1.0 Johdanto
Purse on epätasainen liikkuva reuna kylmäleikatun, kuumasahan tai liekkisahan metallipäässä sekä hitsaussaumassa hitsauksen aikana puristettu ylimääräinen metalli. Purseita muodostuu materiaalien leikkaamisen, taivuttamisen, leikkaamisen, lävistyksen ja puristamisen aikana. Ne ovat yleisiä kylmäleikattujen tuotteiden päissä ja niiden paksuus määräytyy veitsen terien välisen etäisyyden mukaan.
Jäysteenpoisto on työstötekniikka, joka parantaa tuotteen lopullista laatua poistamalla koholla olevia reunoja ja ei-toivottuja materiaalin paloja, jotka ovat jääneet jäljelle aiemmista työstöprosesseista. Jäysteet poistetaan mekaanisilla, sähkökemiallisilla ja termisillä prosesseilla. Jäysteenpoisto on kriittisin vaihe työstöä valmisteltaessa ja poikkeuksellisen pinnanlaadun saavuttamiseksi CNC Milling Chinassa.
1.1 Jäysteenpoiston merkitys
Vaikeuksista ja kustannuksista huolimatta purseenpoisto on tärkeä osa tuotantoprosessia, koska:
- Purseet estävät osan oikeanlaisen sovituksen ja kokoonpanon.
- Korroosio muodostuu nopeasti halkeamiin ja purseiden pintoihin.
- Purseet estävät erityisen tarkkaa työstöä.
Jos purseita ei poisteta ennen mekaanista uudelleentyöstöä tai pinnan hapetusta, kapealle reunalle kertyy prosessin aikana paljon jäännösmateriaalia, joka aiheuttaa pinnoitus- tai hitsausvikoja.
- Jäysteillä on vaikutusta osan kestävyyteen, muotoon, toimintaan ja laatuun.
- Purseet ovat uhka sekä työntekijöille että asiakkaille.
Terävinä reunoina purseet aiheuttavat todennäköisemmin vaurioita henkilöstölle osien kuljetuksen ja kokoonpanon aikana sekä tuotteen käytön ja huollon aikana, mikä lisää loukkaantumisriskiä työskennellessä.
2.0 Jälkien tyypit
Purse luokitellaan niiden rakenteen ja muodostumistavan perusteella.
2.1 Muotoon perustuva luokittelu
Lentäväreunainen purse, teräväreunainen purse ja roiskepurse ovat yleisimpiä pursetyyppejä metallintyöstössä.
I. Lentävä reuna
Nämä muodostuvat yleensä muotin avautumis- ja sulkeutumisasennoissa, kuten dynaamisten ja staattisten muottien irtopinnalla ja liukukappaleen liukuvassa osassa. Liikkuva reuna johtuu useimmiten muotin tai koneen puristusvoiman pettämisestä.
II. Terävät purseet
Terävissä purseissa on terävät reunat ja ne muistuttavat särkynyttä lasia. Leikkauspinnan alapinta on karhea osana erittäin lujaa kiinnitysta.
III. Roiskahtaa
Roiskeita esiintyy usein sulan metallin siirtyessä sulaan altaaseen.
2.2 Luokittelu muodostumistavan perusteella
Purseja luonnehditaan tässä niiden kehitysmekanismin mukaan. Näitä kutsutaan Poisson-purseiksi, pyörimispurseiksi, repimispurseiksi, leikkaaviksi purseiksi ja kuumapurseiksi.
I. Poisson Burr:
Kun materiaaliin kohdistetaan puristusjännityksiä, kosketusalueen reunat muuttuvat plastisesti ja pitenevät, mikä johtaa purseiden muodostumiseen. Kun leikkaustyökalun kärki kohtaa työkappaleen, leikkauksen reunat vääristyvät purseiden ja leikkausvoimien vaikutuksesta. Näitä muodonmuutoksia kutsutaan myös sisäänmenopurseiksi, ja niitä esiintyy leikkaustyökalun sisäänmenokohdassa.
