1.0 Inleiding
Een braam is een ongelijke vliegende rand aan het metalen uiteinde van een koude snede, hete zaag of vlamsnede, evenals het geëxtrudeerde extra metaal aan de lasnaad tijdens laswerkzaamheden. Bramen worden gevormd tijdens het knippen, buigen, snijden, doorboren en comprimeren van materialen. Ze komen vaak voor op de uiteinden van koud gesneden producten en hun dikte wordt bepaald door de afstand tussen de mesbladen.
Ontbramen is een bewerkingstechniek die de uiteindelijke kwaliteit van een product verbetert door het elimineren van opstaande randen en ongewenste materiaaldeeltjes die overblijven van eerdere bewerkingsprocessen. Bramen worden verwijderd met behulp van mechanische, elektrochemische en thermische processen. Ontbramen is de meest kritische stap bij de voorbereiding op de bewerking en het verkrijgen van een uitzonderlijke oppervlaktekwaliteit bij CNC Milling China.
1.1 Belang van ontbramen
Ongeacht de moeilijkheden en kosten is ontbramen een belangrijk onderdeel van het productieproces omdat:
- Bramen belemmeren de juiste pasvorm en montage van onderdelen.
- Corrosie ontstaat snel in scheuren en braamoppervlakken.
- Bramen belemmeren een extra specifieke bewerking.
In gevallen waarin bramen niet worden verwijderd vóór een mechanische nabewerking of een oppervlakteoxidatieprocedure, zal zich tijdens het hele proces veel restmateriaal op de smalle rand ophopen, wat defecten veroorzaakt als het wordt gecoat of gelast.
- Bramen hebben invloed op de levensduur, vorm, functie en kwaliteit van onderdelen.
- Bramen vormen een bedreiging voor zowel werknemers als klanten.
Bramen veroorzaken, als scherpe rand, eerder schade aan het personeel tijdens het transport en de montage van onderdelen, maar ook tijdens het gebruik en onderhoud van het product, waardoor het risico op letsel tijdens het werk toeneemt.
2.0 Soorten bramen
Bramen worden geclassificeerd op basis van hun structuur en vormingsmethode.
2.1 Op vorm gebaseerde classificatie
Bramen met vliegende randen, bramen met scherpe randen en spatten zijn de meest voorkomende vormen van bramen bij de metaalverwerking.
I. Vliegende rand
Deze worden meestal gevormd in de openings- en sluitposities van de mal, zoals het scheidingsoppervlak van de dynamische en statische mallen en het glijdende deel van de schuif. De vliegende rand wordt meestal veroorzaakt door het falen van de mal of de klemkracht van de machine.
II. Scherpe bramen
Scherpe bramen hebben scherpe randen en lijken op gebroken glas. De onderkant van het snijoppervlak is ruw als onderdeel van het zeer sterke opzetstuk.
III. Splash
Spatten komen vaak voor tijdens de overgang van gesmolten metaal naar gesmolten poel.
2.2 Classificatie op basis van vormingswijze
Bramen worden hier gekarakteriseerd op basis van hun ontwikkelingsmechanisme. Deze worden Poisson, tuimelen, scheuren, snijden en heet bramen genoemd.
I. Poisson-braam:
Wanneer drukspanningen op een materiaal worden toegepast, vervormen en verlengen de randen van het contactgebied plastisch, wat resulteert in bramen. Wanneer de punt van het snijgereedschap het werkstuk raakt, worden de randen van de snede vervormd door druk- en schuifkrachten. Deze vervormingen worden ook wel ingangsbramen genoemd, die optreden bij het intredepunt van het snijgereedschap.
II. Tuimelende bramen
Wanneer het snijgereedschap klaar is met snijden, beweegt een deel van het overgebleven materiaal mee en vouwt zich samen in de richting van het ingangspunt of de snijkant. Bovendien, naarmate spanen of rollen dikker worden naarmate de diepte toeneemt, kan de snedediepte een rol spelen bij het ontstaan van ronddraaiende bramen. Effectieve braampreventie vereist het gebruik van materialen met voldoende ductiliteit om te voorkomen dat spanen gemakkelijk loskomen van het onderdeel.
III. Er vormen zich traanbramen
Wanneer spanen worden afgescheurd in plaats van afgeschoren, ontstaan er scheurbramen. Hoewel bramen kunnen ontstaan bij elk snijproces, zijn zijfreesprocedures het eenvoudigst te vervaardigen. De spaan wordt omhoog en naar voren geduwd door de freestanden. De zijkanten van de spaan worden hierdoor van het werkstuk afgepeld. Het afgescheurde stukje werkstuk dat overblijft, wordt een scheurbraam genoemd. Een scheurbraam ontstaat bij ponsbewerkingen. De stansbraam werd oorspronkelijk in vroege studies een trekbraam genoemd.
