Odstraňovanie ostrapkov z WMS

Nasledujúce definície v žiadnom prípade nemajú slúžiť ako základ vedeckého pojednania. Nepredstierame tiež, že tvrdíme, že všetky aspekty odihlovania, otrepov a všetky ostatné spomenuté body boli podrobne preskúmané a úplne pokryté. Radi by sme našim zákazníkom a zainteresovaným stranám poskytli hrubý prehľad, aby pochopili, na čo slúžime.

Čo je odhrotovanie?

Aby sme mohli odpovedať na túto otázku, najskôr by sme chceli objasniť, čo sa bežne chápe pod pojmom „hrebeň“.

Hrebeň je formácia materiálu, ktorú je možné vyrobiť rôznymi výrobnými a/alebo obrábacími procesmi. Je pevne spojený so skutočným komponentom bez toho, aby bol jeho súčasťou podľa výkresu komponentu.

Napríklad pri nalievaní sa prebytočný materiál, ktorý sa vytláča medzi dvoma polovicami formy, nazýva deliaci vrták.

Obrábacie centrum vytvorí takzvaný výbehový vrták, keď sa odstráni povrch z okraja výbehu nástroja.

Ostriny sa môžu vyskytnúť aj pri vŕtaní, dierovaní alebo sústružení.

Rozsah otrepov sa pohybuje od mikroskopického po hrúbku niekoľkých milimetrov. Ich charakteristiky závisia od rôznych faktorov. Počas procesu odlievania ovplyvňuje tvar napríklad vek a materiál odlievacej formy, ale aj vlastnosti samotného odlievacieho materiálu.

V prípade mechanického spracovania môže byť otrep silnejší alebo slabší v závislosti od parametrov procesu, životnosti nástroja a materiálových vlastností obrobku.

Ostré hrany s ostrými hranami sú spravidla nežiaduce v nasledujúcich procesoch, ako sú napríklad následné výrobné kroky alebo montáže, a musia sa odstrániť.

Proces "odhrotovania" popisuje odstránenie otrepov pomocou rôznych metód, ktoré možno zhruba rozdeliť na mechanické, chemické a tepelné odhrotovanie. Veľkosti vstupu ani výstupu nie sú podrobne špecifikované.

Každý používateľ aplikácií na odstraňovanie ostrapov musí určiť, čo sa má dosiahnuť. Zvyčajne sa na to vytvárajú špecifikácie odhrotovania. Jasne regulujú, ktoré cieľové hodnoty so zodpovedajúcimi tolerančnými rozsahmi sú prípustné pre interiér a exteriér obrobkov. Zodpovedajúce rozmery sú navyše uvedené na výkresoch.

Na stanovenie správneho procesu odhrotovania, aby sa dosiahol požadovaný výsledok, je potrebné najskôr určiť typ frézy.

Nie všetky otrepy sú rovnaké

Ak má niektorý komponent frézu, ktorá by sa mala odstrániť, musí sa najskôr určiť typ frézy. To sa robí tak, že sa zohľadnia materiálové vlastnosti materiálu, ako aj proces vytvárania otrepov.

Základné požiadavky na vytváranie otrepov sú:

Použitie plasticky deformovateľného materiálu
Sila pôsobiaca na materiál, zvyčajne vo forme reznej sily alebo posuvnej sily v súvislosti s výrobným procesom vytváraním otrepov.

Výrobné procesy tvoriace otrepy sú:

Archetypy (odlievanie, lisovanie, spekanie)
Tvarovanie (valcovanie, tvárnenie, vrúbkovanie)
Oddeľovanie (sústruženie, frézovanie, rezanie, pílenie, preťahovanie,…)
Spájanie (zváranie, odlievanie, •)

Ak sa pozriete na rôzne procesy, môžete vidieť, že vytvárajú rôzne vyvýšeniny. Toto školenie je založené na rôznych silách, ktoré pôsobia na komponent v závislosti od výrobného procesu.

Pozrime sa bližšie na tvorbu otrepov na príklade otvoru. Pri vŕtaní vznikajú 2 rôzne otrepy, jednak v oblasti vstupu do otvoru a jednak v oblasti výstupu z otvoru.

Otrepy, ktoré sa vyskytnú pri vstupe do otvoru, závisia od typu zapojenia vrtáka. Toto je vtlačené do obrobku na začiatku vytvárania otvoru a tým sa posúva materiál na povrch obrobku.

