Pot fi efectuate deburarea și curățarea într-o singură mașină? Soluții integrate de deburare și curățare

Prezentare generală

Burrurile rezultate în urma prelucrării mecanice pot părea nesemnificative, dar pot deveni o sursă serioasă de contaminare în timpul asamblării și al funcționării.

Burrurile generate în jurul găurilor, muchiilor și al trecerilor intersectate pot cădea în timpul manipulării componentelor sau al funcționării echipamentului. Odată detașate, aceste particule pot pătrunde în canalele de ulei, în sistemele hidraulice sau pe suprafețele de contact precise.

Tradițional, eliminarea burrurilor și curățarea se efectuează pe mașini separate. Semifabricatul trebuie transferat de la procesul de eliminare a burrurilor la cel de curățare, ceea ce implică manipulări suplimentare, riscuri de deteriorare și posibilități de recontaminare.

Un mașină integrată de eliminare a burrurilor și curățare combine cele două procese într-un singur sistem de producție.

Acest articol explică modul de funcționare al procesului combinat, compară metodele obișnuite de eliminare a burrurilor și analizează domeniile în care o soluție integrată de eliminare a burrurilor și curățare poate aduce valoare.

1. De ce constituie burrurile rezultate în urma prelucrării mecanice o sursă de contaminare?

Procesele de prelucrare mecanică generează frecvent burruri în jurul:

• Deschiderilor găurilor
• Muchii prelucrate mecanic
• Găuri intersectate
• Canalele de ulei
• Alezi pentru arborele cu came
• Aleziuni pentru arborele cu manivele
• Aleile cilindrilor

Deși aceste bavuri sunt mici, ele pot deveni particule libere în timpul asamblării ulterioare sau al funcționării.

O bavură se poate desprinde în timpul manipulării componentei și poate contamina o suprafață de contact deja curățată sau un canal de ulei. O bavură ferm atașată poate, de asemenea, să se desprindă ulterior datorită vibrațiilor apărute în timpul funcționării echipamentului.

Pentru componente utilizate în motoare, sisteme hidraulice și alte ansambluri de precizie, acest lucru poate afecta direct performanța privind curățenia.

Ca urmare, specificațiile privind curățenia pot aborda nu doar contaminarea reziduală exprimată în greutate, ci și cerințe referitoare la eliminarea bavurilor și generarea de particule .

Un traseu obișnuit de producție este:

Mașină de debavurat → Transfer → Mașină de curățare

Un sistem integrat schimbă acest lucru în:

Deburrare → Curățare → Usucare

în aceeași echipamentă.

2. Trei probleme legate de deburrare și curățare separate

2.1 Transfer suplimentar al pieselor

Componenta trebuie transferată între două mașini.

Pentru componentele prelucrate cu precizie, manipularea suplimentară poate crește riscul de:

• Deteriorare a suprafeței
• Coliziune sau impact
• Erori de poziționare
• Manipulare manuală suplimentară

Reducerea transferurilor inutile poate simplifica fluxul de materiale.

2.2 Recontaminarea

Deburrarea în sine generează așchii, fragmente de bavură și particule metalice fine.

Dacă aceste reziduuri nu sunt eliminate eficient înainte de procesul următor, pot crește sarcina de contaminare care intră în operația de curățare.

Cu o mașină integrată, piesa de prelucrat poate intra imediat în procesul de curățare după deburrare.

2.3 Spațiu suplimentar pe podea și investiție

Două mașini independente necesită amprente separate și, de obicei, echipamente suplimentare de transfer, dispozitive tampon și implicarea operatorului.

Un sistem integrat poate consolida aceste funcții într-o singură celulă de producție, în funcție de configurația procesului necesară.

3. Trei metode comune de deburrare

Geometriile diferite ale componentelor necesită abordări diferite de deburrare.

Debavurare cu perii

Un robot deține o perie pentru a prelucra deschiderile individuale ale găurilor, marginile și alte zone specificate.

Dezburarea cu perie oferă o mare flexibilitate și este deosebit de potrivită pentru:

• Suprafețe complexe
• Deschideri neregulate ale găurilor
• Multiple variante de componente
• Un număr mare de locații de dezburare

Dezburarea cu perie bazată pe robot permite programarea traseului sculei în funcție de geometria componentei.

Debarasarea bazată pe unelte

Scule de tăiere specializate pot fi utilizate pentru calibrarea sau răzuirea deschiderilor regulate ale găurilor.

În comparație cu dezburarea cu perie, prelucrarea cu sculă poate oferi o consistență și o eficiență superioare atunci când:

• Geometria găurilor este stabilă
• Volumul de producție este ridicat
• Locațiile de dezburare sunt clar definite

Deburrizare umedă

Debarasarea în umed se realizează într-un mediu cu lichid de tăiere sau lichid de curățare.

