Μπορούν η αφαίρεση ακμών και ο καθαρισμός να συνδυαστούν σε μία μηχανή; Μια ενσωματωμένη λύση για αφαίρεση ακμών και καθαρισμό

Επισκόπηση

Οι ακμές που προκύπτουν κατά την κατεργασία μπορούν να αποτελέσουν πηγή δευτερογενούς μόλυνσης εάν δεν αφαιρεθούν πριν από τη συναρμολόγηση. Οι χαλαρές ακμές και οι μεταλλικές σωματίδια μπορεί να εισέλθουν σε διόδους λαδιού, επιφάνειες σύνδεσης, συστήματα λίπανσης ή υδραυλικά κυκλώματα, ενδεχομένως επηρεάζοντας την καθαρότητα των εξαρτημάτων και τη λειτουργία σε επόμενα στάδια.

Παραδοσιακά, η αφαίρεση ακμών και ο καθαρισμός πραγματοποιούνται σε ξεχωριστές μηχανές, με απαίτηση επιπλέον χειρισμού των τεμαχίων εργασίας και δημιουργώντας ευκαιρίες για επαναμόλυνση. Μια ολοκληρωμένη μηχανή αφαίρεσης ακμών και καθαρισμού συνδυάζει αυτές τις διαδικασίες σε ένα ενιαίο σύστημα, συμβάλλοντας στην απλοποίηση της παραγωγής και στη βελτίωση της συνέχειας της διαδικασίας.

Αυτό το άρθρο εξηγεί τις κύριες μεθόδους αφαίρεσης ακμών, τις τυπικές ακολουθίες διαδικασιών, τα βασικά σενάρια εφαρμογής και τους παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά την επιλογή μιας ολοκληρωμένης λύσης.

1. Γιατί η αφαίρεση ακμών είναι απαραίτητη για την καθαρότητα των εξαρτημάτων

Οι κατεργασίες μηχανικής μπορούν να αφήνουν ακμές γύρω από τις άκρες οπών, τις οξείες γωνίες και τις διασταυρούμενες διόδους. Παρόλο που είναι μικρές, αυτές οι ακμές μπορεί να αποκολληθούν κατά τη συναρμολόγηση ή τη λειτουργία του εξοπλισμού και να μετατραπούν σε ελεύθερους ρύπους.

Σε μπλοκ κινητήρα, κεφαλές κυλίνδρων, σώματα βαλβίδων και άλλα εξαρτήματα με ακριβή μηχανική κατεργασία, τα αποκολληθέντα σωματίδια μπορεί να εισέλθουν στις διόδους λαδιού ή να παραμείνουν στις επιφάνειες σύνδεσης. Η αφαίρεση ακμών είναι συνεπώς ένα σημαντικό βήμα για την προετοιμασία των εξαρτημάτων για τον επόμενο καθαρισμό και τη συναρμολόγηση.

Οι βιομηχανικές απαιτήσεις καθαρότητας μπορεί να αφορούν όχι μόνο τη μάζα και το μέγεθος των υπολειμματικών σωματιδίων, αλλά και την παρουσία μηχανικών ακμών. Τα συγκεκριμένα κριτήρια αποδοχής πρέπει να ορίζονται σύμφωνα με τη λειτουργία του εξαρτήματος και τις τεχνικές απαιτήσεις του πελάτη.

Μία συμβατική διαδικασία παραγωγής χρησιμοποιεί μία μηχανή για την αφαίρεση ακμών και μία άλλη για τον καθαρισμό. Το εξάρτημα πρέπει να μεταφερθεί μεταξύ των δύο αυτών εργασιών, με αποτέλεσμα επιπλέον χειρισμό και συντονισμό της διαδικασίας.

2. Τρεις προκλήσεις από τις χωριστές εργασίες αφαίρεσης ακμών και καθαρισμού

Επιπλέον χειρισμός εξαρτημάτων

Η μεταφορά εξαρτημάτων μεταξύ μηχανών αυξάνει τις απαιτήσεις χειρισμού και μπορεί να δημιουργήσει κίνδυνο κρούσης ή γρατζουνισμάτων, ιδιαίτερα σε επιφάνειες που έχουν υποστεί ακριβή μηχανική κατεργασία.

