1.0 Įvadas
Užvarta – tai nelygus besislenkantis kraštas šalto pjaustymo, karšto pjūklo arba liepsninio pjovimo metaliniame gale, taip pat išspaustas metalo perteklius suvirinimo siūlėje suvirinimo operacijų metu. Užvartos susidaro kerpant, lenkiant, pjaunant, praduriant ir suspaudžiant medžiagas. Jos dažnai pasitaiko šalto pjaustymo gaminių galuose, o jų storis priklauso nuo atstumo tarp peilio ašmenų.
Šerpetojantis paviršius – tai apdirbimo technika, kuri pagerina galutinę gaminio kokybę, pašalindama iškilusius kraštus ir nepageidaujamus medžiagos gabalėlius, likusius po ankstesnių apdirbimo procesų. Šerpetojantys paviršiai pašalinami mechaniniais, elektrocheminiais ir terminiais procesais. Šerpetojantis paviršius yra svarbiausias žingsnis ruošiantis apdirbimui ir išgaunant išskirtinę paviršiaus kokybę „CNC Milling China“ įmonėje.
1.1 Šurmuliavimo svarba
Nepaisant sunkumų ir išlaidų, šerpetojimas yra svarbi gamybos proceso dalis, nes:
- Šerpetojančios dalys trukdo tinkamai pritvirtinti ir surinkti.
- Įtrūkimuose ir šiurkščiuose paviršiuose greitai susidaro korozija.
- Šerpetojančios detalės trukdo specifiškesniam apdirbimui.
Tais atvejais, kai prieš mechaninį pakartotinį apdirbimą arba paviršiaus oksidavimo procedūrą nepašalinamos šerpetojančios dalelės, proceso metu ant siauro krašto susikaupia daug likusios medžiagos, kuri, dengiant arba suvirinant, sukelia defektus.
- Šlifavimo staklės turi įtakos detalės ilgaamžiškumui, formai, funkcijai ir kokybei.
- Skardos kelia grėsmę tiek darbuotojams, tiek klientams.
Aštrūs ašmenys, kaip šerpetojančios briaunos, labiau linkę pažeisti personalą transportuojant ir surenkant detales, taip pat gaminio naudojimo ir priežiūros metu, todėl padidėja traumų rizika dirbant.
2.0 Gręžtuvų tipai
Sluoksniai klasifikuojami pagal jų struktūrą ir formavimo būdą.
2.1 Klasifikavimas pagal formą
Skraidančios briaunos, aštriabriaunės šerpetojančios atplaišos ir taškymosi atplaišos yra dažniausiai pasitaikančios šerpetojančių atplaišų formos metalo apdirbime.
I. Skraidantis kraštas
Paprastai jie susidaro formos atidarymo ir uždarymo vietose, pavyzdžiui, dinaminių ir statinių formų atsiskyrimo paviršiuje ir slankiklio slankiojoje dalyje. Slankiojantį kraštą dažniausiai sukelia formos arba mašinos prispaudimo jėgos gedimas.
II. Aštrūs ašmenys
Aštrūs ašmenys turi aštrius kraštus ir primena sudaužytą stiklą. Apatinė pjovimo paviršiaus pusė yra šiurkšti dėl didelio stiprumo tvirtinimo detalės.
III. Šlakelis
Išlydyto metalo perėjimo į išlydyto metalo vonią metu dažnai pasitaiko taškymosi.
2.2 Klasifikacija pagal formavimo būdą
Čia atplaišos apibūdinamos pagal jų išsivystymo mechanizmą. Jos vadinamos Puasono, vartymosi, plėšymo, pjovimo ir karštosiomis atplaišomis.
I. Poisson Burr:
Kai medžiagai taikomi gniuždymo įtempiai, besiliečiančios srities kraštai plastiškai deformuojasi ir pailgėja, todėl susidaro šerpetojančios įdubos. Pjovimo įrankio antgaliui liečiantis ruošinį, pjūvio kraštai iškreipiami dėl gniuždymo ir šlyties jėgų. Šios deformacijos dar vadinamos įėjimo šerpetojančiomis įdubomis, kurios atsiranda pjovimo įrankio įėjimo taške.
