Можно ли совместить заусенецоудаление и очистку в одном станке? Комплексное решение для заусенецоудаления и очистки

Обзор

Заусенцы, образующиеся при механической обработке, могут стать источником вторичного загрязнения, если их не удалить до сборки. Свободные заусенцы и металлические частицы могут попасть в масляные каналы, сопрягаемые поверхности, системы смазки или гидравлические контуры, что потенциально скажется на чистоте компонентов и работе последующих этапов.

Традиционно зачистку и очистку выполняют на отдельных станках, что требует дополнительных операций по перемещению деталей и создаёт риски повторного загрязнения. Интегрированная машина для зачистки и очистки объединяет эти процессы в одной системе, способствуя оптимизации производства и повышению непрерывности технологического процесса.

В этой статье объясняются основные методы удаления заусенцев, типичные последовательности процессов, ключевые сценарии применения и аспекты выбора комплексного решения.

1. Почему удаление заусенцев критически важно для чистоты компонентов

Операции механической обработки могут оставлять заусенцы по краям отверстий, острым углам и в местах пересечения каналов. Несмотря на небольшие размеры, такие заусенцы могут отрываться при сборке или эксплуатации оборудования и превращаться в свободные загрязнители.

В блоках цилиндров, головках цилиндров, корпусах клапанов и других прецизионно обработанных компонентах оторвавшиеся частицы могут попасть в масляные каналы или остаться на сопрягаемых поверхностях. Следовательно, удаление заусенцев является важным этапом подготовки компонентов к последующей очистке и сборке.

Требования к промышленной чистоте могут касаться не только массы и размеров остаточных частиц, но и наличия заусенцев от механической обработки. Конкретные критерии приемлемости должны определяться с учётом функционального назначения компонента и технических требований заказчика.

Традиционный производственный маршрут предполагает использование одного станка для зачистки и другого — для очистки. Заготовку необходимо перемещать между двумя операциями, что требует дополнительных манипуляций и координации процессов.

2. Три проблемы раздельных операций зачистки и очистки

Дополнительные манипуляции с заготовкой

Перемещение компонентов между станками увеличивает потребность в ручном или автоматизированном перемещении и может создавать риск ударов или царапин, особенно на прецизионно обработанных поверхностях.

Возможное вторичное загрязнение

Операция зачистки образует металлические стружки и частицы. Если эти загрязнители не будут полностью удалены до этапа очистки, они могут повысить нагрузку на очистное оборудование и ухудшить достигаемую степень чистоты.

Большая занимаемая площадь оборудования и повышенные требования к перемещению

Два отдельных станка могут потребовать дополнительного места на полу, конвейеров, приспособлений и участия операторов. Фактическое влияние зависит от планировки производства и уровня автоматизации.

Интегрированная система объединяет заусенецоудаление и очистку в одном станке. Заготовку можно загрузить один раз и обработать по заданной последовательности без промежуточного перемещения в отдельную машину для очистки.

Такая интеграция может упростить транспортировку материалов и снизить риски вторичного загрязнения, при условии что сбор стружки, управление технологической жидкостью и эффективность очистки спроектированы надлежащим образом.

3. Три распространённых метода заусенецоудаления

Выбор подходящего метода заусенецоудаления зависит от материала заготовки, геометрии заусенцев, конфигурации отверстий, объёма производства и требуемого состояния кромок.

Удаление заусенцев щетками

Заусенецоудаление щётками выполняется с помощью щёток, установленных на роботе или другой управляемой инструментальной системе, для обработки заданных отверстий, кромок и поверхностей. Этот метод обеспечивает гибкость при обработке сложных геометрий, неправильных отверстий и деталей с несколькими участками заусенецоудаления.

Тип щетки, траектория инструмента, сила контакта и время обработки должны быть выбраны и проверены для заготовки. Избыточный или неподходящий контакт может повлиять на геометрию кромки или состояние поверхности.