Πιθανή δευτερογενής μόλυνση

Η αφαίρεση ακμών παράγει μεταλλικά ψίχουλα και σωματίδια. Εάν αυτοί οι ρύποι δεν αφαιρεθούν επαρκώς πριν από το στάδιο καθαρισμού, μπορούν να αυξήσουν το φορτίο καθαρισμού και να θέσουν σε κίνδυνο το επιθυμητό αποτέλεσμα καθαριότητας.

Μεγαλύτερη καταλαμβανόμενη επιφάνεια εξοπλισμού και αυξημένες απαιτήσεις χειρισμού

Δύο χωριστές μηχανές μπορεί να απαιτούν επιπλέον χώρο στο δάπεδο, μεταφορείς, συγκρατητικά και ανθρώπινη παρέμβαση. Ο πραγματικός αντίκτυπος εξαρτάται από τη διάταξη της παραγωγής και το επίπεδο αυτοματοποίησης.

Ένα ενσωματωμένο σύστημα συνδυάζει την αποθρυμμάτιση και τον καθαρισμό σε μία μόνο μηχανή. Το εξάρτημα μπορεί να φορτωθεί μία φορά και να υποβληθεί στη διαμορφωμένη ακολουθία επεξεργασίας χωρίς ενδιάμεση μεταφορά σε ξεχωριστή μηχανή καθαρισμού.

Αυτή η ενσωμάτωση μπορεί να απλοποιήσει τη χειριστική υλικών και να βοηθήσει στη μείωση των ευκαιριών για δευτερογενή μόλυνση, εφόσον η συλλογή των υπολειμμάτων κοπής, η διαχείριση των υγρών και η απόδοση του καθαρισμού έχουν σχεδιαστεί κατάλληλα.

3. Τρεις συνηθισμένες μέθοδοι αφαίρεσης ακμών

Η κατάλληλη μέθοδος αποθρυμμάτισης εξαρτάται από το υλικό του εξαρτήματος, τη γεωμετρία των ακμών, τη διάταξη των οπών, τον όγκο παραγωγής και την απαιτούμενη κατάσταση των ακμών.

Αφαίρεση Ανωμαλιών Με Βούρτσα

Η αποθρυμμάτιση με βούρτσες χρησιμοποιεί βούρτσες τοποθετημένες σε ρομπότ ή άλλο ελεγχόμενο σύστημα εργαλείων για την επεξεργασία καθορισμένων οπών, ακμών και επιφανειών. Προσφέρει ευελιξία για πολύπλοκες γεωμετρίες, ανώμαλες ανοιγμάτων και εξαρτήματα με πολλαπλά σημεία αποθρυμμάτισης.

Ο τύπος του βούρτσισματος, η διαδρομή του εργαλείου, η δύναμη επαφής και ο χρόνος επεξεργασίας πρέπει να επιλεγούν και να επαληθευτούν για το τεμάχιο εργασίας. Υπερβολική ή ακατάλληλη επαφή μπορεί να επηρεάσει τη γεωμετρία της άκρης ή την κατάσταση της επιφάνειας.

Αφαίρεση ακμών με εργαλεία

Ειδικά εργαλεία κοπής μπορούν να κάνουν chamfer ή να αφαιρούν ακμές από τις ακμές συνηθισμένων οπών και άλλων καθορισμένων χαρακτηριστικών. Αυτή η μέθοδος μπορεί να παρέχει συνεπή αποτελέσματα σε σταθερή, υψηλού όγκου παραγωγή, όταν η γεωμετρία των ακμών και η πρόσβαση του εργαλείου ελέγχονται καλά.

Οι στρατηγικές επιλογής και αντικατάστασης εργαλείων πρέπει να λαμβάνουν υπόψη τη φθορά του εργαλείου, τις διαστασιακές απαιτήσεις και τις διαφορές μεταξύ μοντέλων τεμαχίων εργασίας.

Υγρή αποθρυμμάτωση

Το υγρό αφαίρεση ακμών πραγματοποιείται σε κατάλληλο περιβάλλον κοπτικού υγρού ή καθαριστικού υγρού. Ανάλογα με τη διαδικασία και τη σύνθεση του υγρού, το υγρό μπορεί να παρέχει ψύξη και λίπανση, να βοηθά στη μεταφορά των υπολειμμάτων και να μειώνει τον κίνδυνο χρωματικής αλλοίωσης της επιφάνειας λόγω θερμότητας.

