1.0 Inledning
En grad är en ojämn, flytande kant på metalländen av en kallskuren, varmsågad eller flamskuren bearbetning, såväl som den extruderade extra metallen vid svetssömmen under svetsningsoperationer. Grader bildas vid klippning, böjning, skärning, håltagning och komprimering av material. De är vanliga på kallskurna produktändar och deras tjocklek bestäms av avståndet mellan knivbladen.
Gradning är en bearbetningsteknik som förbättrar slutkvaliteten på en produkt genom att eliminera upphöjda kanter och oönskade materialbitar som blir kvar från tidigare bearbetningsprocesser. Grader avlägsnas med hjälp av mekaniska, elektrokemiska och termiska processer. Gradning är det viktigaste steget för att förbereda bearbetning och uppnå exceptionell ytkvalitet hos CNC-fräsning i Kina.
1.1 Vikten av avgradning
Oavsett svårigheter och kostnader är avgradning en viktig del av produktionsprocessen eftersom:
- Grader hindrar korrekt montering och passform av delar.
- Korrosion bildas snabbt i sprickor och ojämna ytor.
- Grader hindrar extra specifik bearbetning.
I de fall där grader inte avlägsnas före en mekanisk efterbearbetning eller en ytoxidationsprocedur, kommer mycket restmaterial att byggas upp på den smala kanten under hela processen, vilket orsakar defekter vid beläggning eller svetsning.
- Grader påverkar delens livslängd, form, funktion och kvalitet.
- Grader är ett hot mot både arbetare och kunder.
Grader, som en vass egg, är mer benägna att orsaka skador på personal under transport och montering av delar, samt under produktanvändning och underhåll, vilket ökar risken för skador under arbetet.
2.0 Typer av krossar
Grader klassificeras baserat på deras struktur och bildningsmetod.
2.1 Formbaserad klassificering
Flying edge-grader, vassa grader och stänk är de vanligaste formerna av grader vid metallbearbetning.
I. Flygande kant
Dessa formas vanligtvis i formens öppnings- och stängningspositioner, såsom delningsytan på dynamiska och statiska formar och den glidande delen av sliden. Den flygande kanten orsakas oftast av formens eller maskinens klämkraftsfel.
II. Vassa grader
Vassa grader har vassa kanter och liknar krossat glas. Skärytans undersida är grov som en del av den höghållfasta infästningen.
III. Stänk
Stänk förekommer ofta under övergången av smält metall till smältbad.
2.2 Klassificering baserad på bildningsmetod
Grader karakteriseras här enligt deras utvecklingsmekanism. Dessa kallas Poisson-grad, trumlande grad, rivande grad, skärande grad och het grad.
I. Poisson Burr:
När tryckspänningar appliceras på ett material deformeras och förlängs kanterna på det område som är i kontakt plastiskt, vilket resulterar i grader. När skärverktygets spets möter arbetsstycket förvrängs skärkanterna på grund av tryck- och skjuvkrafter. Dessa deformationer kallas även ingångsgrader, vilka uppstår vid skärverktygets ingångspunkt.
II. Tumlande grader
När skärverktyget är klart följer en del överblivet material med det och viks ihop mot ingångspunkten eller skäreggen. Dessutom, när spånorna eller rullarna blir tjockare med djupet, kan skärdjupet spela en roll i skapandet av flippande grader. Effektiv gradförebyggande kräver användning av material med tillräcklig duktilitet för att förhindra att spånorna lätt lossnar från komponenten.
III. Rivgranar bildas
När spånor rivs av istället för att klippas av från arbetsstycket uppstår rivgrader. Även om grader kan uppstå i alla skärprocesser är sidfräsningsprocedurer de enklaste att tillverka. Spånan drivs uppåt och framåt av fräsens tänder. Spånans sidor skalas bort från arbetsstycket som ett resultat av detta. Den rivna biten av arbetsstycket som blir kvar kallas en rivgrad. En rivgrad skapas vid stanspressoperationer. Blankningsgraden kallades ursprungligen för en draghållfast grad i tidiga studier.
