Voivatko terävien reunojen poisto ja puhdistus tapahtua samassa koneessa? Yhdistetty terävien reunojen poisto- ja puhdistusratkaisu

Yleiskatsaus

Työstöprosessissa syntyneet kierteet voivat aiheuttaa toissijaisen saastumisen, jos ne eivät poisteta ennen kokoonpanoa. Irtonaiset kierteet ja metallihiukkaset voivat päästä öljykanaviin, liitospintoihin, voitelujärjestelmiin tai hydraulipiireihin, mikä voi vaikuttaa komponenttien puhtauteen ja jälkikäsittelyvaiheisiin.

Perinteisesti kierteiden poisto ja puhdistus suoritetaan erillisillä koneilla, mikä edellyttää lisätyötä työkappaleiden käsittelyssä ja lisää mahdollisuutta uudelleensaastumiselle. Integroitu kierteiden poistoa ja puhdistusta suorittava kone yhdistää nämä prosessit yhdeksi kokonaisuudeksi, mikä auttaa yksinkertaistamaan tuotantoprosessia ja parantamaan prosessin jatkuvuutta.

Tässä artikkelissa käsitellään pääasiallisia terästämismenetelmiä, tyypillisiä prosessijärjestyksiä, keskeisiä sovelluskohteita ja näkökohtia, jotka on otettava huomioon valittaessa integroitu ratkaisu.

1. Miksi terästen poisto on välttämätöntä komponenttien puhtaudesta

Koneistusoperaatiot voivat jättää teräksiä reikien reunalle, teräviin kulmiin ja risteäviin kulkutieihin. Vaikka teräkset ovat pieniä, ne voivat irrota kokoonpanon aikana tai laitteen käytön aikana ja muodostaa löysän saasteen.

Moottorilohkoissa, sylinteripäissä, venttiilikunnossa ja muissa tarkkakoneistetuissa komponenteissa irronneet hiukkaset voivat päästä öljykanaviin tai jäädä liitospintojen päälle. Terästen poisto on siis tärkeä vaihe komponenttien valmistelussa seuraavaa puhdistusta ja kokoonpanoa varten.

Teollisen puhtaustason vaatimukset voivat koskea paitsi jäljelle jäävien hiukkasten massaa ja kokoa myös koneistusterästen esiintymistä. Tarkat hyväksyntäkriteerit on määriteltävä komponentin toiminnan ja asiakkaan teknisten vaatimusten perusteella.

Perinteinen tuotantoprosessi käyttää yhtä konetta terävien reunojen poistoon ja toista konetta puhdistukseen. Työkappale on siirrettävä kahden operaation välillä, mikä lisää käsittelyä ja prosessien koordinaatiota.

2. Kolme erillisten terävien reunojen poisto- ja puhdistusoperaatioiden haastetta

Lisätyökappalekäsittely

Komponenttien siirtäminen koneiden välillä lisää käsittelyvaatimuksia ja voi aiheuttaa iskun tai naarmuuntumisen riskin, erityisesti tarkkuuskoneteollisuudessa valmistettujen pintojen osalta.

Mahdollinen toissijainen saastuminen

Terävien reunojen poisto tuottaa metallihiukkasia ja jätteitä. Jos näitä saasteita ei poisteta riittävästi ennen puhdistusvaihetta, ne voivat lisätä puhdistusta kuormittavaa työmäärää ja vaarantaa tavoitellun puhtaustuloksen.

Suurempi laitteiston vaatima alue ja käsittelyvaatimukset

Kaksi erillistä konetta voi vaatia lisätilaa, kuljetusnauhoja, kiinnikkeitä ja työntekijöiden osallistumista. Todellinen vaikutus riippuu tuotantolaitoksen suunnittelusta ja automaation tasosta.

Yhdistetty järjestelmä yhdistää terästen poiston ja puhdistuksen yhdeksi koneeksi. Työkappale voidaan ladata kerran ja käsitellä määritellyssä järjestyksessä ilman välisiä siirtoja erilliseen puhdistuskoneeseen.

