Voivatko terävien reunojen poistaminen ja puhdistus tapahtua samassa koneessa? Integroidut terävien reunojen poistamiseen ja puhdistukseen tarkoitetut ratkaisut

Yleiskatsaus

Koneistuspiikit voivat näyttää merkityksettömmiltä, mutta ne voivat muodostua vakavaksi saastumisen lähteeksi kokoonpanon ja käytön aikana.

Reikien, reunojen ja risteävien kulkukanavien ympärille syntyvät piikit voivat irrota osien käsittelyn tai laitteiston käytön aikana. Kun ne irtoavat, nämä hiukkaset voivat päästä öljykanaviin, hydraulijärjestelmiin tai tarkkoihin vastaavien pintojen alueille.

Perinteisesti piikkien poisto ja puhdistus suoritetaan erillisillä koneilla. Työkappale on siirrettävä piikkien poistoprosessista puhdistusprosessiin, mikä lisää käsittelyä, mahdollisia vaurioita ja uudelleensaastumisen mahdollisuuksia.

Yksi integroitu piikkien poisto- ja puhdistuskone yhdistää kaksi prosessia yhdeksi tuotantosysteemiksi.

Tässä artikkelissa selitetään, miten yhdistetty prosessi toimii, verrataan yleisiä piikkien poistomenetelmiä ja tutkitaan, missä integroitu piikkien poisto- ja puhdistusratkaisu voi tuoda arvoa.

1. Miksi koneistuspiikit ovat saastumisen lähteitä?

Koneistusprosesseissa piikit syntyvät yleensä seuraavien kohtien ympärille:

• Reikien aukeamat
• Koneistetut reunat
• Toisiaan leikkaavat reiät
• Voiteluaukoilta
• Kammiakselin aukot
• Kampiakselin tuenpinnat
• Sylinterilohkon sisäpinnat

Vaikka nämä teräkset ovat pieniä, ne voivat irrota vapaiksi hiukkasiksi myöhempänä kokoonpanovaiheessa tai käytön aikana.

Teräs voi irrota osan käsittelyn yhteydessä ja saastuttaa jo puhdistetun vastinosan pinnan tai öljykanavan. Kiinnitetty teräs voi myös irrota myöhemmin laitteen käytön aikaisen värähtelyn vuoksi.

Moottoreihin, hydraulijärjestelmiin ja muihin tarkkuuskokoonpanoihin käytetyille osille tämä voi suoraan vaikuttaa puhdistustuloksiin.

Tämän seurauksena puhdistusvaatimukset voivat koskea paitsi jäljelle jäävää saastumista painon perusteella, myös terästen poistoa ja hiukkasten muodostumista .

Tyypillinen tuotantoprosessi on:

Terästen poistokone → Siirto → Puhdistuskone

Yhdennetty järjestelmä muuttaa tämän seuraavaksi:

Terkkaus → Puhdistus → Kuivatus

saman laitteiston sisällä.

2. Kolme ongelmaa erillisissä terkkaus- ja puhdistusprosesseissa

2.1 Lisätyöpalan siirto

Komponentin on siirrettävä kahden koneen välillä.

Tarkkuuskoneteollisuudessa valmistettujen komponenttien lisäkäsittely voi lisätä seuraavien riskiä:

• Pinnan vaurioita
• Törmäys tai isku
• Sijoitusvirheille
• Lisäkäsittely käsin

Tarpeeton siirto voidaan vähentää, mikä yksinkertaistaa materiaalivirtaa.

2.2 Uudelleensaastuminen

Terävien reunojen poisto itse aiheuttaa lastuja, terävien reunojen palasia ja hienojästä metallihiukkasia.

Jos näitä jäämiä ei poisteta tehokkaasti ennen seuraavaa prosessia, ne voivat lisätä saastumisen määrää, joka pääsee puhdistusprosessiin.

Integroidulla koneella työkappale voi siirtyä suoraan puhdistusprosessiin terävien reunojen poiston jälkeen.

2.3 Lisätilaa ja investointeja

Kaksi erillistä konetta vaatii erilliset sijoitustilat ja yleensä myös lisäsiirtolaitteita, välimuisteja ja työntekijöiden osallistumista.

