Basierend auf der umfassenden Analyse der Verarbeitungseigenschaften und Grateigenschaften von Schalenteilen wird die Technologie des aktiven Entgratens durch mechanische Bearbeitung vorgeschlagen und in Kombination mit den für typische Teile wie Schalenlöcher, Oberflächen und Rillen geeigneten Entgratungsmethoden und -werkzeugen untersucht Tatsächliche Produktion, von der Quelle des Verarbeitungsprozesses bis zur schrittweisen Steuerung, Umstellung des passiven Entgratens auf aktives Entgraten, wodurch die mechanisierte Verarbeitung des Entgratens realisiert, der Arbeitsaufwand reduziert und die Qualität der Produktverarbeitung verbessert wird.
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Präambel
Schalenteile zeichnen sich durch eine komplexe Struktur und eine hohe Verarbeitungspräzision aus. Mit der Anwendung und Förderung fortschrittlicher Fertigungstechnologien wird der Wettbewerb in der Fertigungsindustrie immer härter [1] und auch die Anforderungen der Kunden an Produktqualität und Verarbeitungseffizienz steigen. Bei unserer Gratmethode werden jedoch weiterhin Werkzeuge mit Schleifmitteln wie Feilen, gebundenen Schleifscheiben, Spateln, Drahtbürsten, Nadelbürsten, Schleifbändern und Schleifsteinen verwendet, und Grate werden manuell von den Bearbeitungsteilen des Produkts entfernt. Derzeit ist diese Methode weit davon entfernt, den Bedürfnissen der Kunden gerecht zu werden. Das Zweigwerk hat nach und nach erkannt, dass das Entgraten ein wichtiger Faktor ist, um die Sauberkeit der Schale zu verbessern. Wie man die Wirkung und Qualität des Entgratens verbessern kann, ist zu einem wichtigen Thema geworden. Die Qualität der Endbearbeitung und das Erscheinungsbild sind sehr wichtig. Laut der Umfrage kann das derzeit wichtige Glied der Sauberkeitskontrolle die aktive Entgratungstechnologie [2] nutzen, um bei der Bearbeitung entstehende Grate zu entfernen, die Bearbeitungsqualität von Teilen zu verbessern und durch Grate verursachte Sauberkeitsprobleme zu vermeiden [3].
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traditionelle Entgratungsmethode
Bei der Herstellung von Schalenteilen kommt es immer wieder zu Graten oder Graten an der Verbindungsstelle der bearbeiteten Flächen [2]. Der Inhalt des Entgratens besteht hauptsächlich darin, die Dornen oder Grate zu entfernen, die sich um die Bearbeitungsteile der Schalenteile bilden. Bei Schalenteilen sind die Hauptbearbeitungsmerkmale Löcher, Flächen und Nuten, und Grate treten hauptsächlich an den Kanten dieser Merkmale auf. Die traditionelle Entgratungsmethode ist relativ rückständig und die Verarbeitungseffizienz ist gering, was sich direkt auf den Lieferzyklus und die Verarbeitungsqualität des Produkts auswirkt. Die traditionellen Methoden zum Entgraten von Mantelgewinden sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Tabelle 1 Traditionelle Methoden zum Entgraten von Mantelgewinden
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Klassifizierung von Schalengraten
Entsprechend den Anforderungen an das Aussehen, die Form und die Größe der Grate im Schneidprozess (siehe Abbildung 1) werden die Grate im Bearbeitungsprozess entsprechend ihrer Größe in Mikrograte, kleine Grate und große Grate unterteilt (siehe Tabelle 2).
H ist die Grathöhe, also der maximale Abstand zwischen der Werkstückendfläche und dem Gratquerschnittsprofil, gemessen am Querschnitt; B ist die Dicke der Gratwurzel, d. h. der konvexe Punkt des Grats, gemessen an der Endfläche des Werkstücks, bis zur idealen Bearbeitungsfläche des Werkstücks. Der Abstand zwischen; r ist der Radius des Gratwurzelkreises, der eine der am Querschnitt gemessenen Gratquerschnittsabmessungen darstellt.
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Bearbeitungsentgratungsmethode
Die maschinelle Bearbeitung ist die Quelle der Gratbildung und auch der entscheidende Punkt der Gratkontrolle. Um die Bearbeitungsqualität der Gratentfernung weiter zu verbessern und die Bearbeitungseffizienz von Teilen sicherzustellen, wird die Methode der numerischen Steuerungsbearbeitung übernommen, die der Gewährleistung der Bearbeitungsqualität von Schalenteilen förderlicher ist. Befolgen Sie gemäß der Aufteilungsmethode der Gratgröße das Prinzip des Grats von groß zu klein, von klein zu keinem [3], um eine schrittweise Kontrolle und Entfernung durchzuführen.