IV. Skär grader
Det återstående materialet genererar en avskärningsgrad när den skurna komponenten separerar eller faller av från huvudsektionen. Denna grad kan vara fördelaktig eller skadlig. Avskärningsgrad förekommer oftast i sågsnitt och automatiserade skruvmaskinkomponenter. Grader kan förhindras genom att stödja båda sidor av snittet ordentligt tills det är klart.
V. Heta gräddfilar.
Slagg bildas när smält metall härdas med tekniker som svetsning, plasmaskärning eller laserskärning. Slagg har andra mekaniska egenskaper än basmetall på grund av kvarvarande spänningar orsakade av uppvärmning och okontrollerad kylning. Slagg flisas vanligtvis bort med en manuell motorborste, men slipning kan vara nödvändig i vissa fall.
III.0 Typer av gradning processer
Beroende på material, komponentform, graders storlek och placering, produktvolym och kostnad kan gradning göras med en mängd olika metoder. Gradning görs antingen manuellt eller mekaniskt. Icke-traditionella tekniker för specialiserade gradningsapplikationer inkluderar elektrokemisk, termisk energi och kryogen. Fördelarna och användningsområdena för de olika gradningsprocedurerna listas nedan.
III.1 Manuell gradning
Grader, vassa kanter och obehandlade kanter avlägsnas från ytan på ett föremål vid manuell gradning. Manuell gradning är en flexibel men tidskrävande procedur. Dessutom används flera verktyg vid manuell gradning.
III.2 Mass Finishing
Ett stort antal delar laddas i avgradningsutrustningen och avgradas samtidigt. Maskiner av olika typer används, och utrustningen kan normalt fungera som en batchprocess eller som en kontinuerlig flödesprocess. Även om det faktiska antalet massbearbetningsmaskiner i drift är okänt, är det sannolikt att det ligger i intervallet 50 000. En av de mest omfattande grupperna av kantbearbetningsprocedurer är massbearbetning. Dessa tekniker erbjuder fördelen att de täcker huvuddelen av exponerade ytor och kanter. Eftersom de arbetar på flera element samtidigt är de ofta de mest kostnadseffektiva teknikerna för en mängd olika komponenter och material. Dessutom anses procedurerna vara ekologiskt fördelaktiga eftersom de använder medier, föreningar och vanligtvis ofarliga ingredienser.
III.3 Borstning
Motordrivna borstar används i praktiskt taget alla större metallsektorer. Borstning är snabb, billig och extremt mångsidig. Det kan vara en icke-förorenande procedur som vanligtvis är "miljövänlig". Den är lätt att anpassa till manuell eller automatiserad utrustning och kräver liten operatörsutbildning eller golvyta. Borstning kombineras ofta med avgradning och polering med bindemedel för att ge slutproduktens ytbehandling och kanter. Borstmaskiner finns tillgängliga från en mängd olika tillverkare. Borstningens roterande rörelse är en betydande fördel eftersom den möjliggör användning av ett brett utbud av drivmotorer och fixturer. Borstningens industriella användbarhet förstärks ytterligare av förmågan att variera faktorer som borstmaterial, diameter och längd. Borstning är också en enkel och säker metod.
III.4 Robotavgradning
Detta kräver montering av ett avfasnings-, slipnings- eller gradningsverktyg på en robotarm. Oregelbundenhet, långsam omsättning och arbetsintensivitet är de största nackdelarna med manuell gradning, och robotgradning eliminerar därför dessa problem genom att ta bort den mänskliga aspekten. Robotar kan tillförlitligt och snabbt utföra upprepade rörelser. Operatörer kan utforma specificerade rörelser samt faktorer som kraft och verktygshastighet med hjälp av CNC-programmering. Trots den högre initialkostnaden är robotgradning mer kostnadseffektiv i längden på grund av lägre driftskostnader. Dessutom är robotteknik mycket säkrare än manuella processer.