IV. Snij braam
Het resterende materiaal veroorzaakt een afsnijbraam wanneer het gesneden onderdeel losraakt of van het hoofdgedeelte valt. Deze braam kan voordelig of schadelijk zijn. Afbramen worden het meest aangetroffen in zaagsneden en geautomatiseerde schroefmachinecomponenten. Bramen kunnen worden voorkomen door beide zijden van de incisie goed te ondersteunen totdat deze klaar is.
V. Hete bramen.
Slakken ontstaan wanneer gesmolten metaal wordt gehard met behulp van technieken zoals lassen, plasmasnijden of lasersnijden. Slakken hebben andere mechanische eigenschappen dan basismetaal vanwege restspanningen veroorzaakt door verwarming en ongecontroleerde afkoeling. Slakken worden doorgaans afgebrokkeld met een handmatige borstel, maar in sommige gevallen kan slijpen nodig zijn.
III.0 Soorten ontbramen processen
Afhankelijk van het materiaal, de vorm van het onderdeel, de braamgrootte en -locatie, het productvolume en de kosten, kan ontbramen op verschillende manieren worden uitgevoerd. Het ontbramen gebeurt handmatig of machinaal. Niet-traditionele technologieën voor gespecialiseerde ontbraamtoepassingen omvatten elektrochemische, thermische energie en cryogene toepassingen. De voordelen en toepassingen van de verschillende ontbraamprocedures worden hieronder vermeld.
III.1 Handmatig ontbramen
Tijdens het handmatig ontbramen worden bramen, scherpe randen en onafgewerkte randen van het oppervlak van een item verwijderd. Handmatig ontbramen is een flexibele maar tijdrovende procedure. Bovendien worden bij het handmatig ontbramen verschillende gereedschappen gebruikt.
III.2 Massa afwerking
Een groot aantal stukken wordt in de ontbraamapparatuur geladen en in één keer ontbraamd. Er worden machines van verschillende typen gebruikt, en de apparatuur kan normaal gesproken functioneren als een batchproces of als een continu stroomproces. Hoewel het werkelijke aantal machines voor massaafwerking niet bekend is, ligt dit waarschijnlijk rond de 50,000. Een van de meest uitgebreide groepen randafwerkingsprocedures is massaafwerking. Deze technieken bieden het voordeel dat ze het grootste deel van de blootgestelde oppervlakken en randen bedekken. Omdat ze op verschillende elementen tegelijk werken, zijn het vaak de meest kosteneffectieve technieken voor een verscheidenheid aan componenten en materialen. Bovendien worden de procedures als ecologisch voordelig beschouwd omdat ze gebruik maken van media, verbindingen en doorgaans onschadelijke ingrediënten.
III.3 Borstelen
Aangedreven borstels worden in vrijwel elke belangrijke metaalsector gebruikt. Borstelen is snel, goedkoop en uiterst veelzijdig. Het kan een niet-verontreinigende procedure zijn die doorgaans "milieuvriendelijk" is. "Het is eenvoudig aan te passen aan handmatige of geautomatiseerde apparatuur en vereist weinig training van de operator of vloeroppervlak. Borstelen wordt vaak gecombineerd met gebonden-schuurmiddel ontbramen en polijsten om eindproducten en randen te leveren. Borstelmachines zijn verkrijgbaar bij verschillende fabrikanten. De roterende beweging van borstelen is een belangrijk voordeel, omdat het het gebruik van een breed scala aan aandrijfmotoren en bevestigingen mogelijk maakt. Het industriële nut van borstelen wordt nog verder vergroot door het vermogen om factoren zoals borstelmateriaal, diameter en lengte te variëren. Borstelen is ook een eenvoudige en veilige methode.
III.4 Robotisch ontbramen
Hiervoor moet een afkant-, slijp- of ontbraamgereedschap op een robotarm worden gemonteerd. Onregelmatigheid, trage doorloopsnelheid en arbeidsintensiteit zijn de belangrijkste nadelen van handmatig ontbramen. Voortaan elimineert robotontbramen deze problemen door het menselijke aspect weg te nemen. Robots kunnen betrouwbaar en snel herhalende bewegingen uitvoeren. Operators kunnen met behulp van CNC-programmering specifieke bewegingen ontwerpen, evenals factoren zoals kracht en gereedschapssnelheid. Ondanks de hogere initiële kosten is robotontbramen op de lange termijn kosteneffectiever vanwege de lagere operationele kosten. Bovendien zijn robottechnologieën veel veiliger dan handmatige processen.