Η συμβατότητα του υγρού, η φιλτράριση, η συντήρηση και οι απαιτήσεις για μεταγενέστερο καθαρισμό πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά το σχεδιασμό της διαδικασίας.

Σε πολλές εφαρμογές, ο συνδυασμός μεθόδων προσφέρει την καλύτερη ισορροπία μεταξύ ευελιξίας και αποδοτικότητας της διαδικασίας.

Παράδειγμα εφαρμογής: Ρομποτική αποβολή ακμών σε μπλοκ κινητήρα diesel έξι κυλίνδρων

Ένα ρομποτικό σύστημα αποβολής ακμών για μπλοκ κινητήρα diesel έξι κυλίνδρων χρησιμοποιεί δύο ρομπότ εξοπλισμένα με βούρτσες για την επεξεργασία καθορισμένων οπών και επιφανειών. Ένα ηλεκτρικό άξονα με δυνατότητα αλλαγής εργαλείου υποστηρίζει τη χρήση διαφορετικών βούρτσων, ενώ η υγρή αποβολή ακμών βοηθά στον έλεγχο της θερμότητας και της φθοράς των βούρτσων.

Το αναφοράς σύστημα έχει χρόνο κύκλου περίπου 210 δευτερόλεπτα ανά τεμάχιο και χρησιμοποιεί αυτόματο ρολό κονβέιερ για τη φόρτωση και την εκφόρτωση.

Η κάλυψη αποβολής ακμών περιλαμβάνει τις επάνω και κάτω επιφάνειες, τις μπροστινές και πίσω άκρες, την πλευρά της αντλίας λαδιού, τους αγωγούς λαδιού, τις διαμπερείς οπές του άξονα καμπάν, τις διαμπερείς οπές του άξονα εκκεντροφόρου και τις ανοιγμένες επιφάνειες των κυλίνδρων.

Η πραγματική κάλυψη και ο χρόνος κύκλου εξαρτώνται από το σχέδιο του τεμαχίου, την κατανομή των ακμών, τη διαμόρφωση των εργαλείων και τις απαιτήσεις παραγωγής.

4. Πώς λειτουργεί μια ενσωματωμένη μηχανή αποβολής ακμών και καθαρισμού

Μια τυπική ακολουθία διαδικασιών μπορεί να περιλαμβάνει:

1. Φόρτωση τεμαχίων εργασίας

2. Αφαίρεση ακμών με χρήση βούρτσων, κοπτικών εργαλείων ή συνδυασμού μεθόδων

3. Γενικός καθαρισμός

4. Στοχευμένος καθαρισμός υψηλής πίεσης

5. Πλύση

6. Εκτόξευση αέρα

7. Ξήρανση υπό κενό, όπου απαιτείται

8. Αποφόρτωση τεμαχίου εργασίας

Η αφαίρεση ακμών γίνεται συνήθως πριν από τον τελικό καθαρισμό, επειδή παράγει υλικά από κοπή και σωματίδια που πρέπει να αφαιρεθούν από το εξάρτημα. Η ενσωμάτωση των δύο αυτών εργασιών επιτρέπει στο εξάρτημα να προχωρά απευθείας στον καθαρισμό μετά την αφαίρεση ακμών, μειώνοντας τον ενδιάμεσο χειρισμό.

Η ακριβής ακολουθία εξαρτάται από το εξάρτημα και την επικυρωμένη διαδικασία. Για παράδειγμα, μπορεί να απαιτείται μια αφιερωμένη φάση αφαίρεσης υλικού από κοπή πριν από τον λεπτό καθαρισμό, ενώ η ξήρανση υπό κενό μπορεί να επιλεγεί όταν η γεωμετρία και τα κριτήρια αποδοχής υγρασίας το δικαιολογούν.

Παράδειγμα εφαρμογής: Καθαρισμός και αφαίρεση ακμών μπλοκ κινητήρα επιβατικού αυτοκινήτου

Ένα αναφοράς σύστημα για μπλοκ κινητήρα επιβατικού αυτοκινήτου ενσωματώνει ρομποτική αφαίρεση ακμών με βούρτσες και εργαλεία, καθώς και ταραγμένο καθαρισμό, εντοπισμένο καθαρισμό και καθαρισμό υψηλής πίεσης σε 32 MPa , καθαρισμό με σφράγιση πώματος και ξέπλυμα.