Lichidul asigură lubrifierea și răcirea în timpul prelucrării cu perie și poate contribui la reducerea riscului de decolorare a suprafeței cauzată de frecare și căldură.

De asemenea, poate ajuta la prelungirea duratei de funcționare a periilor.

În sistemele reale de producție, aceste metode nu trebuie neapărat să fie utilizate independent. Debarasarea cu perie și cea bazată pe scule pot fi combinate în funcție de geometria componentei și de caracteristicile burlanelor.

4. Exemplu: Debarasarea robotică a unui bloc motor diesel cu șase cilindri

Un sistem reprezentativ de debarasare a blocului motor diesel cu șase cilindri utilizează doi roboți echipați cu perii pentru a efectua o debarasare flexibilă pe suprafețele și găurile specificate.

Un ax electric cu scule înlocuibile permite utilizarea mai multor configurații de perii cu același ax.

Sistemul folosește, de asemenea, deburrizare umedă pentru a reduce riscul de întunecare a suprafeței și pentru a contribui la prelungirea duratei de viață a periei.

Parametri cheie

• Timp de ciclu: 210 secunde/piesă
• Încărcare/Descărcare: Conveieroară automată cu roluri
• Metodă de deglazare: Două sisteme robotizate de periere
• Sistem de scule: Configurație de perie înlocuibilă cu ax electric
• Proces: Deburrizare umedă
• Acoperire deburrizare: Suprafața superioară, suprafața inferioară, fețele frontale și cele posterioare, partea pompei de ulei, deschiderile pentru trecerea uleiului, alezajele pentru arborele cu came, alezajele pentru arborele cotit și deschiderile alezajelor cilindrilor

Această configurație demonstrează de ce deburarea robotică este deosebit de utilă pentru blocurile de motor care prezintă un număr mare de caracteristici prelucrate.

5. Proces integrat de deburare și curățare

O secvență tipică de producție integrată este:

Încărcare → Deburare → Curățare generală → Curățare țintită cu presiune ridicată → Clătire → Suflare cu aer → Usicare în vid → Descărcare

Secvența este importantă.

Deburarea trebuie efectuată înainte de curățarea finală.

Deburarea generează fragmente de bavură și particule provenite din prelucrare. Dacă piesa ar fi curățată mai întâi, apoi deburată, particulele nou generate ar putea rămâne pe suprafețele deja curățate.

Acest lucru ar crea un nou ciclu de contaminare și ar putea necesita o altă operațiune de curățare.

Avantajul esențial al integrării nu constă, așadar, doar în economisirea unei mașini.

Constă în capacitatea de a stabili un proces continuu:

Deglazare → Curățare imediată → Usucare

astfel încât particulele generate în timpul deglazării să fie eliminate înainte ca componenta să părăsească celula de producție.

6. Exemplu: Mașină de curățare și deglazare pentru blocul motor al unui vehicul de pasageri

Un sistem reprezentativ pentru blocul motor al unui vehicul de pasageri combină curățarea robotică cu deglazarea prin perie și prin scule.

Procesul de curățare include:

• Curățare turbulentă generală
• Curățare direcționată
• curățare la presiune înaltă de 32 MPa
• Curățare sub presiune
• Înălzirea
• Uscare

Echipamentul integrează, de asemenea, deglazarea robotică prin perie și prin scule.

Parametri cheie

• Dimensiunea echipamentului: Aproximativ 10 × 7 × 4,5 m
• Plajă reglabilă de cicluri: 20 secunde–20 minute
• Curățenie: ≤1–5 mg
• Dimensiunea particulelor din canalul principal de ulei: ≤600 μm
• Uscare: Fără urme vizibile de apă
• Răcire: Temperatura piesei ≤ temperatura ambientă ±3°C la descărcare

Lățimea interval reglabil de ciclu de la 20 de secunde la 20 de minute este deosebit de relevant pentru fabricația flexibilă.

O singură configurație de mașină poate acoperi diferite moduri de producție, de la producția cu volum scăzut și mai multe variante la producția cu volum ridicat a unui singur component, cu condiția ca configurația echipamentului și cerințele de producție să fie compatibile.

7. Unde se aplică mașinile integrate de deburare și curățare?

Componente cu modele complexe de găuri

Blocurile de motor, chiulasele, corpuri de supapă și componente similare pot conține zeci sau chiar sute de caracteristici prelucrate.

Deburarea manuală devine din ce în ce mai dificilă pe măsură ce numărul de găuri și muchii crește.

Sistemele robotizate pot oferi o prelucrare programabilă și repetabilă.

