Als ich kürzlich einige Artikel über manuelles Schaben durchstöberte, stieß ich auf ein sehr interessantes Phänomen. Im Internet gibt es viele unterschiedliche Meinungen darüber, ob Werkzeugmaschinen weiterhin manuelles Schaben benötigen und ob Schleifen das manuelle Schaben vollständig ersetzen kann. Das ließ mich in tiefes Nachdenken verfallen. Schließlich spielt das manuelle Schaben im Bereich der maschinellen Werkzeugbearbeitung seit jeher eine unersetzliche Rolle. Mit der Entwicklung der Technologie haben sich jedoch ihre Anwendungsszenarien und -methoden stark verändert. Lassen Sie uns heute dieses Thema ausführlich besprechen.
Schaben ist ein Endbearbeitungsprozess, bei dem Schaber, Referenzflächen, Messwerkzeuge und Indikatoren zur manuellen Bedienung beim Schleifen von Punkten, Messen und Schaben verwendet werden, damit das Werkstück den im Prozess festgelegten Anforderungen an Größe, Geometrie, Oberflächenrauheit und Dichtheit entspricht.
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Der „harte Kern“-Wert des manuellen Schabens
Erstens seine Vorteile bei der hochpräzisen Oberflächenbehandlung. Der manuelle Schaber entfernt jedes Mal ein paar Mikrometer bis mehrere zehn Mikrometer Material, und durch eine schrittweise Feinabstimmung kann die Ebenheit unter 0,001 mm/m und die Oberflächenrauheit Ra unter 0,1 μm erreicht werden. Ist diese Präzision nicht erstaunlich? Die Passflächen wichtiger Komponenten wie Werkzeugmaschinenführungsschienen, Werkbänke und Lagersitze erfordern eine hohe Kontaktsteifigkeit. Im Allgemeinen sind 8 bis 20 Kontaktpunkte auf einer Fläche von 25 mm × 25 mm erforderlich, um sicherzustellen, dass die Bewegung der Werkzeugmaschine präzise und stabil ist. Diese äußerst präzise Kontaktgleichmäßigkeit ist durch gewöhnliche mechanische Bearbeitung wie Schleifen und Fräsen nicht einfach zu erreichen.
Die zweite ist die komplexe Oberflächenbearbeitung und Montagekorrektur. Bei unregelmäßigen Oberflächen wie Bogenführungsschienen, speziell-geformten Verbindungsflächen oder dynamischer Präzisionsanpassung nach dem Zusammenbau mehrerer-Komponenten, wie etwa der Abstimmung von Führungsschienen und Gleitstücken, Spindeln und Lagern, kommen die Vorteile des manuellen Schabens zum Tragen. Erfahrene Meister können in Echtzeit Beurteilungen und Korrekturen entsprechend den tatsächlichen Bedingungen vornehmen. Diese Flexibilität kann die Mängel der automatisierten Verarbeitung gerade noch ausgleichen. Beispielsweise müssen bei hochpräzisen Koordinatenbohrmaschinen und Zahnradschleifmaschinen die wichtigen Passflächen mit „null Spiel“ zusammengebaut werden, was eigentlich untrennbar mit dem manuellen Schabevorgang verbunden ist.
Gleichzeitig ist es auch für die Fehlerkompensation und Präzisionswartung von großer Bedeutung. Nach längerem Einsatz einer Werkzeugmaschine ist es unvermeidlich, dass die Präzision aufgrund von Verformung und Verschleiß nachlässt. Zu diesem Zeitpunkt kann das manuelle Schaben lokale Fehler gezielt beheben und die Lebensdauer der Geräte verlängern. Diese Rolle ist besonders wichtig in Bereichen wie Präzisionsinstrumenten und Luft- und Raumfahrtverarbeitungsgeräten, die eine extrem hohe Präzision und Stabilität erfordern.
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Die „Veränderung und Invarianz“ der Scraping-Technologie
Allerdings hat der aktuelle technologische Fortschritt tatsächlich Veränderungen mit sich gebracht. Einerseits hat die automatisierte Verarbeitung einige Prozesse ersetzt. Beispielsweise können CNC-Ultrapräzisionsschleifen, Führungsbahnschleifer mit einer Genauigkeit von 0,1 μm und chemisch-mechanisches CMP-Polieren in der Schleiftechnologie die hochpräzise Bearbeitung einiger Ebenen und zylindrischer Oberflächen bewältigen, und die Nachfrage nach dem Schaben einfacher Ebenen ist nicht mehr so groß wie zuvor. Andererseits unterstützen Werkzeug-Upgrades auch das Schaben. Scraping basiert nicht mehr ausschließlich auf Erfahrung. Präzisionsprüfgeräte wie Laserinterferometer und drei -Koordinatenmessgeräte haben sich als nützlich erwiesen. Der Ort und die Menge des Scrapings richten sich nach der Datenquantifizierung, die sich von früher „erfahrungsorientiert“ zu „datengesteuert“ geändert hat, und die Effizienz und Konsistenz wurden erheblich verbessert.
