Можно ли выполнять зачистку и очистку на одном станке? Интегрированные решения для зачистки и очистки

Обзор

Зачистные заусенцы могут выглядеть незначительными, но они способны стать серьёзным источником загрязнения при сборке и эксплуатации.

Заусенцы, образующиеся вокруг отверстий, кромок и пересекающихся каналов, могут откалываться при обработке деталей или работе оборудования. После отделения такие частицы могут попасть в масляные каналы, гидравлические системы или на прецизионные сопрягаемые поверхности.

Традиционно зачистка и очистка выполняются на отдельных станках. Заготовку необходимо перемещать из процесса зачистки в процесс очистки, что создаёт дополнительные операции по транспортировке, риск повреждения и возможность повторного загрязнения.

Светодиодный модуль интегрированный станок для зачистки и очистки объединяет два этих процесса в единую производственную систему.

В этой статье объясняется, как работает комбинированный процесс, сравниваются распространённые методы зачистки и анализируются области, где интегрированное решение для зачистки и очистки обеспечивает добавленную ценность.

1. Почему заусенцы, образующиеся при механической обработке, являются источником загрязнения?

При механической обработке заусенцы обычно образуются вокруг:

• Отверстий
• Обработанные кромки
• Пересекающиеся отверстия
• Масляных каналов
• Отверстия для распределительного вала
• Гнёзда коленчатого вала
• Цилиндрические отверстия

Хотя эти заусенцы и малы, они могут превратиться в свободные частицы на последующих этапах сборки или эксплуатации.

Заусенец может оторваться при обработке детали и загрязнить уже очищенную сопрягаемую поверхность или масляный канал. Прочно закреплённый заусенец также может оторваться позже из-за вибрации в процессе эксплуатации оборудования.

Для деталей, применяемых в двигателях, гидравлических системах и других прецизионных узлах, это напрямую влияет на показатели чистоты.

В результате спецификации чистоты могут регламентировать не только остаточное загрязнение по массе, но и требования, касающиеся удаления заусенцев и образования частиц .

Типичный производственный маршрут выглядит следующим образом:

Машина для заусенцеобразования → Транспортировка → Машина для очистки

Интегрированная система изменяет это на:

Удаление заусенцев → Очистка → Сушка

в одном и том же оборудовании.

2. Три проблемы при раздельных операциях удаления заусенцев и очистки

2.1 Дополнительная передача заготовок

Деталь должна перемещаться между двумя станками.

Для прецизионно обработанных деталей дополнительное обращение может повысить риск:

• Повреждение поверхности
• Столкновения или удара
• Ошибки позиционирования
• Дополнительного ручного обращения

Сокращение ненужных перемещений упрощает поток материалов.

2.2 Повторное загрязнение

Сама по себе операция заусенецоудаления порождает стружку, фрагменты заусенцев и мелкие металлические частицы.

Если эти остатки не будут эффективно удалены до следующего этапа, они могут увеличить нагрузку загрязнений, поступающую на операцию очистки.

При использовании интегрированной машины деталь может сразу же поступать на операцию очистки сразу после заусенецоудаления.

2.3 Дополнительная площадь пола и капитальные вложения

Две независимые машины требуют отдельных площадей размещения и обычно нуждаются в дополнительном транспортном оборудовании, буферных зонах и участии оператора.

Интегрированная система может объединить эти функции в одну производственную ячейку в зависимости от требуемой конфигурации процесса.

3. Три распространённых метода заусенецоудаления

Различные геометрии компонентов требуют разных подходов к заусенецоудалению.

Удаление заусенцев щетками

Робот перемещает щётку для обработки отдельных отверстий, кромок и других заданных участков.

Щеточная зачистка обеспечивает высокую гибкость и особенно подходит для:

• Сложные поверхности
• Неправильных отверстий
• Множества вариантов компонентов
• Большого количества мест зачистки

Роботизированная щеточная зачистка позволяет программировать траекторию инструмента в соответствии с геометрией компонента.

Удаление заусенцев с помощью инструментов

Для фаски или снятия заусенцев с правильных отверстий можно использовать специализированные режущие инструменты.

По сравнению со щеточной зачисткой обработка инструментом обеспечивает более высокую стабильность и эффективность при:

• Стабильной геометрии отверстий
• Высоком объеме производства
• Четко определенных местах зачистки

Влажное заусенецеснятие

Влажная заусенеочистная обработка выполняется в среде режущей жидкости или очищающей жидкости.