II. Pyörivät purseet
Kun leikkaustyökalu lopettaa leikkaamisen, osa jäännösmateriaalista kulkeutuu sen mukana ja taittuu kohti sisääntulopistettä tai leikkaussärmää. Lisäksi lastujen tai rullien paksuuntuessa syvyyden myötä lastuamissyvyydellä voi olla merkitystä kääntyvien purseiden muodostumisessa. Tehokas purseidenesto edellyttää riittävän sitkeiden materiaalien käyttöä, jotta lastuja ei irtoa helposti kappaleesta.
III. Repäisypurseet muodostuvat
Kun lastut repeytyvät työkappaleesta leikkaamisen sijaan, syntyy repäisypurseita. Vaikka purseita voi esiintyä missä tahansa leikkausprosessissa, sivujyrsintämenetelmät ovat yksinkertaisimpia valmistaa. Jyrsimen hampaat työntävät lastua ylös ja eteenpäin. Tämän seurauksena lastun sivut irtoavat työkappaleesta. Työkappaleeseen jäljelle jäävää repeytynyttä osaa kutsutaan repäisypurskeeksi. Repäisypurseita syntyy lävistyspuristimissa. Pimennyspurseita kutsuttiin alun perin vetopurskeeksi varhaisissa tutkimuksissa.
IV. Leikattu purse
Jäljelle jäänyt materiaali muodostaa katkaisujäysteen, kun leikattu komponentti irtoaa tai putoaa pääosasta. Tämä purse voi olla edullinen tai haitallinen. Katkaisujäysteitä esiintyy yleisimmin sahalaivoissa ja automatisoitujen ruuvikoneiden osissa. Jäysteiden muodostuminen voidaan estää tukemalla viillon molemmat puolet asianmukaisesti, kunnes se on valmis.
V. Kuumat purseet.
Kuonaa muodostuu, kun sulaa metallia kovetetaan esimerkiksi hitsauksella, plasmaleikkauksella tai laserleikkauksella. Kuonan mekaaniset ominaisuudet poikkeavat perusmetallin ominaisuuksista kuumennuksen ja hallitsemattoman jäähdytyksen aiheuttamien jäännösjännitysten vuoksi. Kuona haketetaan tyypillisesti pois manuaalisella moottoriharjalla, mutta joissakin tapauksissa hiominen voi olla tarpeen.
III.0 Jäysteenpoiston tyypit Prosessit
Materiaalista, komponentin muodosta, purseiden koosta ja sijainnista, tuotteen tilavuudesta ja kustannuksista riippuen purseenpoisto voidaan tehdä useilla eri menetelmillä. Purseenpoisto tehdään joko manuaalisesti tai mekaanisesti. Epäperinteisiä tekniikoita erikoistuneissa purseenpoistosovelluksissa ovat sähkökemiallinen, lämpöenergia ja kryogeeninen. Erilaisten purseenpoistomenetelmien edut ja käyttötarkoitukset on lueteltu alla.
III.1 Manuaalinen purseenpoisto
Purseet, terävät reunat ja käsittelemättömät reunat poistetaan kappaleen pinnalta manuaalisen purseenpoiston aikana. Manuaalinen purseenpoisto on joustava mutta aikaa vievä toimenpide. Lisäksi manuaalisessa purseenpoistossa käytetään useita työkaluja.
III.2 Massaviimeistely
Jäysteenpoistolaitteistoon ladataan valtava määrä kappaleita, jotka jäysteenpoisto tehdään kerralla. Käytössä on erityyppisiä koneita, ja laitteet voivat normaalisti toimia panosprosessina tai jatkuvatoimisena prosessina. Vaikka käytössä olevien massaviimeistelykoneiden todellinen lukumäärä ei ole tiedossa, se on todennäköisesti noin 50 000. Yksi laajimmista reunojen viimeistelymenetelmistä on massaviimeistely. Näillä tekniikoilla on se etu, että ne peittävät suurimman osan paljaista pinnoista ja reunoista. Koska ne käsittelevät useita elementtejä samanaikaisesti, ne ovat usein kustannustehokkaimpia tekniikoita erilaisille komponenteille ja materiaaleille. Lisäksi menetelmiä pidetään ekologisesti hyödyllisinä, koska niissä käytetään väliaineita, yhdisteitä ja tyypillisesti vaarattomia ainesosia.