Οι αναφερόμενες παράμετροι εξοπλισμού και διαδικασίας είναι:

Αυτές οι τιμές περιγράφουν μια αναφορά ρύθμισης και όχι εγγυημένη απόδοση για κάθε εξάρτημα. Ο στόχος καθαριότητας, το όριο μεγέθους σωματιδίου, το κριτήριο αποξήρανσης και ο χρόνος κύκλου πρέπει να επαληθευτούν με βάση το πραγματικό εξάρτημα και τη διαδικασία αποδοχής.

Ένα ρυθμιζόμενο εύρος χρόνου κύκλου μπορεί να υποστηρίξει διαφορετικές απαιτήσεις παραγωγής, από σχετικά σύντομους κύκλους για παραγωγή μεγαλύτερου όγκου έως μακρύτερες διαδικασίες για περίπλοκα εξαρτήματα. Ωστόσο, η επιτεύξιμη παραγωγή εξαρτάται από ολόκληρη τη διαδικασία, συμπεριλαμβανομένης της φόρτωσης, της απόφορτωσης, της αλλαγής εργαλείων, της μεταβλητότητας του εξαρτήματος και οποιασδήποτε απαιτούμενης επιθεώρησης.

5. Όπου η ενσωματωμένη αφαίρεση ακμών και ο καθαρισμός είναι πιο χρήσιμοι

Τα ενσωματωμένα συστήματα είναι ιδιαίτερα σχετικά με εξαρτήματα που συνδυάζουν πολύπλοκη γεωμετρία με απαιτητικές προδιαγραφές καθαρότητας.

Κιβώτια κινητήρα και κεφαλές κυλίνδρων: Πολλαπλά τεμνόμενα διαύλια, οπές και μηχανοκατεργασμένες ακμές μπορεί να απαιτούν συντονισμένες εργασίες αφαίρεσης ακμών και καθαρισμού.

Σώματα βαλβίδων και άλλα εξαρτήματα ελέγχου ρευστών: Οι μικρές διαυλώσεις και οι τεμνόμενες οπές καθιστούν σημαντική την αφαίρεση υλικού κοπής και την επαλήθευση της καθαρότητας. Η διαδικασία πρέπει να σχεδιαστεί λαμβάνοντας υπόψη την εσωτερική γεωμετρία του εξαρτήματος και τα κριτήρια αποδοχής.

Γραμμές παραγωγής πολυμοντέλων: Προγραμματιζόμενες διαδρομές ρομπότ και, όπου υποστηρίζεται, αυτόματη αλλαγή εργαλείων ή βούρτσων μπορούν να βοηθήσουν στην προσαρμογή σε διαφορετικές παραλλαγές τεμαχίων.

Ακριβώς μηχανοκατεργασμένα εξαρτήματα: Η μείωση των μεταφορών μεταξύ μηχανημάτων μπορεί να περιορίσει τα βήματα χειρισμού και να μειώσει τον κίνδυνο ακούσιας ζημιάς, παρόλο που παραμένει απαραίτητη η χρήση κατάλληλων συγκρατηρίων και προστατευτικού χειρισμού.

Η Big Bird Industrial παρέχει εξοπλισμό για αποβούρτσισμα και καθαρισμό, ο οποίος χρησιμοποιείται σε εφαρμογές όπως μπλοκ κινητήρα, κεφαλές κυλίνδρων και εκκεντροφόροι άξονες. Η διαμόρφωση της διαδικασίας μπορεί να αναπτυχθεί βάσει της γεωμετρίας του τεμαχίου εργασίας, των θέσεων των ακμών, των απαιτήσεων καθαρότητας, του όγκου παραγωγής και του διαθέσιμου χώρου στο εργοστάσιο.

Συχνές Ερωτήσεις

Ποια είναι τα πλεονεκτήματα του υγρού αποβούρτσισμα έναντι του ξηρού αποβούρτσισμα;

Ο υγρός αποβούρτσισμας μπορεί να παρέχει ψύξη και λίπανση, βοηθώντας έτσι στον έλεγχο της θερμότητας που προκαλείται από την τριβή και τη φθορά των βούρτσων. Μπορεί επίσης να συμβάλλει στην απομάκρυνση των υπολειμμάτων. Τα πραγματικά οφέλη εξαρτώνται από το υγρό, το εργαλείο, το υλικό του τεμαχίου εργασίας και τις ρυθμίσεις της διαδικασίας. Το τελικό αποτέλεσμα της επιφάνειας και η διάρκεια ζωής του εργαλείου πρέπει να επιβεβαιωθούν μέσω δοκιμών στη συγκεκριμένη εφαρμογή.