Жидкость обеспечивает смазку и охлаждение при обработке щётками и может помочь снизить риск потемнения поверхности, вызванного трением и нагревом.

Она также может способствовать увеличению срока службы щёток.

На практике в производственных системах эти методы необязательно применяются изолированно. Щёточную и инструментальную заусенеочистную обработку можно комбинировать в зависимости от геометрии детали и характеристик заусенцев.

4. Пример: Роботизированная заусенеочистная обработка блока цилиндров шестицилиндрового дизельного двигателя

Типичная система заусенеочистной обработки блока цилиндров шестицилиндрового дизельного двигателя использует двух роботов, оснащённых щётками для гибкой заусенеочистной обработки заданных поверхностей и отверстий.

Сменный инструментальный электрический шпиндель позволяет использовать несколько конфигураций щёток на одном и том же шпинделе.

Система также использует влажное заусенецеснятие для снижения риска потемнения поверхности и увеличения срока службы щёток.

Основные параметры

• Время цикла: 210 секунд/шт.
• Погрузка/разгрузка: Автоматический роликовый конвейер
• Метод заусенецезачистки: Две роботизированные щёточные системы
• Система инструментов: Сменная щёточная конфигурация с электрическим шпинделем
• Процесс: Влажное заусенецеснятие
• Охват заусенецеснятия: Верхняя поверхность, нижняя поверхность, передняя и задняя торцевые поверхности, сторона масляного насоса, отверстия масляных каналов, отверстия для распределительного вала, отверстия для коленчатого вала и отверстия цилиндров

Эта конфигурация демонстрирует, почему роботизированная зачистка особенно полезна для блоков цилиндров двигателей с большим количеством обработанных элементов.

5. Интегрированный процесс зачистки и очистки

Типичная интегрированная производственная последовательность выглядит следующим образом:

Загрузка → Зачистка → Общая очистка → Целевая очистка высокого давления → Промывка → Сдув воздухом → Вакуумная сушка → Выгрузка

Последовательность имеет важное значение.

Зачистку необходимо выполнять до окончательной очистки.

В ходе зачистки образуются фрагменты заусенцев и частицы от механической обработки. Если компонент сначала очистить, а затем зачистить, вновь образовавшиеся частицы могут остаться на уже очищенных поверхностях.

Это приведёт к новому циклу загрязнения и, возможно, потребует повторной операции очистки.

Ключевое преимущество интеграции заключается поэтому не просто в экономии одного станка.

Оно состоит в возможности создания непрерывного процесса:

Удаление заусенцев → Немедленная очистка → Сушка

чтобы частицы, образовавшиеся при удалении заусенцев, удалялись до того, как компонент покинет производственную ячейку.

6. Пример: Машина для очистки и удаления заусенцев блока двигателя легкового автомобиля

Типичная система для блока двигателя легкового автомобиля объединяет роботизированную очистку с использованием щёток и инструментов для удаления заусенцев.

Процесс очистки включает:

• Турбулентная общая очистка
• Целенаправленная очистка
• очистка высоким давлением 32 МПа
• Очистку под давлением
• Промывание
• Сушка

Оборудование также интегрирует роботизированное удаление заусенцев с помощью щёток и инструментов.

Основные параметры

• Размер оборудования: Примерно 10 × 7 × 4,5 м
• Регулируемый диапазон цикла: 20 секунд – 20 минут
• Чистота: ≤1–5 мг
• Размер частиц в основных масляных каналах: ≤600 мкм
• Сушка: Отсутствие видимых следов воды
• Охлаждение: Температура заготовки ≤ температура окружающей среды ±3 °C при выгрузке

Широкий регулируемый диапазон цикла от 20 секунд до 20 минут особенно актуально для гибкого производства.

Одна и та же конфигурация станка может обеспечивать различные режимы производства — от малосерийного многовариантного до крупносерийного выпуска одного компонента, при условии совместимости конфигурации оборудования и требований к производству.

7. Где применяются интегрированные машины для заусенецезачистки и очистки?

Компоненты со сложным расположением отверстий

Блоки цилиндров, головки цилиндров, корпуса клапанов и аналогичные компоненты могут содержать десятки или даже сотни обработанных элементов.

Ручная заусенецезачистка становится всё более трудоёмкой по мере увеличения количества отверстий и кромок.

Роботизированные системы обеспечивают программируемую и воспроизводимую обработку.

Компоненты с высокими требованиями к чистоте

Осколки заусенцев сами по себе являются источником загрязнения.