II. Krintantys ašmenys
Kai pjovimo įrankis baigia pjauti, dalis likusios medžiagos keliauja kartu su juo ir susilanksto link įėjimo taško arba pjovimo briaunos. Be to, drožlėms ar ritinėliams storėjant su gyliu, pjovimo gylis gali turėti įtakos atplaišų susidarymui. Norint efektyviai išvengti atplaišų, reikia naudoti pakankamai tąsias medžiagas, kad drožlės lengvai neatsiskirtų nuo komponento.
III. Susidaro ašarų plyšiai
Kai drožlės yra nuplėšiamos, o ne nukerpamos nuo ruošinio, susidaro ašarinės įpjovos. Nors ašaros gali atsirasti bet kuriame pjovimo procese, šoninio frezavimo procedūros yra paprasčiausios. Frezos dantys stumia drožlę aukštyn ir į priekį. Dėl to drožlės šonai yra nulupami nuo ruošinio. Likusi ruošinio atplėšta dalis vadinama ašarine įpjova. Ašarinė įpjova susidaro perforavimo-presavimo metu. Ankstyvuosiuose tyrimuose išblukinimo įpjova iš pradžių buvo vadinama tempimo įpjova.
IV. Nupjauti šerpetojančius
Likusi medžiaga sukuria pjūvio atplaišas, kai nupjautas komponentas atsiskiria arba nukrenta nuo pagrindinės dalies. Šios atplaišos gali būti naudingos arba žalingos. Pjūvio atplaišos dažniausiai aptinkamos pjūviuose ir automatinių sraigtinių staklių komponentuose. Atplaišų galima išvengti tinkamai parėmus abi pjūvio puses, kol jis bus baigtas.
V. Karšti šerpetojai.
Šlakas susidaro, kai išlydytas metalas sukietėja naudojant tokius metodus kaip suvirinimas, plazminis pjovimas arba lazerinis pjovimas. Šlako mechaninės savybės skiriasi nuo bazinio metalo dėl liekamųjų įtempių, atsirandančių dėl kaitinimo ir nekontroliuojamo aušinimo. Šlakas paprastai nuskeliamas rankiniu elektriniu šepečiu, tačiau kai kuriais atvejais gali prireikti šlifavimo.
III.0 Šlifavimo tipai Procesai
Priklausomai nuo medžiagos, komponento formos, šerpetų dydžio ir vietos, gaminio tūrio ir kainos, šerpetų šalinimas gali būti atliekamas įvairiais būdais. Šerpetų šalinimas atliekamas rankiniu arba mechaniniu būdu. Netradicinės specializuoto šerpetų šalinimo technologijos apima elektrocheminę, šiluminės energijos ir kriogeninę technologijas. Įvairių šerpetų šalinimo procedūrų privalumai ir panaudojimas išvardyti toliau.
III.1 Rankinis šlifavimas
Rankinio šlifavimo metu nuo gaminio paviršiaus pašalinamos šerpetojančios dalelės, aštrūs kraštai ir nebaigti kraštai. Rankinis šlifavimas yra lanksti, tačiau daug laiko reikalaujanti procedūra. Be to, rankiniam šlifavimui naudojami keli įrankiai.
III.2 Masinė apdaila
Į šlifavimo įrangą įdedamas didžiulis kiekis detalių ir vienu metu pašalinamos šlifavimo šerpetos. Naudojamos įvairių tipų mašinos, kurios paprastai gali veikti kaip paketinis arba nepertraukiamo srauto procesas. Nors tikrasis veikiančių masinio apdailos mašinų skaičius nežinomas, tikėtina, kad jų yra apie 50 000. Viena iš plačiausių kraštų apdailos procedūrų grupių yra masinis apdirbimas. Šie metodai suteikia pranašumą, nes padengia didžiąją dalį atvirų paviršių ir briaunų. Kadangi jie apdoroja kelis elementus vienu metu, jie dažnai yra ekonomiškiausi metodai įvairiems komponentams ir medžiagoms. Be to, šie metodai laikomi ekologiškai naudingais, nes juose naudojamos terpės, junginiai ir paprastai nekenksmingi ingredientai.