Integroitu järjestelmä voi yhdistää nämä toiminnot yhdeksi tuotantosoluksi, riippuen vaaditusta prosessikonfiguraatiosta.

3. Kolme yleistä terävien reunojen poistomenetelmää

Eri komponenttien geometriat vaativat erilaisia terävien reunojen poistotapoja.

Harjalla kiilojen poisto

Robotti kuljettaa harjaa käsitteläkseen yksittäisiä reikiä, reunavia ja muita määriteltyjä alueita.

Harjausnuristus tarjoaa suurta joustavuutta ja on erityisen sopiva:

• Monimutkaiset pintojen
• Epäsäännöllisille reiänaukoille
• Monille komponenttiversioille
• Suurelle määrälle nuristuskohtia

Robottipohjainen harjausnuristus mahdollistaa työkalun liikeradan ohjelmoimisen komponentin geometrian mukaan.

Työkalupohjainen terävyyden poisto

Erityisiä leikkuutyökaluja voidaan käyttää säännöllisten reiänaukkojen kärjistämiseen tai raapaisemiseen.

Verrattuna harjausnuristukseen työkalupohjainen käsittely voi tarjota korkeampaa tasalaatuisuutta ja tehokkuutta, kun:

• Reiän geometria on vakaa
• Tuotantomäärä on suuri
• Nuristuspaikat on selkeästi määritelty

Kostea teroittaminen

Kostea terästys suoritetaan leikkuunesteen tai puhdistusnesteen ympäristössä.

Neste tarjoaa voitelua ja jäähdytystä harjauksen aikana ja voi auttaa vähentämään kitkan ja lämmön aiheuttamaa pinnan värjäytymisen riskiä.

Se voi myös auttaa pidentämään harjan käyttöikää.

Todellisissa tuotantojärjestelmissä näitä menetelmiä ei välttämättä tarvitse käyttää erillisinä. Harja- ja työkalupohjaista terästä voidaan yhdistää komponentin geometrian ja terästen ominaisuuksien mukaan.

4. Esimerkki: Kuusisylinterisen dieselmoottorin lohkon robottiterästäminen

Edustava kuusisylinterisen dieselmoottorin lohkon terästysjärjestelmä käyttää kahta robottia, joissa on harjat suorittaakseen joustavaa terästämistä määritellyillä pinnoilla ja rei’illä.

Vaihdettavan työkalun sähköinen pyörivä akseli mahdollistaa useiden erilaisten harjojen käytön samalla akselilla.

Järjestelmä käyttää myös kostea teroittaminen pinnan mustenemisen riskin vähentämiseksi ja harjan käyttöiän pidentämiseksi.

Avainparametrit

• Cykliaika: 210 sekuntia/kappale
• Lataus/purkaminen: Automaattinen rullakonvejöri
• Terävien reunojen poistomenetelmä: Kaksi robottiharjajärjestelmää
• Työkalujärjestelmä: Vaihdettava harjakonfiguraatio sähkömoottoripyörivällä akselilla
• Valmistusprosessi: Kostea teroittaminen
• Teroituksen kattavuus: Yläpinta, alapinta, etu- ja takapinnat, öljypumpun puoli, öljynkuljetusaukot, kammenakselin reiät, kampiakselin reiät ja sylinterin reiät

Tämä konfiguraatio havainnollistaa, miksi robottideburrointi on erityisen hyödyllistä moottorikoteloille, joissa on suuri määrä koneistettavia piirteitä.

5. Yhdistetty deburrointi ja puhdistusprosessi

Tyypillinen yhdistetty tuotantosarja on:

Lataus → Deburrointi → Kokonaispuhdistus → Kohdennettu korkeapaineinen puhdistus → Pesu → Ilmapuhallus → Tyhjiökuivatus → Purkaminen

Järjestys on tärkeä.

Deburrointi on tehtävä ennen lopullista puhdistusta.

Deburrointi tuottaa siruja ja koneistusjätteitä. Jos komponentti puhdistettaisiin ensin ja deburrointi tehtäisiin vasta sen jälkeen, uudet jätteet voisivat jäädä jo puhdistettuille pinnoille.