Πώς πρέπει να επιλέξω μεταξύ αποβούρτσισμα με βούρτσα και αποβούρτσισμα με εργαλείο;

Η αφαίρεση ακμών με βούρτσα είναι συχνά κατάλληλη για πολύπλοκες επιφάνειες, ανώμαλες οπές και εφαρμογές που απαιτούν εύκαμπτες διαδρομές εργαλείων. Εξειδικευμένα κοπτικά εργαλεία μπορούν να είναι αποτελεσματικά για καθορισμένες ακμές οπών και σταθερές, επαναλαμβανόμενες γεωμετρίες. Ορισμένα συστήματα συνδυάζουν και τις δύο προσεγγίσεις και αλλάζουν εργαλεία ανάλογα με την προγραμματισμένη λειτουργία.

Μπορεί να πραγματοποιηθεί καθαρισμός πριν από την αφαίρεση ακμών;

Εάν η διαδικασία αφαίρεσης ακμών παράγει υπολείμματα ή σωματίδια, ο τελικός καθαρισμός θα πρέπει γενικά να ακολουθεί την αφαίρεση ακμών. Ο καθαρισμός πρώτα και η αφαίρεση ακμών αργότερα μπορεί να επανεισαγάγει μολύνσεις στο καθαρισμένο εξάρτημα, με αποτέλεσμα πιθανώς να απαιτηθεί επιπλέον στάδιο καθαρισμού. Διαφορετική σειρά θα πρέπει να χρησιμοποιείται μόνο όταν η διαδικασία έχει σχεδιαστεί ειδικά και επικυρωθεί γι’ αυτό.

Πόσο ευρύ μπορεί να είναι το εύρος του χρόνου κύκλου;

Το εύρος του χρόνου κύκλου εξαρτάται από τη διαμόρφωση του εξοπλισμού, τη γεωμετρία του τεμαχίου εργασίας, τον αριθμό των θέσεων αφαίρεσης ακμών, τα στάδια καθαρισμού και τις απαιτήσεις παραγωγής. Ένα αναφοράς σύστημα μπλοκ κινητήρα επιβατικού αυτοκινήτου έχει ρυθμιζόμενο εύρος χρόνου κύκλου από 20 δευτερόλεπτα έως 20 λεπτά. Αυτό το εύρος δεν πρέπει να ερμηνεύεται ως η επιτεύξιμη παραγωγή για κάθε εξάρτημα ή γραμμή παραγωγής.

Συμπέρασμα

Η συνδυασμένη αφαίρεση ακμών και καθαρισμός σε μία μηχανή μπορούν να μειώσουν την ενδιάμεση χειριστική επεξεργασία, να απλοποιήσουν τη ροή παραγωγής και να βοηθήσουν στον έλεγχο της δευτερογενούς μόλυνσης. Το κλειδί είναι να ταιριάζει η μέθοδος αφαίρεσης ακμών, η σειρά καθαρισμού, η διαχείριση υγρών και τα κριτήρια αποδοχής με το πραγματικό τεμάχιο εργασίας.

Για μπλοκ κινητήρων, κεφαλές κυλίνδρων, άξονες καμπάνας και άλλα ακριβώς μηχανοκατεργασμένα εξαρτήματα, πρέπει να αξιολογηθεί μια ενσωματωμένη λύση χρησιμοποιώντας αντιπροσωπευτικά τεμάχια εργασίας και σαφώς καθορισμένες απαιτήσεις για την αφαίρεση ακμών, την υπολειμματική μόλυνση από σωματίδια, τον χρόνο κύκλου, την αποξήρανση και την ικανότητα παραγωγής.

Big Bird Industrial, πρώην Harbin Shimada Big Bird Industrial Co., Ltd. αναπτύσσει βιομηχανικές λύσεις καθαρισμού και αποξύσματος για εφαρμογές στον αυτοκινητοβιομηχανικό τομέα και στην ακριβή κατασκευή. Η διαμόρφωση του εξοπλισμού μπορεί να προσαρμοστεί στη γεωμετρία του εξαρτήματος, στη διαδικασία παραγωγής και στις απαιτήσεις του πελάτη.