Tämä yhdistäminen voi yksinkertaistaa materiaalin käsittelyä ja vähentää toissijaisen saastumisen mahdollisuuksia, mikäli lastun keruu, nesteiden hallinta ja puhdistusteho on suunniteltu asianmukaisesti.

3. Kolme yleistä terävien reunojen poistomenetelmää

Sopiva terästen poistomenetelmä riippuu työkappaleen materiaalista, terästen muodosta, reikäkonfiguraatiosta, tuotantomäärästä ja vaaditusta reunaehtosta.

Harjalla kiilojen poisto

Harjaterästen poisto käyttää robottia tai muuta ohjattua työkalujärjestelmää, johon on asennettu harjoja käsiteltävien reikien, reunojen ja pintojen käsittelyyn. Se tarjoaa joustavuutta monimutkaisille geometrioille, epäsäännölisille aukoille ja komponenteille, joissa on useita terästen poistokohtia.

Harjan tyyppi, työkalun liikerata, kosketusvoima ja käsittelyaika on valittava ja vahvistettava työkappaleelle. Liiallinen tai epäasianmukainen kosketus voi vaikuttaa reunan muotoon tai pinnan laatuun.

Työkalupohjainen terävyyden poisto

Erityisesti suunnitellut leikkuutyökalut voivat viistää tai poistaa teräkset tavallisista rei’istä ja muista määritellyistä piirteistä. Tätä menetelmää voidaan käyttää saavuttamaan yhtenäisiä tuloksia vakaiden, suurten sarjojen tuotannossa, kun teräksen muoto ja työkalun pääsy ovat hyvin hallittuja.

Työkalujen valinta ja vaihtostrategiat pitäisi ottaa huomioon työkalujen kulumisen, mitallisten vaatimusten ja eri työkappalemallien väliset erot.

Kostea teroittaminen

Kostealla terästenpoistolla (wet deburring) työskennellään sopivassa leikkuunesteessä tai puhdistusnesteessä. Prosessin ja nesteen koostumuksen mukaan neste voi toimia jäähdyttimenä ja voiteluaineena, auttaa poistamaan jätteitä ja vähentää lämpöön liittyvän pinnan värjäytymisen riskiä.

Nesteen yhteensopivuus, suodatus, huolto ja mahdolliset seuraavat puhdistusvaatimukset on otettava huomioon prosessisuunnittelussa.

Monissa sovelluksissa menetelmien yhdistäminen tarjoaa parhaan tasapainon joustavuuden ja prosessitehokkuuden välillä.

Sovellusesimerkki: Robottideburring kuusisylinterisen dieselmoottorin lohkolla

Kuusisylinterisen dieselmoottorin lohkon robottideburring-järjestelmä käyttää kahta robottia, joissa on harjat käsittellemään määriteltyjä reikiä ja pintoja. Työkalunvaihtokykyinen sähköinen pyörivä akseli mahdollistaa erilaisten harjojen käytön, kun taas kostea deburring auttaa hallitsemaan lämpöä ja harjan kulumista.

Viitereferenssijärjestelmän sykliaika on noin 210 sekuntia kohdetta kohden ja se käyttää automaattista rullakuljetinta lastaukseen ja purkamiseen.

Deburring-kattavuus sisältää ylä- ja alapinnat, etu- ja takapinnat, öljypumpun puolen, öljykanavat, kammiakselin poraukset, kampiakselin poraukset ja sylinteriporaukset.

Todellinen kattavuus ja syklaika riippuvat työkappaleen suunnittelusta, teräspäiden jakautumisesta, työkalukonfiguraatiosta ja tuotantovaatimuksista.