Na vŕtanie sa veľmi často používajú špirálové vrtáky s rýchlosťou rezania takmer 0 v strede nástroja. Vrták následne tlačí materiál pred seba v oblasti stredu vyvŕtaného otvoru, skôr než aby ho vyrezával z pevného materiálu. Pred výstupom z vrtu sa prebytočný materiál najskôr nafúkne dovnútra súčasti na dne vrtu. Ak vrták prerazí zem, zostávajúci materiál je ohnutý cez okraj a zostáva ako ostrap na vonkajšej strane vrtu.

Okrem sily použitej pri výrobnom procese má samotný materiál vplyv aj na tvorbu otrepov. Pre lepšie pochopenie najskôr niekoľko definícií rôznych pojmov:

Mriežka/krištáľ:
Ak sa pozriete na kovový materiál na atómovej úrovni, uvidíte, že atómy sú pravidelne usporiadané v priestore. Medzi týmito atómami sú veľké väzbové sily. Táto atómová zlúčenina sa nazýva aj kryštály. V závislosti od hustoty balenia a počtu atómov v jednotkovej bunke sa hovorí o rôznych mriežkových typoch. Existuje celkovo 7 rôznych hlavných typov mriežok (pozri tabuľku 1), pričom väčšina kovov kryštalizuje v kubickej alebo hexagonálnej forme. Niektoré kovy môžu tiež vytvárať rôzne typy mriežok v rôznych teplotných rozsahoch.

Mriežkový typ Tvar jednotkovej bunky (príklad)

Triclinic	Tehlová bridlica zo všetkých strán
Monoklinické	Tehla sklonená jedným smerom
Ortorombický	Normálna tehla
Tetragonálne	Kocka sa tiahla jedným smerom
Romboedrický	Kocka naklonená zo všetkých strán
Šesťhranný	Kus hexadecimálneho materiálu narezaný priamo
Kubický	Kocky

Jednotková bunka:
Pojem jednotková bunka popisuje najmenšiu objemovú jednotku vesmírnej mriežky, v ktorej sú zastúpené všetky znaky symetrie kryštálového systému. Vytvorenie priestorovej mriežky je možné simulovať periodickým posúvaním okrajov.

Ideálny kryštál je opísaný vyššie. Skutočný kryštál tiež berie do úvahy skutočnosť, že atómy v skutočnosti nemajú sférický tvar a nie sú v pokojovej polohe:

Konečné obmedzenie (to znamená povrch kovu)
Existencia narušených oblastí (voľné miesta, cudzie atómy, dislokácie)

Dislokácie:
Dislokácie sú chyby vedení, ktoré sa vyskytujú v sieti s vysokou hustotou. Ovplyvňujú vo veľkej miere vlastnosti materiálu a vyznačujú sa nasledujúcimi vlastnosťami:

Majú zmysel pre smer, to znamená, že sa navzájom priťahujú alebo odpudzujú.
Môžu sa pohybovať, to znamená, že spôsobujú deformáciu materiálu masívnym pohybom v mriežke
Sú príčinou vnútorných napätí a otužovania

Plastická deformácia:
V prípade plastickej deformácie sa hovorí o „materiálu“. Medzné napätie v materiáli je prekročené externe pôsobiacou silou definovanej veľkosti, ktorá spôsobí migráciu dislokácií a tým aj deformáciu príslušného materiálu. To sa deje v preferovaných rovinách a smeroch v súlade s geometriou mriežky.

Fyzikálne a technické vlastnosti materiálu sú preto určené jednak základnou mriežkou kryštálu, jednak typom, počtom a usporiadaním defektov mriežky a nemriežkových komponentov.

Správna vec pre každého

Rovnako ako existujú rôzne druhy otrepov, je možné ich odstrániť rôznymi spôsobmi. Najbežnejšie z nich sú stručne vysvetlené nižšie. Netvrdíme, že sme úplní, a preto sa ospravedlňujeme, ak nie je uvedený jeden alebo druhý postup.

Vibračné brúsenie/povrchová úprava valcov:
Vibračné brúsenie je jedným z najbežnejších procesov odhrotovania. Rovnako ako mnoho iných vecí, aj ľudia skopírovali túto metódu z prírody, kde piesok a voda drvia drsné skaly na hladké okruhliaky.

Správna kombinácia stroja, brúsneho kotúča, zmesi a vody umožňuje spracovanie takmer každého povrchu pomocou modernej výrobnej technológie. Obrobky sa ukladajú spolu s mlecím médiom do nádoby. Otáčaním a kmitaním nádoby sa vytvára relatívny pohyb medzi obrobkom a mlecím médiom, ktorý vedie k úberu materiálu.

Podľa požiadaviek je možné obrobky odihľovať, leštiť, vibrovať, odvápňovať, čistiť, vyhladzovať alebo takto zaobľovať hrany.