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Die „Schmerzpunkte“ der Scraping-Technologie
Allerdings hat das manuelle Schaben auch seine eigene Schwelle. Es ist nicht einfach, einen erfahrenen Schabetechniker auszubilden. Es braucht jahrelange Erfahrung, um sich anzusammeln. Die Beurteilung der Verteilung der Kontaktpunkte und die Steuerung der Abstreifkraft sind alles Wissenswerte. Der Schulungsaufwand ist hoch. In der Branche herrscht noch immer ein Mangel an qualifizierten Technikern. Einige Unternehmen haben versucht, eine Technologie zum Schaben von Robotern zu entwickeln, bei der kraftgesteuerte Roboter eingesetzt werden, um manuelle Aktionen zu simulieren. In Bezug auf die Anpassungsfähigkeit und Präzisionsstabilität komplexer Oberflächen ist diese jedoch immer noch etwas schlechter als manuelle Arbeit und kann vorerst nicht vollständig ersetzt werden.
Betrachtet man die aktuelle Anwendungssituation in der Branche, so sind hochpräzise Werkzeugmaschinen immer noch stark auf manuelles Schaben angewiesen. Bei Werkzeugmaschinen mit Präzisionsstufen über IT3, wie etwa hochpräzise Koordinatenschleifmaschinen und Maschinen zur Bearbeitung optischer Linsen, ist das manuelle Schaben noch immer ein Schlüsselprozess, der 30–50 % der Bearbeitungszeit wichtiger Komponenten ausmachen kann. Bei Werkzeugmaschinen der mittleren - und unteren - Preisklasse ist die Situation anders. Gewöhnliche CNC-Werkzeugmaschinen haben eine Präzision von IT6-IT7, und die meisten von ihnen verwenden Schleifen und passendes Schleifen, sodass Schaben viel seltener zum Einsatz kommt. Aus Sicht zukünftiger Trends wird sich das manuelle Schaben schrittweise in eine „Präzisionsmontagekorrektur“ verwandeln und mit der automatisierten Verarbeitung kooperieren, anstatt vollständig ersetzt zu werden.
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Arten von Kratzmustern
Abschließend werde ich verschiedene Arten von Schabemustern vorstellen, z. B. Bogenmuster, Quadratmuster, Wellenmuster und Fächermuster. Zu den Bogenmustern zählen hauptsächlich Mondmuster und Schwalbenmuster.
(1) Bogenmuster und Schabemethoden. Lassen Sie das Messer zunächst mit der linken Seite der Schaberklinge fallen und schaben Sie dann diagonal von links nach rechts (wie in Abbildung a unten gezeigt). Gleichzeitig sollte das linke Handgelenk gedreht werden, damit die Klinge von links nach rechts schwingt (wie in Abbildung b unten gezeigt), sodass das Schaben der Klinge von links nach rechts übergeht. Die Längslänge des Messerabdrucks beträgt im Allgemeinen etwa 10 mm. Der gesamte Schabevorgang ist sofort abgeschlossen, so dass verschiedene Lichtbogenmuster ausgeschabt werden können. Sie können auch schräg von rechts nach links schaben, indem Sie mit dem linken Handgelenk nach unten drücken und das rechte Handgelenk drehen, um die Klinge von rechts nach links schwingen zu lassen, sodass das Schaben der Klingenkante von rechts nach links übergeht.
Grundlegende Schabemethode für Bogenmuster
Grundlagen zum Schaben von Lichtbogenmustern: Aufgrund unterschiedlicher Schälbedingungen und Arbeitsmethoden variieren auch Form und Winkel der herausgeschabten Lichtbogenmuster erheblich. Zunächst sollten Sie auf die Auswahl eines geeigneten Schabers achten, da die Breite, Dicke, der Radius des Klingenbogens und die Größe des Keilwinkels einen gewissen Einfluss auf die Form des Bogenmusters haben. Zweitens sollten Sie in der Lage sein, die Amplitude der Handgelenksdrehung und die Länge des Stoß- und Schabehubs beim Schaben zu steuern. Drittens sollten Sie die elastische Wirkung des Klingenkopfes nutzen. Generell gilt: Je größer die Amplitude der Handgelenksdrehung und je kürzer der Stoß- und Schabhub, desto kleiner sind Winkel und Form des herausgeschabten Bogenmusters, wie in Abbildung c oben dargestellt.
1) Mondmuster und Schabemethode. Zeichnen Sie vor dem Schaben mit einem Bleistift Quadrate mit einem bestimmten Abstand auf die Oberfläche des Werkstücks. Verwenden Sie beim Schaben einen feinen Schaber mit einer Bogenklinge, wobei die Mittellinie der Klingenebene in einem 45-Grad-Winkel zur Längsmittellinie der Werkstückoberfläche steht, und schaben Sie von der Vorderseite zur Rückseite des Werkstücks.