Интеграция очистки сразу после заусенцеудаления сокращает время, в течение которого вновь образовавшиеся частицы остаются на компоненте.

Производство нескольких вариантов изделий

Программируемые роботы в сочетании со сменными щётками и инструментами могут поддерживать несколько вариантов компонентов.

Это особенно полезно, когда несколько артикулов используют одну и ту же производственную линию.

Точнодеталированные компоненты

Сокращение промежуточных операций обработки может помочь снизить риск столкновения или царапин после механической обработки.

Точный эффект зависит от геометрии компонента и планировки производственной ячейки.

8. Как выбрать между щёточным и инструментальным заусенцеудалением?

Не существует единого метода заусенцеудаления, подходящего для всех компонентов.

Удаление заусенцев щетками обычно более гибок и подходит для сложных поверхностей, неправильных отверстий и производства с несколькими вариантами изделий.

Удаление заусенцев с помощью инструментов может обеспечить высокую стабильность и эффективность при регулярной геометрии отверстий и стабильных условиях производства.

Для некоторых применений оба метода можно комбинировать.

Электрический шпиндель со сменными щётками и инструментами позволяет системе переключаться между различными операциями заусенец в соответствии с запрограммированным процессом.

Соответствующую конфигурацию следует определять исходя из следующих параметров:

• Местоположение заусенца
• Размер бурра
• Геометрии отверстий
• Материал компонента
• Требования к поверхности
• Объем производства
• Количества вариантов компонентов
• Требуемого циклового времени

ЧаВО

Можно ли действительно выполнить заусенцеобразование и очистку на одном станке?

- Да, я знаю.

Интегрированная система заусенцеобразования и очистки может объединять в одной производственной ячейке операции заусенцеобразования, очистки, целенаправленной очистки высоким давлением, промывки, сушки и других необходимых процессов.

Точная последовательность процесса зависит от компонента и требований к его чистоте.

Каковы преимущества влажного заусенецеснятия?

При влажном заусенецеснятии во время операции используются режущая жидкость или очищающая жидкость.

Основные преимущества — снижение дискоординации поверхности, вызванной трением, а также обеспечение смазки и охлаждения, что может способствовать увеличению срока службы щёток.

Конкретная жидкость и условия процесса должны подбираться в соответствии с материалом компонента и производственными требованиями.

Что использовать: заусенецеснятие щётками или инструментальное заусенецеснятие?

Заусенецеснятие щётками обеспечивает большую гибкость и подходит для сложных поверхностей и неправильных отверстий.

Инструментальное заусенецеснятие, как правило, обеспечивает более высокую стабильность результатов и эффективность при обработке отверстий правильной геометрии в условиях стабильного крупносерийного производства.

Некоторые производственные системы комбинируют оба метода и автоматически переключаются между инструментами в соответствии с запрограммированной последовательностью процесса.

Можно ли изменить последовательность процесса на обратную?

Для комплексного процесса заусенецоудаления и очистки операция заусенецоудаления, как правило, должна выполняться до окончательной операции очистки.

При заусенецоудалении образуются частицы. Если заусенецоудаление выполняется после окончательной очистки, эти частицы могут загрязнить уже очищенную деталь и, возможно, потребуется дополнительный этап очистки.

Какова возможная ширина диапазона циклового времени?

Достижимый диапазон зависит от конфигурации оборудования и требований к процессу.

Типичная система очистки и заусенецоудаления блоков двигателей легковых автомобилей имеет регулируемый диапазон циклового времени 20 секунд до 20 минут .

Такой широкий диапазон позволяет удовлетворять различные производственные требования, особенно на гибких линиях, обрабатывающих несколько вариантов деталей.

Заключение

Операции заусенецоудаления и очистки не обязательно должны рассматриваться как два полностью независимых производственных процесса.

Для блоков двигателей, головок цилиндров, корпусов клапанов и других сложных механически обрабатываемых деталей интеграция роботизированного заусенецоудаления + промышленной очистки может сократить промежуточную обработку, немедленно удалять вновь образовавшиеся частицы и объединять несколько процессов в одну производственную ячейку.

Щеточная зачистка, инструментальная зачистка и влажная зачистка также могут комбинироваться в зависимости от геометрии компонента, характеристик заусенцев, материала, объема производства и требований к чистоте.

Для применений, требующих как удаления заусенцев, так и высокой степени чистоты, интегрированный станок для зачистки и очистки обеспечивает возможность объединения этих двух процессов в непрерывный производственный цикл.