III.5 Mekanisk gradning
Maskiner används för att avgrada ett arbetsstycke. Jämfört med manuell avgradning har operatören mindre kontroll över gradningsåtgärdens aggressivitet och lokalisering. Följande är några exempel på mekaniska avgradningsmaskiner:
i. Tunntrumling
När det gäller driftskostnader är tunntrumlare en av de mest kostnadseffektiva avgradningsutrustningarna. Våt och torr tunntrumling är de två typer som finns. Denna maskin eliminerar inte bara grader utan polerar även detaljens ytor. Maskinen fungerar genom att placera en del eller många delar, såväl som slipande material, i en kammare eller "tunn". Beroende på material och ytfinish används även speciella föreningar vid tunntrumling.
ii. Vibrerande avgradning
I likhet med avgradningsmaskiner för tunnor placeras delarna i en kammare som innehåller slipmedlet och olika ytterligare föreningar. Den väsentliga skillnaden är kammarens rörelse. Denna typ av maskin vibrerar för att generera rörelse, medan tumlarna roterar för att skapa omrörning inuti kammaren. Kammaren rör sig oberoende av fundamentet tack vare fjädrar eller dämpare. Kammarens innehåll skakas av en excentrisk roterande vikt som är kopplad till den. Kar, cirkulära skålar och trågmaskiner är bland de många konfigurationer som erbjuds. Delens geometri och dess tillämpning påverkar konfigurationsvalet.
iii. Vattenstråleavgradning
Grader och skräp eroderas bort från arbetsstycket med hjälp av slagkraften från höghastighetsvattenstrålar. Vattenstrålar, liksom verktygsbaserade robotsystem, är CNC-styrda. För att undvika att skada komponenten använder vattenskärning lägre tryck än vattenskärning.
Resultatet är att endast tunna och lätt sammansatta grader elimineras. Större grader är svåra att ta bort utan att skada kanterna. Vattenstrålar har fördelen att de kan nå ytor som inte kan nås med konventionella gradningstekniker. Som en fördel är den färdiga produkten fri från oljor och smuts.
III.6 Elektrokemisk gradning
Elektrolys används i denna gradningsteknik. På platser med korta elektrodgap accelererar elektrolysen. Det är dock förbjudet på platser där elektroderna är separerade av isolering. Det katodiska verktyget har samma form som arbetsstycket. Detta används för att koncentrera elektrolysen till gradbenägna områden. Som en anod är arbetsstycket anslutet till kretsen. En elektrolyt tillsätts för att slutföra kretsen och överför laddning från verktyget till arbetsstycket. För att förhindra att andra ytor löses upp är delar av verktygen skärmade. Denna teknik är idealisk för gradning av svårbearbetade geometrier och ledande material som är svåra att bearbeta. Dessutom förekommer inget verktygsslitage.
III.7 Termisk avgradning
Under processen utsätts arbetsstycket för betydande korrosiva ångor under en kort tidsperiod. En termisk chockvåg skapas, vilket snabbt förångar graderna. Grader och upphöjda kanter, till exempel, sublimerar eftersom de inte kan fördela den enorma värmen till omgivande områden. Värmeavgradning är effektiv på oxiderbara material med begränsad värmeledningsförmåga.
III.8 Abrasiv och mikroabrasiv blästring
Ytliga defekter avlägsnas genom att träffa ytan med slipmedel. Slipblästring används vanligtvis för att ta bort större grader och skapa önskad textur och ytjämnhet för vätskeskärningsutrustning. Mikroslipblästring skapar jämnare ytor med högre precision utan att kompromissa med detaljens dimensionella korrekthet. För att skapa en reglerad slipstråle som kan rikta in sig på och avlägsna mikrometermaterial använder denna procedur extremt fina slipmedel som aluminiumoxid, glaspärlor och plastmedier, samt ett litet munstycke. För högvärdiga precisionsföremål används mikroslipblästring.
4.0 Slutsats
Även om gradning kan verka som en liten uppgift, är det ett viktigt steg i metall- och hartsbearbetningsprocessen hos CNC Milling China. När betydelsen av gradning minskar uppstår allvarliga kvalitets- och säkerhetsproblem. Gradning måste därför vara exakt och prioriteras.
Att förbättra gradningsprocessen hjälper en tillverkningsanläggning att lösa en mängd olika problem. Gradning automatiseras till exempel för att spara tid och pengar samtidigt som expertkunskap replikeras. Gradning beaktas initialt under processdesignen och ingår i CNC Milling Chinas utbildningsprogram.