2) Schluckmuster und Schabemethode. Das Schwalbenmuster ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Zeichnen Sie vor dem Schaben mit einem Bleistift Quadrate mit einem bestimmten Abstand auf die Oberfläche des Werkstücks. Verwenden Sie beim Schaben einen feinen Schaber mit einer Bogenklinge, wobei die Mittellinie der Klingenebene in einem 45-Grad-Winkel zur Längsmittellinie der Werkstückoberfläche steht, und schaben Sie von der Vorderseite zur Rückseite des Werkstücks. Die übliche Schabemethode ist:
Kratzen Sie zunächst mit dem ersten Messer ein Bogenmuster aus und kratzen Sie dann etwas unterhalb des ersten Bogenmusters ein zweites Bogenmuster aus, sodass ein schwalbenähnliches Muster ausgekratzt werden kann, wie in Abbildung b oben gezeigt.
(2) Quadratisches Muster und Schabemethode. Das quadratische Muster ist in der Abbildung unten dargestellt. Zeichnen Sie vor dem Schaben mit einem Bleistift Quadrate mit einem bestimmten Abstand auf die Oberfläche des Werkstücks. Beim Schaben steht die Mittellinie der Klingenebene in einem 45-Grad-Winkel zur Längsmittellinie der Werkstückoberfläche und das Schaben erfolgt von der Vorderseite zur Rückseite des Werkstücks. Die grundlegende Schabemethode ist: Verwenden Sie einen schmalen Schaber mit einer geraden Kante (oder einer Bogenkante mit großem Radius), um das Schaben über kurze Entfernungen durchzuführen. Nachdem Sie das erste Quadrat herausgekratzt haben, sollten Sie einen quadratischen Raum zwischen dem ersten Quadrat lassen und dann das zweite Quadrat herauskratzen.
(3) Wellenmuster und Schabemethode. Das Wellenmuster ist in Abbildung a unten dargestellt. Zeichnen Sie vor dem Schaben mit einem Bleistift Quadrate mit einem bestimmten Abstand auf die Oberfläche des Werkstücks. Beim Schaben sollte die Mittellinie der Klingenebene parallel zur Längsmittellinie der Werkstückoberfläche verlaufen und von der Rückseite zur Vorderseite des Werkstücks geschabt werden. Die grundlegende Schabemethode ist: Verwenden Sie zum Schaben einen Schaber mit Kerben, wählen Sie die Position des Messerabwurfs (normalerweise den Schnittpunkt) und bewegen Sie sich dann diagonal nach links, nachdem das Messer abgesenkt ist. Wenn eine bestimmte Länge erreicht ist (normalerweise der Schnittpunkt), bewegen Sie sich diagonal nach rechts, um an eine bestimmte Position zu schaben, und starten Sie dann das Messer, wie in Abbildung b unten gezeigt.
(4) Fächermuster und Schabemethode. Das Fächermuster ist in Abbildung a unten dargestellt. Zeichnen Sie vor dem Schaben mit einem Bleistift Quadrate und Winkellinien in einem bestimmten Abstand auf die Oberfläche des Werkstücks. Um das fächerförmige Muster abzukratzen, müssen Sie einen Schaber mit Hakenkopf-verwenden (wie in Abbildung b unten gezeigt). Das rechte Ende der Klinge sollte geschärft sein, das linke Ende sollte leicht stumpf sein und die Klingenlinie sollte gerade sein. Die grundlegende Schabemethode ist:
Wählen Sie eine gute Messerabwurfposition (normalerweise die Kreuzung), halten Sie die linke Hand 50 mm von der Klinge entfernt, drücken Sie sie nach links, nehmen Sie das linke Ende der Klinge als Mittelpunkt des Kreises und drehen Sie die rechte Hand im Uhrzeigersinn. Der Drehwinkel beträgt im Allgemeinen 90 Grad und 135 Grad. Das richtige fächerförmige Muster ist in Abbildung c oben dargestellt. Aufgrund der ungeeigneten Kraft können leicht beide Enden gleichzeitig abgekratzt werden, wodurch das in Abbildung d oben gezeigte Muster entsteht. Auf diese Weise werden die abgekratzten Musterspuren zu flach, was ein falsches Muster darstellt.
Letztlich ist das manuelle Schaben immer noch unverzichtbar für die hochpräzise Abstimmung von Schlüsselkomponenten von Präzisionswerkzeugmaschinen, komplexe Oberflächenbearbeitung und Montagepräzisionskorrektur. Obwohl sich die automatisierte Verarbeitungstechnologie verbessert hat, haben die Flexibilität, das Erfahrungsurteil und die Mikrokorrekturmöglichkeiten des Schabens es zum Kernprozess der „letzten Meile“ der Präzisionsfertigung gemacht, insbesondere in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, optische Instrumente und hochpräzise Formen. Seine Rolle ist unersetzlich. Da die Erkennungstechnologie und -tools in Zukunft immer weiter verbessert werden, wird sich das manuelle Scraping stärker auf datenbasierte-Anleitungen stützen und sich in eine effizientere und genauere Richtung entwickeln, anstatt vollständig abgeschafft zu werden.
Inhaltsquelle: Machinist Machine Tool World, Baidu Library,
Herausgeber dieser Ausgabe: Xiao Ai
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