III.5 Mechanisch ontbramen
Machines worden gebruikt om een werkstuk te ontbramen. In vergelijking met handmatig ontbramen heeft de operator minder controle over de agressiviteit en lokalisatie van de ontbraamactie. Hieronder volgen enkele voorbeelden van mechanische ontbraammachines:
i. Vat tuimelen
Wat betreft de exploitatiekosten zijn trommelmachines een van de meest kosteneffectieve ontbraammachines. Nat en droog trommelen zijn de twee typen die er zijn. Deze machine verwijdert niet alleen bramen, maar polijst ook de oppervlakken van het onderdeel. De machine werkt door een onderdeel of meerdere stukken, evenals schuurmateriaal, in een kamer of "vat" te plaatsen. Afhankelijk van het materiaal en de oppervlakteafwerking worden er ook speciale verbindingen gebruikt bij trommelen.
ii. Trillingsontbramen
Net als bij ontbraamtrommels worden de onderdelen in een kamer geplaatst die het schurende medium en verschillende aanvullende verbindingen bevat. Het essentiële onderscheid is de beweging van de kamer. Dit soort machines trilt om beweging te genereren, terwijl tuimelaars roteren om opwinding in de kamer te creëren. De kamer beweegt onafhankelijk van de fundering dankzij veren of dempers. De inhoud van de kamer wordt geschud door een daaraan gekoppeld excentrisch ronddraaiend gewicht. Kuipen, ronde kommen en trogmachines behoren tot de vele aangeboden configuraties. De geometrie van het onderdeel en de toepassing ervan beïnvloeden de configuratiekeuze.
iii. Waterjet-ontbramen
Bramen en vuil worden van het werkstuk geërodeerd met behulp van de slagkracht van hogesnelheidswaterstralen. Waterjets worden, net als robotsystemen met gereedschap, CNC-gestuurd. Om beschadiging van het onderdeel te voorkomen, wordt bij waterstraalontbramen een lagere druk gebruikt dan bij waterstraalsnijden.
Hierdoor worden alleen bramen geëlimineerd die dun en licht verbonden zijn. Grotere bramen zijn moeilijk te verwijderen zonder schade aan de randen te veroorzaken. Waterstralen hebben het voordeel dat ze functies kunnen bereiken die onbereikbaar zijn voor conventionele ontbraamtechnologieën. Als voordeel is het eindproduct vrij van oliën en vuil.
III.6 Elektrochemisch ontbramen
Bij deze ontbraamtechniek wordt gebruik gemaakt van elektrolyse. Op plaatsen met korte afstanden tussen de elektroden versnelt de elektrolyse. Het is echter verboden op plaatsen waar de elektroden gescheiden zijn door isolatie. Het kathodische gereedschap heeft dezelfde vorm als het werkstuk. Dit wordt gebruikt om de elektrolyse te concentreren op braamgevoelige gebieden. Als anode is het werkstuk verbonden met het circuit. Er wordt een elektrolyt toegevoegd om het circuit te voltooien, waarbij de lading van het gereedschap naar het werkstuk wordt overgebracht. Om te voorkomen dat andere oppervlakken oplossen, zijn delen van de gereedschappen afgeschermd. Deze techniek is ideaal voor het ontbramen van moeilijk te bewerken geometrieën en geleidende materialen die moeilijk te verwerken zijn. Bovendien is er geen sprake van gereedschapsslijtage.
III.7 Thermisch ontbramen
Tijdens de procedure wordt het werkstuk gedurende een korte periode blootgesteld aan aanzienlijke corrosieve dampen. Er ontstaat een thermische schokgolf, waardoor de braam snel verdampt. Bramen en opstaande randen sublimeren bijvoorbeeld omdat ze de enorme hitte niet naar de omliggende gebieden kunnen verspreiden. Warmteontbramen is effectief op oxideerbare materialen met beperkte thermische geleidbaarheid
III.8 Schurend en micro-abrasief stralen
Oppervlakte-imperfecties worden verwijderd door het oppervlak te raken met een schurend medium. Schuurstralen wordt doorgaans gebruikt om grotere bramen te verwijderen en de gewenste textuur en oppervlakteruwheid te genereren voor vloeistofafschuifapparatuur. Micro-schuurstralen creëert gladdere oppervlakken met meer precisie zonder de dimensionale correctheid van het onderdeel in gevaar te brengen. Om een gereguleerde schuurstraal te creëren die microns materiaal kan targeten en verwijderen, gebruikt deze procedure extreem fijne schuurmiddelen zoals aluminiumoxide, glasparels en kunststofmedia, evenals een kleine nozzle. Voor hoogwaardige precisie-items wordt micro-schuurstralen gebruikt.
4.0 Conclusie
Hoewel ontbramen misschien een kleine taak lijkt, is het een essentiële stap in het metaal- en harsbewerkingsproces bij CNC Milling China. Wanneer het belang van ontbramen afneemt, ontstaan er ernstige kwaliteits- en veiligheidsproblemen. Het ontbramen moet daarom nauwkeurig en met prioriteit gebeuren.
Door het ontbraamproces te verbeteren, kan een productiefaciliteit een verscheidenheid aan problemen oplossen. Het ontbramen wordt bijvoorbeeld geautomatiseerd om tijd en geld te besparen en tegelijkertijd vakkennis te repliceren. Ontbramen wordt in eerste instantie overwogen tijdens het procesontwerp en is opgenomen in het trainingsprogramma van CNC Milling China.