III.3 Sively
Konekäyttöisiä harjoja käytetään käytännössä kaikilla tärkeimmillä metalliteollisuuden aloilla. Harjaus on nopea, halpa ja erittäin monipuolinen. Se voi olla saastumaton menetelmä, joka on tyypillisesti "ympäristöystävällinen". Se on helposti mukautettavissa manuaalisiin tai automaatiolaitteisiin ja vaatii vain vähän käyttäjän koulutusta tai lattiatilaa. Harjaukseen yhdistetään usein sidottu hiomajäysteenpoisto ja kiillotus, jotta saadaan aikaan lopputuotteen viimeistely ja reunat. Harjauskoneita on saatavilla useilta eri valmistajilta. Harjauksen pyörivä liike on merkittävä etu, koska se mahdollistaa monenlaisten käyttömoottoreiden ja kiinnittimien käytön. Harjauksen teollista hyödyllisyyttä lisää entisestään kyky vaihdella tekijöitä, kuten harjasmateriaalia, halkaisijaa ja pituutta. Harjaus on myös helppo ja turvallinen menetelmä.
III.4 Robottijäysteenpoisto
Tämä edellyttää viisteytys-, hionta- tai purseenpoistotyökalun asentamista robottikäsivarteen. Epäsäännöllisyys, hidas pyöriminen ja työvoimavaltaisuus ovat manuaalisen purseenpoiston keskeisiä haittoja, joten robottijäysteenpoisto poistaa nämä ongelmat poistamalla ihmisnäkökulman. Robotit voivat suorittaa toistuvia liikkeitä luotettavasti ja nopeasti. Käyttäjät voivat suunnitella tiettyjä liikkeitä sekä tekijöitä, kuten voiman ja työkalun nopeuden, CNC-ohjelmoinnin avulla. Korkeammista alkukustannuksista huolimatta robottijäysteenpoisto on pitkällä aikavälillä kustannustehokkaampaa alhaisten käyttökustannusten ansiosta. Lisäksi robottiteknologiat ovat paljon turvallisempia kuin manuaaliset prosessit.
III.5 Mekaaninen purseenpoisto
Koneita käytetään työkappaleen purseenpoistoon. Manuaaliseen purseenpoistoon verrattuna käyttäjällä on vähemmän hallintaa purseenpoiston aggressiivisuuteen ja sijaintiin. Seuraavassa on esimerkkejä mekaanisista purseenpoistokoneista:
i. Tynnyrin kaatuminen
Käyttökustannusten kannalta tynnyrirumpukoneet ovat yksi kustannustehokkaimmista purseenpoistolaitteista. Märkä- ja kuivatynnyrirumpukoneet ovat kaksi tyyppiä. Tämä kone ei ainoastaan poista purseita, vaan myös kiillottaa osan pinnat. Kone toimii asettamalla osan tai useita kappaleita sekä hioma-ainetta kammioon tai "tynnyriin". Materiaalista ja pinnan viimeistelystä riippuen tynnyrirumpukoneissa käytetään myös erityisiä yhdisteitä.
ii. Tärypurseenpoisto
Samoin kuin rumpurumpujen purseenpoistossa, osat asetetaan kammioon, joka sisältää hioma-ainetta ja erilaisia lisäaineita. Olennainen ero on kammion liike. Tällainen kone värähtelee tuottaakseen liikettä, kun taas rumpurummut pyörivät luodakseen liikettä kammion sisällä. Kammio liikkuu alustasta riippumatta jousien tai vaimentimien avulla. Kammion sisältöä ravistetaan siihen kiinnitetyllä epäkeskisellä pyörivällä painolla. Saatavilla on muun muassa ammeita, pyöreitä kulhoja ja kourukoneita. Osan geometria ja sen käyttö vaikuttavat kokoonpanon valintaan.
iii. Vesisuihkujäysteenpoisto
Jäysteet ja roskat poistetaan työkappaleesta suurnopeuksisten vesisuihkujen iskuvoimalla. Vesisuihkut, kuten työkalupohjaiset robottijärjestelmät, ovat CNC-ohjattuja. Komponentin vaurioitumisen välttämiseksi vesisuihkujäysteenpoistossa käytetään alhaisempaa painetta kuin vesileikkaus.