Удаление заусенцев с помощью инструментов

Специализированные режущие инструменты могут фасковать или удалять заусенцы с кромок стандартных отверстий и других заданных элементов. Этот метод позволяет получать стабильные результаты в условиях серийного производства высокого объема, если геометрия заусенцев и доступ инструмента контролируются должным образом.

Стратегии выбора и замены инструментов должны учитывать износ инструмента, размерные требования и различия между моделями заготовок.

Влажное заусенецеснятие

Влажное удаление заусенцев выполняется в подходящей среде режущей или очищающей жидкости. В зависимости от процесса и состава жидкости она может обеспечивать охлаждение и смазку, способствовать удалению продуктов обработки и снижать риск термического потемнения поверхности.

Совместимость жидкости, фильтрация, техническое обслуживание и последующие требования к очистке должны учитываться при проектировании процесса.

Во многих областях применения комбинация методов обеспечивает наилучший баланс между гибкостью и эффективностью процесса.

Пример применения: роботизированная зачистка блока шестицилиндрового дизельного двигателя

Роботизированная система зачистки блока шестицилиндрового дизельного двигателя использует двух роботов, оснащённых щётками, для обработки заданных отверстий и поверхностей. Электрический шпиндель с автоматической сменой инструмента позволяет применять различные щётки, а влажная зачистка способствует контролю температуры и износа щёток.

Справочная система имеет цикловое время около 210 секунд на деталь и использует автоматическую роликовую конвейерную систему для загрузки и выгрузки.

Зона зачистки охватывает верхнюю и нижнюю поверхности, переднюю и заднюю торцевые поверхности, сторону масляного насоса, масляные каналы, отверстия для распределительного вала, отверстия для коленчатого вала и отверстия цилиндров.

Фактическая зона зачистки и цикловое время зависят от конструкции детали, распределения заусенцев, конфигурации инструментов и требований производства.

4. Принцип работы интегрированной машины для зачистки и очистки

Типичная последовательность операций может включать:

1. Загрузки заготовки

2. Удаление заусенцев с помощью щёток, режущих инструментов или комбинации этих методов

3. Общая очистка

4. Целенаправленная очистка высоким давлением

5. Промывание

6. Сдув воздухом

7. Вакуумную сушку, если это требуется

8. Выгрузку заготовки

Удаление заусенцев, как правило, выполняется до окончательной очистки, поскольку оно образует стружку и частицы, которые необходимо удалить с детали. Интеграция этих двух операций позволяет детали сразу переходить от удаления заусенцев к очистке, сокращая промежуточные операции по её обработке.

Точная последовательность зависит от конкретной детали и утверждённого технологического процесса. Например, перед тонкой очисткой может потребоваться отдельный этап удаления стружки, а вакуумная сушка может быть выбрана при условии, что геометрия детали и требования к остаточной влажности это оправдывают.

Пример применения: очистка и удаление заусенцев с блока цилиндров двигателя легкового автомобиля

Система-эталон для блоков цилиндров двигателей легковых автомобилей объединяет роботизированное удаление заусенцев щётками и инструментами с турбулентной очисткой, целевой очисткой, очисткой высоким давлением при 32 МПа , очисткой с герметизацией отверстий и ополаскиванием.

Заявленные параметры оборудования и технологического процесса следующие:

Эти значения описывают эталонную конфигурацию, а не гарантируют заданные характеристики для каждого отдельного изделия. Целевой уровень чистоты, ограничение по размеру частиц, критерий сухости и время цикла должны быть подтверждены на основе реального компонента и процедуры приемки.

Регулируемый диапазон времени цикла позволяет удовлетворять различные производственные требования: относительно короткие циклы — для изготовления изделий в больших объемах, и более длительные процессы — для сложных компонентов. Однако достигаемая производительность зависит от всего процесса, включая загрузку, выгрузку, замену инструмента, вариации обрабатываемых деталей и любые необходимые проверки.

5. Области, где наиболее эффективно совмещение заусенцеудаления и очистки

Интегрированные системы особенно актуальны для компонентов, сочетающих сложную геометрию с высокими требованиями к чистоте.

