zohlednit kompatibilitu kapaliny, filtraci, údržbu a následné požadavky na čištění.

V mnoha aplikacích nabízí kombinace metod nejlepší rovnováhu mezi pružností a účinností procesu.

Příklad aplikace: Robotické odstraňování ohrubů z bloku šestiválcového dieselového motoru

Robotický systém pro odstraňování ohrubů z bloku šestiválcového dieselového motoru využívá dva roboty vybavené kartáči k zpracování určených otvorů a ploch. Elektrický vřetenní upínač s automatickou výměnou nástrojů umožňuje použití různých kartáčů, zatímco mokré odstraňování ohrubů pomáhá řídit tepelné zatížení a opotřebení kartáčů.

Referenční systém má cyklový čas přibližně 210 sekund na součástku a k navažování a odvažování využívá automatický válečkový dopravník.

Odstraňování ohrubů zahrnuje horní a dolní plochy, přední a zadní čelní plochy, stranu čerpadla oleje, olejové kanály, ložiska vačkového hřídele, ložiska klikového hřídele a otvory válců.

Skutečné pokrytí a cyklový čas závisí na konstrukci součástky, rozložení ohrubů, konfiguraci nástrojů a požadavcích výroby.

4. Jak funguje integrovaný stroj pro odstraňování ohrubů a čištění

Typická posloupnost procesů může zahrnovat:

1. Náklad obrobku

2. Odstranění ohrubů pomocí kartáčů, řezných nástrojů nebo kombinace obou metod

3. Celkové čištění

4. Cílené čištění vysokým tlakem

5. Plachání

6. Odfukování vzduchu

7. Vysušování ve vakuu, pokud je vyžadováno

8. Vykládání obrobku

Odstranění ohrubů se obecně provádí před konečným čištěním, protože vytváří třísky a částice, které je nutné z polotovaru odstranit. Integrací obou operací může součást po odstranění ohrubů přímo postoupit do fáze čištění, čímž se snižuje počet mezistupňů manipulace.

Přesná posloupnost závisí na konkrétní součásti a na ověřeném procesu. Například před jemným čištěním může být vyžadován samostatný krok odstraňování třísek, zatímco vysušování ve vakuu může být zvoleno tehdy, když geometrie součásti a požadavky na obsah vlhkosti tuto metodu ospravedlní.

Příklad aplikace: Čištění a odstraňování ohrubů u motorového bloku osobního automobilu

Referenční systém pro motorové bloky osobních automobilů integruje robotické odstraňování ohrubů kartáči a nástroji s turbulentním čištěním, cíleným čištěním a čištěním vysokým tlakem při 32 MPa , čištěním s uzavřením otvorů a oplachováním.

Uvedené parametry zařízení a procesu jsou:

Tyto hodnoty popisují referenční konfiguraci, nikoli zaručený výkon pro každou součást. Cíl čistoty, limit velikosti částic, kritérium sucha a doba cyklu je třeba ověřit na skutečné součásti a v souladu s přijímacím postupem.

Nastavitelný rozsah doby cyklu umožňuje splnit různé požadavky výroby – od relativně krátkých cyklů pro výrobu větších objemů až po delší procesy pro složité součásti. Výstupní výkon je však závislý na celém procesu, včetně nákladu, vykládání, výměny nástrojů, rozdílů mezi jednotlivými součástmi a jakékoli povinné kontroly.

5. Kde je integrované odstranění ostřihů a čištění nejvíce užitečné

Integrované systémy jsou zvláště důležité u součástí, které kombinují složitou geometrii s náročnými požadavky na čistotu.

Blok válců a hlavy válců: Více navzájem protínajících se průchodů, vrtaných otvorů a obráběných hran může vyžadovat koordinované operace odstranění ostřiků a čištění.

Tělesa ventilů a jiné součásti pro řízení toku kapalin: Malé průchody a navzájem protínající se otvory činí odstraňování třísek a ověřování čistoty důležitými. Proces musí být navržen s ohledem na vnitřní geometrii součásti a kritéria přijetí.