+ výhody

Komponenty je možné dodávať vo veľkom
Menej miesta ako iné metódy
Nie sú potrebné žiadne prípravky
Vysoká aplikačná dávka
Zaoblenie hrán

• Nevýhody

Zložité geometrie komponentov alebo vybrania sa nedajú úplne opracovať
Do otvorov je možné vkladať otrepy
Nie je vhodný pre nárazy citlivé alebo vysoko leštené komponenty.
Nie je možný žiadny definovaný úber materiálu
Nie je vhodný na prepojenie vo výrobnej linke na kusový tovar
Nie je vhodný pre veľké komponenty

Elektrochemické odhrotovanie:
Procesom „elektrochemického spracovania kovov“, skrátene ECM, je možné všetky vodivé materiály odihlovať bezdotykovo, bez tepelných, chemických alebo mechanických vplyvov. Obrobok je polarizovaný ako anóda (pozitívny), nástrojom je katóda. Elektricky vodivá kvapalina (roztok elektrolytu) uzatvára okruh.

Zjednodušene povedané, odhrotovanie ECM funguje nasledovne:
Obrobok je upnutý v prístroji a pozitívne nabitý pomocou generátora. Elektróda nástroja/katóda sa teraz privedie k obrobku vo vzdialenosti 0,5 × 2 mm v mieste, ktoré sa má ostrihať. Medzi obrobkom a nástrojom sa vytvorí takzvaná pracovná alebo pracovná medzera. Cez ňu prechádza roztok elektrolytu. Ak je teraz na obrobok a elektródu privedené jednosmerné napätie, preteká elektrický prúd cez pracovnú medzeru a spôsobuje výmenu náboja alebo proces rozpúšťania. Pomocou tejto metódy je možné následne riadiť intenzitu odstraňovania otrepov pomocou obrábacieho napätia a času.

+ výhody

Možné cielené odihlovanie tvaru vybraných bodov
Mechanické vlastnosti nemajú žiadny vplyv na obrobiteľnosť
Funguje bez kontaktu
Z hľadiska technologického postupu je nástroj bez opotrebenia
Súčasti nepodliehajú žiadnemu tepelnému namáhaniu
Žiadny sekundárny hrebeň
Čiastočne krátke časy odihlovania

- Nevýhoda

Komponent musí byť kovový
Nie je možné použiť bežné materiály a konštrukčné princípy
Súčiastky musia byť bez triesok a mastnoty
Po odhrotovaní ECM musia byť komponenty očistené v čistej vode
Možno bude potrebné uchovať komponenty
V závislosti od geometrie komponentu nie je možné ľahko implementovať ďalšie kontúry

Tepelné odhrotovanie:
Tepelné odhrotovanie alebo správne tepelno-chemické odhrotovanie je jedným z necielených procesov obrábania. Poskytuje sa iba odstránenie hrebeňa. Takmer všetky oxidačné materiály je možné odhrotovať.

Počas tepelného odhrotovania sa obrobok nachádza v odhrotovacej komore. Toto je naplnené zmesou kyslíka a paliva a zapálené zápalnou iskrou alebo žhaviacou dráhou. V závislosti od zmesi a množstva plynu je možné dosiahnuť až 3 000 ° C. Samotný obrobok sa ohrieva iba nevýznamne (približne 100 • 190 ° C, v závislosti od jeho tepelnej kapacity).

Prudký nárast teploty prehreje všetky oblasti obrobku, ktorých povrch je v porovnaní s ich objemom veľmi veľký. Spravidla ide o otrepy, ktoré sa v dôsledku výsledného hromadenia tepla najskôr zapália a potom zhoria.

+ výhody

Odstránenie otrepov na neprístupných miestach
Absolútna sloboda od otrepov
Univerzálny proces bez viazania obrobku
Veľmi krátky čas cyklu

- Nevýhoda

Žiadne definované zaoblenie hrán
Iba pre oxidujúce materiály
Nevhodné pre kalené komponenty
Obrobky s väčším objemom je možné odhrotovať iba obmedzene
Musí byť bez uvoľnených triesok a mastnoty
Ako následná liečba je potrebné ponorenie do veľmi zriedenej kyslej zmesi

Odihlovanie vysokotlakovým vodným lúčom:
Pri odstraňovaní ostrapov vysokotlakovým vodným lúčom sa otryskáva v najtenšom dostupnom mieste. Do vody sa často pridáva abrazívne médium, aby sa zlepšil abrazívny účinok. Tento proces odhrotovania je zvlášť vhodný pre obrobky z ľahkých kovov. Dúchadlo nasmeruje vodný lúč na miesto, ktoré sa má odhrotovať. Tu sa nanáša na obrobok pomocou dýz. Voda má zvyčajne 600 až 1 000 bar. Výhoda: cielené odstraňovanie otrepov, vhodné pre veľké série, odihlovanie, odstraňovanie triesok a čistenie v jednej operácii naprogramované pozície sa očistia.