III.3 šepečiu
Mechaniniai šepečiai naudojami praktiškai visuose pagrindiniuose metalo sektoriuose. Valymas šepečiu yra greita, pigi ir itin universali. Tai gali būti neužteršianti procedūra, kuri paprastai yra „ekologiška“. Ją lengva pritaikyti rankinei arba automatinei įrangai ir ji reikalauja mažai operatoriaus mokymo ar grindų ploto. Valymas šepečiu dažnai derinamas su abrazyviniu šerpetų šalinimu ir poliravimu, siekiant užtikrinti galutinio gaminio apdailą ir kraštus. Valymo mašinas siūlo įvairūs gamintojai. Sukamasis valymas šepečiu yra didelis privalumas, nes leidžia naudoti platų pavaros variklių ir tvirtinimo elementų asortimentą. Valymo pramoninį naudingumą dar labiau padidina galimybė keisti tokius veiksnius kaip šerių medžiaga, skersmuo ir ilgis. Valymas šepečiu taip pat yra paprastas ir saugus metodas.
III.4 Robotas šurmuliavimas
Tam reikia ant robotinės rankos sumontuoti nuožulninimo, šlifavimo ar šerpetų šalinimo įrankį. Pagrindiniai rankinio šerpetų šalinimo trūkumai yra netolygumas, lėta apyvarta ir darbo sąnaudos, todėl robotinis šerpetų šalinimas pašalina šias problemas, pašalindamas žmogaus aspektą. Robotai gali patikimai ir greitai atlikti pasikartojančius judesius. Operatoriai gali suprojektuoti konkrečius judesius, taip pat tokius veiksnius kaip jėga ir įrankio greitis, naudodami CNC programavimą. Nepaisant didesnių pradinių išlaidų, robotinis šerpetų šalinimas ilgainiui yra ekonomiškesnis dėl mažesnių eksploatavimo išlaidų. Be to, robotinės technologijos yra daug saugesnės nei rankiniai procesai.
III.5 Mechaninis šlifavimas
Mašinos naudojamos ruošinio šerpetų šalinimui. Palyginti su rankiniu šerpetų šalinimu, operatorius turi mažiau kontrolės dėl šerpetų šalinimo agresyvumo ir lokalizacijos. Toliau pateikiami keli mechaninių šerpetų šalinimo mašinų pavyzdžiai:
i. Statinės kritimas
Kalbant apie eksploatavimo išlaidas, cilindriniai vartikliai yra viena ekonomiškiausių šerpetų šalinimo įrangos. Yra du cilindrinio vartymo tipai: šlapias ir sausas. Ši mašina ne tik pašalina šerpetas, bet ir poliruoja detalės paviršius. Mašina veikia įdėjus detalę ar daug dalių, taip pat abrazyvinę medžiagą, į kamerą arba „statinę“. Priklausomai nuo medžiagos ir paviršiaus apdailos, cilindriniam vartymui taip pat naudojami specialūs junginiai.
ii. Vibracinis šurmuliavimas
Panašiai kaip ir cilindriniuose vartytuvuose, detalės dedamos į kamerą, kurioje yra abrazyvinė terpė ir įvairūs papildomi junginiai. Esminis skirtumas yra kameros judėjimas. Šio tipo mašina vibruoja, kad sukurtų judesį, o vartikliai sukasi, kad sukurtų maišymą kameros viduje. Kamera juda nepriklausomai nuo pagrindo dėl spyruoklių arba slopintuvų. Kameros turinį purto prie jos pritvirtintas ne centre besisukantis svoris. Vonia, apvali dubuo ir lovelis yra vienos iš daugelio galimų konfigūracijų. Detalės geometrija ir jos pritaikymas turi įtakos konfigūracijos pasirinkimui.
iii. Vandens srovės šerpetų šalinimas
Šerpetojančios dalelės ir nuolaužos nuo ruošinio pašalinamos didelio greičio vandens srovės smūgio jėga. Vandens srovės, kaip ir robotinės sistemos su įrankiais, yra valdomos CNC. Siekiant nepažeisti komponento, šerpetojant vandens srove naudojamas mažesnis slėgis nei pjaustant vandens srove.