Vícevariantní výrobní linky: Programovatelné dráhy robotů a – pokud je podporováno – automatická výměna nástrojů nebo kartáčů mohou pomoci přizpůsobit se různým variantám obrobků.

Přesně obráběné součásti: Snížení počtu přeprav mezi stroji může omezit manipulační kroky a snížit riziko náhodného poškození, i když zůstávají nezbytné vhodné upínací zařízení a opatření pro ochranu při manipulaci.

Big Bird Industrial dodává zařízení pro odstraňování ostří a čištění, která se používají například u motorových bloků, hlav válců a rozvodových hřídelů. Konfigurace procesu se může upravit podle geometrie obrobku, polohy ostrí, požadavků na kontaminaci, výrobního objemu a dostupného prostoru ve výrobní hale.

Často kladené otázky

Jaké jsou výhody mokrého odstraňování ostrí oproti suchému odstraňování ostrí?

Mokré odstraňování ostrí umožňuje chlazení a mazání, čímž pomáhá řídit třecí teplo a opotřebení kartáčů. Může také usnadnit odstraňování třísek. Skutečné výhody závisí na použité kapalině, nástroji, materiálu obrobku a nastavení procesu. Kvalita povrchu a životnost nástroje je nutné ověřit pomocí aplikačních testů.

Jak si vybrat mezi odstraňováním ostrí kartáčem a odstraňováním ostrí pomocí nástrojů?

Odstraňování ohrubů kartáčem je často vhodné pro složité povrchy, nepravidelné otvory a aplikace vyžadující pružné dráhy nástroje. Specializované řezné nástroje mohou být účinné pro přesně definované okraje otvorů a stabilní, opakovatelné geometrie. Některé systémy kombinují oba přístupy a podle naprogramované operace přepínají mezi nástroji.

Lze čištění provést před odstraňováním ohrubů?

Pokud operace odstraňování ohrubů vytváří třísky nebo částice, konečné čištění by obecně mělo následovat po odstraňování ohrubů. Čištění nejprve a následné odstraňování ohrubů může způsobit znovu zanesení kontaminantů na již vyčištěnou součástku, což potenciálně vyžaduje další čisticí krok. Jiná posloupnost by měla být použita pouze tehdy, když byl proces specificky navržen a ověřen pro ni.

Jak široký může být rozsah cyklové doby?

Rozsah cyklového času závisí na konfiguraci zařízení, geometrii obrobku, počtu míst odstraňování ohrubů, stupních čištění a výrobních požadavcích. U jednoho referenčního systému pro motorové bloky osobních automobilů je nastavitelný rozsah cyklového času 20 sekund až 20 minut. Tento rozsah nesmí být chápán jako dosažitelný výstup pro každý jednotlivý součást nebo výrobní linku.

Závěr

Kombinace odstraňování ohrubů a čištění v jednom stroji může snížit mezilehlé manipulace, zjednodušit výrobní tok a pomoci omezit sekundární kontaminaci. Klíčové je přizpůsobit metodu odstraňování ohrubů, pořadí čištění, správu kapalin a kritéria přijetí skutečnému obrobku.

U motorových bloků, hlav válců, rozvodových hřídelů a dalších přesně obráběných součástí by mělo být integrované řešení vyhodnoceno pomocí reprezentativních obrobků a jasně definovaných požadavků na odstranění ohrubů, zbytkovou kontaminaci částicemi, cyklový čas, sušení a výrobní kapacitu.

Big Bird Industrial, dříve Harbin Shimada Big Bird Industrial Co., Ltd. vyvíjí průmyslová řešení pro čištění a odstraňování ohrubů pro automobilový průmysl a přesné výrobní aplikace. Konfiguraci zařízení lze přizpůsobit geometrii součástí, výrobnímu procesu a požadavkům zákazníka.