Componente cu înaltă curățenie

Fragmentele de burr reprezintă ele însele o sursă de contaminare.

Integrarea curățării imediat după eliminarea burr-ului reduce durata în care particulele nou generate rămân pe componentă.

Producție multi-variantă

Roboții programabili, combinați cu periști și unelte interschimbabili, pot susține mai multe variante de componente.

Aceasta este deosebit de utilă atunci când mai multe numere de piese împart aceeași linie de producție.

Componente prelucrate cu precizie

Reducerea manipulărilor intermediare poate contribui la reducerea riscului de coliziune sau zgâriere după prelucrare.

Beneficiul exact depinde de geometria componentei și de configurația celulei de producție.

8. Cum să alegeți între deburrarea cu perie și cea cu unealtă?

Nu există o singură metodă de deburrare potrivită pentru toate componentele.

Debavurare cu perii este în general mai flexibil și se potrivește suprafețelor complexe, deschiderilor neregulate și producției care implică mai multe variante.

Debarasarea bazată pe unelte poate oferi o consistență și o eficiență ridicate atunci când geometria găurilor este regulată și condițiile de producție sunt stabile.

Pentru unele aplicații, cele două metode pot fi combinate.

Un ax electric cu perii și unelte interschimbabile permite sistemului să comute între diferite operații de deburare conform procesului programat.

Configurația adecvată trebuie determinată în funcție de:

• Locația rebelei
• Dimensiunea mojarului
• Geometria găurilor
• Material component
• Requisiti de suprafață
• Volumul de producție
• Numărul de variante ale componentelor
• Timpul de ciclu necesar

Întrebări frecvente

Pot fi efectuate, într-adevăr, deburarea și curățarea într-o singură mașină?

Da.

Un sistem integrat de deburare și curățare poate combina deburarea, curățarea, curățarea țintită cu presiune ridicată, clătirea, uscarea și alte procese necesare într-o singură celulă de producție.

Secvența exactă a procesului depinde de componentă și de cerințele de curățenie.

Care sunt avantajele deburării umede?

Deburarea umedă folosește lichid de tăiere sau lichid de curățare în timpul operației de deburare.

Principalele beneficii sunt reducerea decolorării suprafeței legate de frecare și asigurarea lubrifierii și răcirii, ceea ce poate contribui, de asemenea, la prelungirea duratei de viață a periei.

Lichidul specific și condițiile procesului trebuie selectate în funcție de materialul componentei și de cerințele de producție.

Trebuie utilizată deburarea cu peri sau deburarea bazată pe scule?

Deburarea cu peri oferă o flexibilitate mai mare și este potrivită pentru suprafețe complexe și găuri neregulate.

Deburarea bazată pe scule oferă, în general, o consistență și o eficiență mai mari pentru geometriile regulate ale găurilor și pentru producția stabilă în volum mare.

Unele sisteme de producție combină ambele metode și comută automat între scule în funcție de procesul programat.

Poate fi inversată secvența procesului?

Pentru un proces integrat de îndepărtare a bavurilor și curățare, îndepărtarea bavurilor trebuie efectuată, în mod normal, înainte de operația finală de curățare.

Îndepărtarea bavurilor generează particule. Dacă această operație ar fi efectuată după curățarea finală, respectivele particule ar putea contamina componenta curățată și ar putea necesita, eventual, o etapă suplimentară de curățare.

Cât de larg poate fi domeniul timpului de ciclu?

Domeniul realizabil depinde de configurația echipamentului și de cerințele procesului.

Un sistem reprezentativ de curățare și îndepărtare a bavurilor pentru blocul motor al unui autoturism are un domeniu reglabil al timpului de ciclu de 20 de secunde și 20 de minute .

Un astfel de domeniu larg poate susține diverse cerințe de producție, în special liniile flexibile care prelucrează mai multe variante de componente.

Concluzie

Îndepărtarea bavurilor și curățarea nu trebuie neapărat tratate ca două procese de producție complet separate.

Pentru blocurile motoare, chiulasele, carcasele supapelor și alte componente prelucrate complex, integrarea îndepărtării bavurilor cu roboți + curățare industrială poate reduce manipularea intermediară, elimină imediat particulele nou generate și consolidează mai multe procese într-o singură celulă de producție.

Deburrarea cu perie, deburrarea cu scule și deburrarea umedă pot fi, de asemenea, combinate în funcție de geometria componentelor, caracteristicile burlanelor, materialul, volumul de producție și cerințele de curățenie.

Pentru aplicațiile care necesită atât eliminarea burlanelor, cât și o curățenie ridicată, o mașină integrată de deburrare și curățenie oferă o soluție pentru conectarea acestor două procese într-un flux continuu de producție.