Todėl pašalinamos tik plonos ir silpnai sujungtos šerpetojančios atplaišos. Didesnes šerpetojančias atplaišas sunku pašalinti nepažeidžiant kraštų. Vandens srovės pranašumas yra tas, kad gali pasiekti vietas, kurių neįmanoma pasiekti naudojant įprastas šerpetojančių paviršių šalinimo technologijas. Privalumas yra tas, kad gatavame produkte nėra alyvos ir nešvarumų.
III.6 Elektrocheminis šlifavimas
Šioje šerpetų šalinimo technikoje naudojama elektrolizė. Vietose, kur tarpai tarp elektrodų yra trumpi, elektrolizė pagreitėja. Tačiau ji draudžiama tose vietose, kur elektrodai yra atskirti izoliacija. Katodinis įrankis yra tokios pačios formos kaip ir ruošinys. Jis naudojamas elektrolizei sutelkti į šerpetų susidarymui linkusias vietas. Ruošinys, kaip anodas, prijungiamas prie grandinės. Elektrolitas pridedamas, kad grandinė būtų užbaigta ir krūvis būtų perkeliamas iš įrankio į ruošinį. Siekiant išvengti kitų paviršių ištirpimo, kai kurios įrankių dalys yra ekranuotos. Ši technika idealiai tinka šerpetų šalinimui iš sunkiai apdirbamų geometrijų ir laidžių medžiagų, kurias sunku apdirbti. Be to, įrankis nesidėvi.
III.7 Terminis šurmuliavimas
Procedūros metu ruošinys trumpą laiką veikiamas stipriais koroziniais garais. Sukuriama terminė smūginė banga, kuri greitai išgarina šerpeto užapvalinimą. Pavyzdžiui, šerpetojimas ir iškilę kraštai sublimuojasi, nes negali paskirstyti didžiulės šilumos aplinkinėms sritims. Šiluminis šerpetojimas veiksmingas oksiduojamoms medžiagoms, kurių šilumos laidumas ribotas.
III.8 Abrazyvinis ir mikroabrazyvinis valymas
Paviršiaus defektai pašalinami paveikiant paviršių abrazyvine terpe. Abrazyvinis valymas paprastai naudojamas norint pašalinti didesnes šerpetas ir sukurti norimą tekstūrą bei paviršiaus šiurkštumą, skirtą skysčio pjovimo įrangai. Mikroabrazyvinis valymas sukuria lygesnius paviršius su didesniu tikslumu, nepakenkiant detalės matmenų teisingumui. Norint sukurti reguliuojamą abrazyvinę srovę, kuri gali nukreipti ir pašalinti medžiagos mikronus, šioje procedūroje naudojamos itin smulkios abrazyvinės medžiagos, tokios kaip aliuminio oksidas, stiklo karoliukai ir plastikinės medžiagos, taip pat mažas antgalis. Didelės vertės tiksliems gaminiams naudojamas mikroabrazyvinis valymas.
4.0 Išvada
Nors šerpetų šalinimas gali atrodyti kaip nedidelė užduotis, tai yra esminis metalo ir dervos apdirbimo proceso žingsnis „CNC Milling China“. Kai šerpetų šalinimo svarba sumažėja, kyla rimtų kokybės ir saugos problemų. Todėl šerpetų šalinimas turi būti tikslus ir jam turi būti teikiamas prioritetas.
Tobulinant šerpetų šalinimo procesą, gamybos įmonė gali išspręsti įvairias problemas. Pavyzdžiui, šerpetų šalinimas yra automatizuotas, siekiant sutaupyti laiko ir pinigų, kartu atkartojant ekspertų žinias. Šerpetų šalinimas iš pradžių svarstomas dar proceso projektavimo metu ir įtraukiamas į „CNC Milling China“ mokymo programą.