+ výhody

Môžu sa spracovať aj komplikované obrobky
Cielené odstránenie otrepov
Veľmi vhodný pre veľké série
Odstránenie otrepov, odstránenie triesok a čistenie v jednej operácii

- Nevýhoda

Veľké úsilie pri programovaní pre stroj riadený CNC
Pomerne dlhé dodacie lehoty
Veľké úsilie pri manipulácii
Odihlovanie iba na naprogramovaných miestach
Zmeny v povrchovej štruktúre v dôsledku abrazívneho média

Mechanické odhrotovanie (pomocou robota):
Pri mechanickom odhrotovaní sa počíta každé odstránenie materiálu alebo každá obrábacia práca, ktorá sa vykonáva pomocou motorového náradia a ktorej cieľom je odstránenie otrepov na súčasti. Patria sem aj všetky operácie manuálneho odhrotovania. Materiál sa odstráni pomocou reznej hrany, ktorá môže byť geometricky určená (napr. Fréza, pilník) alebo neurčitá (napr. Brúsny pás, kefa).

V minulosti sa to takmer výlučne uskutočňovalo pomocou pracovných staníc na ručné odihlovanie, dnes sa však úlohy mechanického odhrotovania čoraz viac zmocňujú roboty. To si predovšetkým vyžaduje nasledujúce požiadavky na komponenty a výrobný proces moderného priemyslu:

Výsledok odhrotovania nezávislý od starostlivosti a výkonu zamestnanca
Zabezpečenie procesu
Zníženie výrobných nákladov racionalizáciou
Znížte stres na pracovníka v dôsledku nečistôt, hluku, veľkých váh atď.
Zvýšenie produktivity
Zníženie priestorových požiadaviek

Mechanické odhrotovanie pomocou robotov je vhodné na rôzne úlohy odhrotovania a ako riešenie automatizácie sa dá ľahko integrovať do existujúcich výrobných liniek. Bežné je tiež priame spojenie s obrábacím centrom na ďalšie nakladanie a vykladanie.

Existujú dva rôzne varianty odhrotovania pomocou robota. Vo variante 1 sa komponent privádza do rôznych nástrojov na spracovanie pomocou robota. Tento proces je vhodný pre malé a stredné hmotnosti a rozmery komponentov.

Obrázok: Odihlovanie obrobku

Variant 2 sa často používa s veľkými hmotnosťami obrobkov. Obrobok je fixovaný v definovanej polohe a robot vedie nástroje k obrysom, ktoré sa majú odihľovať.

Obrázok: Odihlovanie vedené nástrojom

V obidvoch prípadoch je možné pre veľký počet obrysov vygenerovať definovanú fázu, ktorá zohľadní geometriu ostria, uhol nábehu, rýchlosť posuvu, dobu zotrvania a vlastnosti materiálu.

+ výhody

Flexibilné spracovanie
Môžu sa použiť rôzne nástroje
Môže byť rozšírený o prípravné alebo následné procesy (čistenie odliatkov, leštenie,…)
Odstránenie silných otrepov
Vhodný pre diely s veľkým objemom
Môže byť použitý pre rôzne rozmery a hmotnosti komponentov
Zaznamenajú sa všetky prístupné kontúry, ktoré sa majú odhrotovať
Možno pripojiť priamo k obrábaciemu centru bez akýchkoľvek prídavkov

- Nevýhoda

Veľké programovacie úsilie
Čiastočne vysoké investičné náklady
V priesečníkoch otvorov zostáva koreňový hrebeň
Z dôvodu prístupnosti nie je možné každý obrys spracovať bez obmedzení

Hobby kôň WMS

Od roku 1986 sa spoločnosť zaoberá mechanickým presným odihlovaním rôznych komponentov. Aplikácie na odstraňovanie ostrapov na báze robotov, ktoré boli pôvodne vyvinuté ako súčasť spoločnosti SIG Švajčiarsko pre ich vlastný produkt, sa čoskoro dostali k zákazníkom mimo skupiny.

V roku 1994 založili vlastnú spoločnosť a prevzali zákazníkov, technológie a patenty od spoločnosti SIG. Odvtedy spoločnosť WMS-engineering Werkzeuge - Maschinen - Systeme GmbH navrhuje, stavia a programuje spoľahlivé a bezpečné procesy odihlovania v oblasti robotického odhrotovania.