Tämä aiheuttaisi uuden saastumissyklin ja mahdollisesti vaatisi toisen puhdistustoimenpiteen.

Yhdistämisen keskeinen etu ei siis ole pelkästään yhden koneen säästö.

Se on kyky luoda jatkuva prosessi:

Terästen poisto → Välitön puhdistus → Kuivatus

jotta terästen poiston aikana syntyneet hiukkaset poistetaan ennen kuin komponentti jättää tuotantosolun.

6. Esimerkki: Henkilöauton moottorin kotelon puhdistus- ja terästen poistokone

Edustava henkilöauton moottorin kotelon järjestelmä yhdistää robottipohjaisen puhdistuksen sekä harja- että työkalupohjaiseen terästen poistoon.

Puhdistusprosessi sisältää:

• Turbulentti kokonaispuhdistus
• Kohdennettu puhdistus
• 32 MPa:n korkeapaineinen puhdistus
• Painepohjainen puhdistus
• Huuhteleminen
• Kuivatus

Laitteistoon on myös integroitu robottipohjainen harja- ja työkaluterästen poisto.

Avainparametrit

• Laitteen koko: Noin 10 × 7 × 4,5 m
• Säädettävä kiertoaika: 20 sekuntia–20 minuuttia
• Siistius: ≤1–5 mg
• Pääöljykanavan hiukkasen koko: ≤600 μm
• Kuivatus: Ei näkyviä vesijälkiä
• Jäähdytys: Työkappaleen lämpötila ≤ ympäristön lämpötila ±3 °C purkutilanteessa

Leveä 20 sekunnin–20 minuutin säädettävä kiertoaika on erityisen merkityksellinen joustavan valmistuksen kannalta.

Yksittäinen konekonfiguraatio voi sopeutua eri tuotantotapoja, alhaisemmasta monimuotoisesta tuotannosta korkeampavolyyminen yksikomponenttinen tuotanto, kunhan laitekonfiguraatio ja tuotantovaatimukset ovat yhteensopivia.

7. Missä integroidut terävien reunojen poisto- ja puhdistuskoneet ovat sovellettavia?

Monimutkaiset reikäkuvioiset komponentit

Moottorikannet, sylinteripäät, venttiilikunnat ja vastaavat komponentit voivat sisältää kymmeniä tai jopa satoja koneistuspiirteitä.

Manuaalinen terävien reunojen poisto vaikeutuu yhä enemmän reikä- ja reunamäärän kasvaessa.

Robottijärjestelmät voivat tarjota ohjelmoitavaa ja toistettavaa käsittelyä.

Korkean puhtausvaatimuksen komponentit

Porakkeet ovat itseään saastelähteenä.

Puhdistuksen integroiminen heti porakkeiden poiston jälkeen vähentää aikaa, jonka aikana uudet hiukkaset pysyvät komponentissa.

Monimuuttujatuotanto

Ohjelmoitavat robotit vaihtoehtoisilla harjoilla ja työkaluilla voivat tukea useita eri komponenttivaihtoehtoja.

Tämä on erityisen hyödyllistä, kun useat osanumerot jakavat saman tuotantolinjan.

Tarkkuuskoneteidut komponentit

Välivaiheiden käsittelyn vähentäminen voi auttaa vähentämään törmäys- tai naarmuvaaran koneistuksen jälkeen.

Tarkka hyöty riippuu komponentin geometriasta ja tuotantosolun asettelusta.

8. Kuinka valita harja- vai työkalupohjainen porakkeiden poisto?

Yhtä ainoaa porakkeiden poistomenetelmää ei ole olemassa, joka soveltuisi kaikkiin komponentteihin.

Harjalla kiilojen poisto on yleensä joustavampi ja sopii monimutkaisille pinnoille, epäsäännöllisille aukkoille ja useita vaihtoehtoja sisältävälle tuotannolle.

Työkalupohjainen terävyyden poisto takaa korkean tarkkuuden ja tehokkuuden, kun reiän muoto on säännöllinen ja tuotanto-olosuhteet ovat vakaita.

Joihinkin sovelluksiin molempia menetelmiä voidaan käyttää yhdessä.