4. Kuinka integroitu deburring- ja pesukone toimii

Tyypillinen prosessijärjestys voi sisältää:

1. Työkappaleen lataus

2. Terästystä harjoilla, leikkuutyökaluilla tai menetelmien yhdistelmällä

3. Yleinen puhdistus

4. Kohdattu korkeapaineinen puhdistus

5. Huuhteleminen

6. Ilmapuhallus

7. Pumpulla kuivattava kuivatus, jos vaaditaan

8. Työkappaleen purku

Terästys suoritetaan yleensä lopullisen puhdistuksen ennen, koska se tuottaa lastuja ja hiukkasia, jotka on poistettava työkappaleesta. Kahden toiminnon integrointi mahdollistaa sen, että komponentti siirtyy suoraan puhdistukseen terästyksen jälkeen, mikä vähentää välivaiheita käsittelyssä.

Tarkka järjestys riippuu komponentista ja validoidusta prosessista. Esimerkiksi erillinen lastujen poistovaihe saattaa olla tarpeen ennen tarkkaa puhdistusta, kun taas pumpulla kuivattava kuivatus voidaan valita, kun geometria ja kosteuden hyväksyntävaatimukset perustelevat sen käytön.

Sovellusesimerkki: Henkilöauton moottorilohkon puhdistus ja terästys

Henkilöauton moottorilohkoja varten suunniteltu viitejärjestelmä integroi robottiharja- ja työkaluterästyksen sekä turbulentin puhdistuksen, kohdennetun puhdistuksen ja korkeapainepuhdistuksen 32 MPa , tukkimispuhdistuksen ja huuhtelun.

Ilmoitetut laitteet ja prosessiparametrit ovat:

Nämä arvot kuvaavat viitekonfiguraatiota eivätkä takaa suorituskykyä jokaiselle työkappaleelle. Puhdistustavoitteen, hiukkaskoon rajoituksen, kuivumiskriteerin ja kiertonajan on oltava yhdenmukaisia todellisen komponentin ja hyväksyntämenettelyn kanssa.

Säädettävä kiertoaikaväli mahdollistaa erilaisten tuotantovaatimusten täyttämisen: suhteellisen lyhyet kierrot korkean tuotantonopeuden valmistukseen ja pidemmät kierrot monimutkaisempiin komponentteihin. Saavutettava tuotos riippuu kuitenkin koko prosessista, johon kuuluvat lataus, purkaminen, työkalujen vaihto, työkappaleiden vaihtelu ja mahdollinen tarkastus.

5. Missä integroitu terävien reunojen poisto ja puhdistus ovat eniten hyödyllisiä

Integroidut järjestelmät ovat erityisen merkityksellisiä komponenteille, jotka yhdistävät monimutkaisen geometrian vaativiin puhdistusvaatimuksiin.

Moottorilohkot ja sylinteripää: Useat toisiaan leikkaavat kulkukäytävät, poraustulpat ja koneistetut reunat voivat vaatia koordinoituja terävyydenpoisto- ja puhdistustoimintoja.

Venttiilikunnat ja muut nesteenohjauskomponentit: Pienet kulkukäytävät ja toisiaan leikkaavat reiät tekevät lastunpoiston ja puhtauden varmistamisen tärkeäksi. Prosessi on suunniteltava komponentin sisäisen geometrian ja hyväksyntäkriteerien perusteella.

Monimalliset tuotantolinjat: Ohjelmoitavat robottipolut ja tarvittaessa automaattiset työkalu- tai harjavaihdot voivat auttaa eri työkappalevarianttien käsittelyssä.

Tarkkuuskoneistetut komponentit: Koneiden välisen siirron vähentäminen voi rajoittaa käsittelyvaiheita ja alentaa tahattoman vaurioitumisen riskiä, vaikka sopivat kiinnityslaitteet ja suojaava käsittely pysyvätkin välttämättöminä.