Блоки двигателей и головки цилиндров: Несколько пересекающихся каналов, отверстий и обработанных кромок могут требовать согласованных операций заусенецоудаления и очистки.

Корпуса клапанов и другие компоненты управления потоком: Малые каналы и пересекающиеся отверстия делают удаление стружки и проверку чистоты важными. Процесс должен проектироваться с учётом внутренней геометрии компонента и критериев приёмки.

Производственные линии для нескольких моделей: Программируемые траектории роботов и, при поддержке, автоматическая замена инструментов или щёток позволяют адаптироваться к различным вариантам заготовок.

Точнодеталированные компоненты: Сокращение перемещений между станками может ограничить количество операций по перемещению и снизить риск случайных повреждений, хотя подходящие приспособления и защитные методы обращения остаются необходимыми.

Компания Big Bird Industrial поставляет оборудование для зачистки и очистки деталей, включая блоки цилиндров, головки цилиндров и распределительные валы. Конфигурация процесса может быть разработана с учётом геометрии заготовки, расположения заусенцев, требований к загрязнённости, объёма производства и доступного производственного пространства.

Часто задаваемые вопросы

Какие преимущества влажной зачистки по сравнению с сухой зачисткой?

Влажная зачистка обеспечивает охлаждение и смазку, что помогает контролировать тепло от трения и износ щёток. Она также может способствовать удалению стружки и других отходов. Конкретные преимущества зависят от используемой жидкости, инструмента, материала заготовки и параметров процесса. Параметры шероховатости поверхности и срок службы инструмента должны быть подтверждены в ходе испытаний на конкретном применении.

Как выбрать между зачисткой щётками и зачисткой с использованием режущих инструментов?

Щеточная зачистка часто подходит для сложных поверхностей, неправильных отверстий и применений, требующих гибких траекторий инструмента. Специализированные режущие инструменты могут быть эффективны для обработки четко определенных кромок отверстий и стабильных, воспроизводимых геометрий. Некоторые системы объединяют оба подхода и переключают инструменты в соответствии с запрограммированной операцией.

Можно ли выполнять очистку до зачистки?

Если операция зачистки генерирует стружку или частицы, окончательную очистку, как правило, следует выполнять после зачистки. Очистка перед зачисткой, а затем зачистка — может привести к повторному попаданию загрязнений на уже очищенный компонент, что потенциально потребует дополнительного этапа очистки. Иное чередование операций допустимо только в том случае, если процесс специально разработан и прошел валидацию.

Какова возможная ширина диапазона циклового времени?

Диапазон времени цикла зависит от конфигурации оборудования, геометрии заготовки, количества участков заусенцев, стадий очистки и производственных требований. У одной из эталонных систем для блоков двигателей легковых автомобилей регулируемый диапазон времени цикла составляет от 20 секунд до 20 минут. Этот диапазон не следует интерпретировать как достижимую производительность для каждого компонента или производственной линии.

Заключение

Объединение заусенцеудаления и очистки в одном станке позволяет сократить промежуточные операции по перемещению заготовок, упростить производственный поток и снизить риск вторичного загрязнения. Ключевым фактором является согласование метода удаления заусенцев, последовательности очистки, управления технологическими жидкостями и критериев приёмки с реальными характеристиками заготовки.

Для блоков двигателей, головок цилиндров, распределительных валов и других прецизионно обрабатываемых компонентов комплексное решение следует оценивать с использованием репрезентативных заготовок и чётко определённых требований к удалению заусенцев, остаточному загрязнению частицами, времени цикла, сушке и производственной мощности.

Big Bird Industrial, ранее Harbin Shimada Big Bird Industrial Co., Ltd. разрабатывает промышленные решения для очистки и заусенецоудаления в автомобильной промышленности и точном производстве. Конфигурация оборудования может быть адаптирована под геометрию компонентов, производственный процесс и требования заказчика.