Sähkömoottoripäässä, jossa on vaihdettavia harjoja ja työkaluja, järjestelmä voi siirtyä eri terästystoimenpiteisiin ohjelmoitujen prosessien mukaan.

Sopiva konfiguraatio tulisi määrittää seuraavien perusteella:

• Reunan sijainti
• Teräksen koko
• Reiän muoto
• Osan materiaali
• Pintaedellytykset
• Tuotannon määrä
• Komponenttivaihtoehtojen lukumäärä
• Vaadittu kiertoaika

UKK

Voivatko terästyminen ja puhdistus todella suorittaa samassa koneessa?

Kyllä.

Yhdistetty terästämisen ja puhdistamisen järjestelmä voi yhdistää terästämisen, puhdistamisen, kohdennetun korkeapaineisen puhdistamisen, huuhtelun, kuivauksen ja muut vaaditut prosessit yhden tuotantosolun sisälle.

Tarkka prosessijärjestys riippuu komponentista ja puhdistusvaatimuksista.

Mitkä ovat kostean terästämisen edut?

Kostea terästäminen käyttää leikkuunestettä tai puhdistusnestettä terästämistoiminnon aikana.

Pääedut ovat kitkasta johtuvan pinnan värjäytymisen vähentäminen sekä voitelu ja jäähdytys, jotka voivat myös auttaa pidentämään harjan käyttöikää.

Tarkka neste ja prosessiehdot tulisi valita komponentin materiaalin ja tuotantovaatimusten mukaan.

Käytetäänkö harjaterästämistä vai työkaluterästämistä?

Harjaterästäminen tarjoaa suurempaa joustavuutta ja soveltuu monimutkaisille pinnoille ja epäsäännöllisille rei’ille.

Työkaluterästäminen tarjoaa yleensä korkeampaa tasalaatuisuutta ja tehokkuutta säännöllisten reikämuotojen ja vakaiden suurten tuotantomäärien yhteydessä.

Jotkut tuotantojärjestelmät yhdistävät molemmat menetelmät ja vaihtavat automaattisesti työkaluja ohjelmoitujen prosessien mukaan.

Voiko prosessijärjestystä kääntää?

Integroidussa terävyyden poisto- ja puhdistusprosessissa terävyyden poisto tulisi normaalisti suorittaa ennen lopullista puhdistusta.

Terävyyden poisto tuottaa hiukkasia. Jos terävyyden poisto tehtäisiin lopullisen puhdistuksen jälkeen, nämä hiukkaset saattaisivat saastuttaa puhdistetun komponentin ja mahdollisesti vaatisivat lisäpuhdistusvaiheen.

Kuinka laaja voi olla kiertoaika-alue?

Saavutettavissa oleva alue riippuu laitteiston konfiguraatiosta ja prosessivaatimuksista.

Edustavan henkilöautojen moottorilohkon puhdistus- ja terävyyden poistojärjestelmän säädettävä kiertoaika-alue on 20 sekuntia–20 minuuttia .

Näin laaja alue voi tukea erilaisia tuotantovaatimuksia, erityisesti joustavia tuotantolinjoja, jotka käsittelevät useita komponenttiversioita.

Yhteenveto

Terävyyden poistoa ja puhdistusta ei välttämättä tarvitse käsitellä kahdena täysin erillisenä tuotantoprosessina.

Moottorilohkojen, sylinteripäiden, venttiilikuntien ja muiden monimutkaisten koneistettujen komponenttien osalta integrointi robottideburrointi + teollinen puhdistus voi vähentää välillistä käsittelyä, poistaa juuri syntyneet hiukkaset välittömästi ja yhdistää useita prosesseja yhdeksi tuotantosoluksi.

Harjadeburrointia, työkalupohjaista deburrointia ja kosteaa deburrointia voidaan myös yhdistää komponentin geometrian, terävien reunojen ominaisuuksien, materiaalin, tuotantomäärän ja puhtausvaatimusten mukaan.

Sovelluksissa, joissa vaaditaan sekä terävien reunojen poistoa että korkeaa puhtaustasoa, integroitu deburrointi- ja puhdistuskone tarjoaa keinon yhdistää nämä kaksi prosessia jatkuvaksi tuotantotyönkulkuksi.