Big Bird Industrial tarjoaa teräspuhtauden poistoon ja puhdistukseen tarkoitettuja laitteita, joita voidaan käyttää esimerkiksi moottorilohkojen, sylinteripäiden ja kammenakselien käsittelyyn. Prosessin konfiguraatio voidaan suunnitella työkappaleen geometrian, teräspuhtauden sijainnin, saastumisvaatimusten, tuotantomäärän ja saatavilla olevan teollisuustilan perusteella.

Usein kysytyt kysymykset

Mitkä ovat kostean teräspuhtauden poiston edut kuivaa menetelmää vastaan?

Kostea teräspuhtauden poisto voi tarjota jäähdytystä ja voitelua, mikä auttaa hallitsemaan kitkasta aiheutuvaa lämpöä ja harjan kulumista. Se voi myös auttaa epäpuhtauksien poistamisessa. Todelliset edut riippuvat käytetystä nesteestä, työkalusta, työkappaleen materiaalista ja prosessiasetuksista. Pintalaatu ja työkalun kesto on varmistettava sovellustestausten avulla.

Miten valitsen harjalla tapahtuvan teräspuhtauden poiston ja työkalupohjaisen teräspuhtauden poiston välillä?

Harjauspoisto sopii usein monimutkaisille pinnoille, epäsäännöllisille aukoilloille ja sovelluksille, joissa vaaditaan joustavia työkalupolkuja. Erityisesti suunnitellut leikkaustyökalut voivat olla tehokkaita määritellyille reunoille ja vakaille, toistettaville geometrioille. Jotkin järjestelmät yhdistävät molemmat lähestymistavat ja vaihtavat työkaluja ohjelmoitujen toimintojen mukaan.

Voiko puhdistuksen suorittaa ennen karvapoisua?

Jos karvapoisutoimenpiteen yhteydessä syntyy lastuja tai hiukkasia, lopullinen puhdistus tulisi yleensä suorittaa karvapoisun jälkeen. Puhdistaminen ensin ja karvapoisu sen jälkeen voi levittää saastumia uudelleen puhdistetulle komponentille, mikä saattaa edellyttää toista puhdistusvaihetta. Eri järjestystä tulisi käyttää vain silloin, kun prosessi on erityisesti suunniteltu ja validoitu tähän tarkoitukseen.

Kuinka laaja voi olla kiertoaika-alue?

Kiertoaikaväli riippuu laitteiston konfiguraatiosta, työkappaleen geometriasta, kierrätyspaikkojen määrästä, puhdistusvaiheista ja tuotantovaatimuksista. Yhden viitehenkilöautojen moottorilohkon järjestelmän säädettävä kiertoaikaväli on 20 sekuntia–20 minuuttia. Tätä väliä ei tule tulkita saavutettavaksi tuottotuloksena kaikille komponenteille tai tuotantolinjoille.

Yhteenveto

Kierrätyksen ja puhdistuksen yhdistäminen yhdeksi koneeksi voi vähentää välillistä käsittelyä, yksinkertaistaa tuotantoprosessia ja auttaa hallitsemaan toissijaista kontaminaatiota. Avainasemassa on sovittaa kierrätysmenetelmä, puhdistusjärjestys, nesteiden hallinta ja hyväksyntäkriteerit todelliseen työkappaleeseen.

Moottorilohkojen, sylinteripäiden, kammojen ja muiden tarkkuusmuokattujen komponenttien osalta integroitua ratkaisua tulisi arvioida edustavien työkappaleiden avulla sekä selkeästi määriteltyjen vaatimusten perusteella kierrätyksen poistamiselle, jäännösosasten kontaminaatiolle, kiertoaikalle, kuivaukselle ja tuotantokapasiteetille.

Big Bird Industrial, entinen Harbin Shimada Big Bird Industrial Co., Ltd. kehittää teollisia puhdistus- ja terävien reunojen poisto-ratkaisuja auto- ja tarkkuustuotantosovelluksiin. Laitteiston konfiguraatiota voidaan mukauttaa komponentin geometriaan, tuotantoprosessiin ja asiakkaan vaatimuksiin.