Tämän seurauksena se poistaa vain ohuet ja heikosti kiinnittyneet purseet. Suurempia purseita on vaikea poistaa vahingoittamatta reunoja. Vesisuihkuilla on se etu, että ne pääsevät käsiksi kohteisiin, joihin perinteisillä purseenpoistotekniikoilla ei päästä. Etuna on, että valmiissa tuotteessa ei ole öljyä tai likaa.
III.6 Sähkökemiallinen purseenpoisto
Tässä purseenpoistotekniikassa käytetään elektrolyysiä. Paikoissa, joissa elektrodien välinen rako on lyhyt, elektrolyysi kiihtyy. Se on kuitenkin kiellettyä paikoissa, joissa elektrodit on erotettu eristyksellä. Katodinen työkalu on samanmuotoinen kuin työkappale. Tätä käytetään elektrolyysin keskittämiseen purseille alttiille alueille. Anodina työkappale on kytketty piiriin. Elektrolyyttiä lisätään piirin täydentämiseksi, jolloin varaus siirtyy työkalusta työkappaleeseen. Muiden pintojen liukenemisen estämiseksi osa työkaluista on suojattu. Tämä tekniikka sopii erinomaisesti vaikeasti työstettävien geometrioiden ja johtavien materiaalien purseenpoistoon. Lisäksi työkalun kulumista ei esiinny.
III.7 Terminen purseenpoisto
Menettelyn aikana työkappale altistetaan lyhyeksi ajaksi merkittäville syövyttäville höyryille. Syntyy lämpöiskuaalto, joka höyrystää purseita nopeasti. Esimerkiksi purseet ja kohotetut reunat sublimoituvat, koska ne eivät pysty jakamaan valtavaa lämpöä ympäröiville alueille. Lämpöpurseenpoisto on tehokasta hapettuville materiaaleille, joilla on rajallinen lämmönjohtavuus.
III.8 Hiekka- ja mikrohiekkapuhallus
Pinnan epätäydellisyydet poistetaan iskemällä pintaan hioma-ainetta. Hiekkapuhallusta käytetään tyypillisesti suurempien purseiden poistamiseen ja halutun tekstuurin ja pinnan karheuden aikaansaamiseen nesteleikkauslaitteille. Mikrohiekkapuhalluksella luodaan tasaisempia pintoja tarkemmin vaarantamatta osan mittatarkkuutta. Tässä menetelmässä käytetään erittäin hienojakoisia hioma-aineita, kuten alumiinioksidia, lasihelmiä ja muovia, sekä pientä suutinta, jotta saadaan aikaan säädelty hiomasuihku, joka voi kohdistaa ja poistaa mikronien kokoisia materiaalikerroksia. Arvokkaiden tarkkuustuotteiden käsittelyyn käytetään mikrohiekkapuhallusta.
4.0-päätelmä
Vaikka purseenpoisto saattaa vaikuttaa pieneltä tehtävältä, se on olennainen vaihe CNC Milling Chinan metallin ja hartsin työstöprosessissa. Kun purseenpoiston merkitys vähenee, syntyy vakavia laatuun ja turvallisuuteen liittyviä huolenaiheita. Purseenpoiston on siksi oltava tarkkaa ja sitä on priorisoitava.
Jäysteenpoistoprosessin parantaminen auttaa tuotantolaitosta ratkaisemaan useita ongelmia. Esimerkiksi jäysteenpoisto automatisoidaan ajan ja rahan säästämiseksi samalla, kun asiantuntijatietämystä kopioidaan. Jäysteenpoistoa harkitaan alustavasti prosessisuunnittelussa, ja se sisältyy CNC Milling Chinan koulutusohjelmaan.