Die Grundprinzipien der Schalengratkontrolle: Erstens ist es notwendig, die bei der Verarbeitung entstehenden großen Grate zu beseitigen und die Entstehung von kleinen und Mikrograten zu reduzieren, um den Arbeitsaufwand für die spätere Gratentfernung zu verringern; Zweitens muss das Werkzeug während der Bearbeitung scharf sein, damit beim Schneiden keine großen Grate entstehen. Wenn ein großer Grat auftritt, sollte das Werkzeug rechtzeitig ausgetauscht werden, um sicherzustellen, dass die Größe des Grats innerhalb eines kontrollierbaren Bereichs liegt; Schließlich sollten bei der Verarbeitung bestimmte Verarbeitungsprinzipien befolgt werden, um sicherzustellen, dass die Gratrichtung in eine bestimmte Richtung weist. Erleichtern Sie das Entfernen von Teilen. Die spezifische Methode ist wie folgt.
(1) Hinter dem ersten Loch Die Schale wird hauptsächlich mit Löchern bearbeitet, und Grate treten häufig innerhalb der Löcher oder am Rand der bearbeiteten Oberfläche auf. Bei dieser Art der Bearbeitung kann durch die Methode, zuerst das Loch zu bearbeiten und dann die Oberfläche zu bearbeiten, weniger oder gar kein Grat auf der bearbeiteten Oberfläche erzielt werden [4].
(2) Passen Sie die Verarbeitungsreihenfolge an. Bei sich kreuzenden oder sich kreuzenden Lochsystemen treten Grate normalerweise an der Verbindungsstelle zweier Löcher auf. Das Kontrollprinzip für diesen Grattyp besteht darin, die Bearbeitungssequenz so anzupassen, dass der Grat in einer Position erzeugt wird, die eine Gratbeobachtung und eine einfache Entfernung ermöglicht.
(3) Ändern Sie den Werkzeugweg. Beim Gegenlauffräsen verschleißen die Zähne schnell und die Qualität der bearbeiteten Oberfläche ist schlecht. Beim Gleichlauffräsen kommt es beim Gegenlauffräsen nicht zum Gleitphänomen der Fräszähne, der Grad der Kaltverfestigung wird stark reduziert und die Qualität der bearbeiteten Oberfläche ist höher.
(4) Optimierung der Schnittparameter Entsprechend den bei der Bearbeitung von Schalenteilen ausgewählten Schneidwerkzeugen und Schnittparametern wird eine CNC-Werkzeugschnittparameterbibliothek erstellt, um vor Ort eine bessere Kontrolle der Größe und Bildung von Graten während der Bearbeitung zu ermöglichen.
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Entgratungsverfahren für typische Merkmale von Schalenteilen
Schalenteile werden hauptsächlich durch die Überlagerung von drei Arten von Merkmalen gebildet: Löcher, Oberflächen und Schlitze [5]. Die Lochfunktionen dienen hauptsächlich der Bereitstellung hydraulischer Energie und der Bewegung durch den Ölkreislauf. Oberflächenmerkmale sind hauptsächlich die Merkmale von Verbindungslöchern und Lochsystemen, die die Einheiten von Schalenteilen bilden; Rillenmerkmale sind hauptsächlich die Verbindung zwischen Verbindungslöchern und Lochsystemen, was praktisch ist. Der Ölkreislauf ist angeschlossen.
5.1 Entgratungsmethode für Lochmerkmale
(1) Klassifizierung von Lochmerkmalen Löcher sind eines der häufigsten Merkmale von Schalenteilen. Entsprechend der Komplexität ihrer Bearbeitung lassen sich Löcher in einfache Lochsysteme und komplexe Lochsysteme einteilen. Das einfache Porensystem besteht hauptsächlich aus einem einzigen Element, das die Pore bildet, und die Struktur ist einfach; Das komplexe Porensystem besteht aus mehreren Elementen und weist eine komplexe Struktur auf.
(2) Merkmale von Lochgraten Lochmerkmale werden hauptsächlich durch Bohren bearbeitet, und die Grate befinden sich hauptsächlich an der Kante von Lochmerkmalen [6]. Die Verarbeitungselemente des einfachen Lochsystems sind einzeln und die Grate konzentrieren sich hauptsächlich auf die Teile des Bohrlochs und des Bohrlochs (siehe Abbildung 2). Der Rand jedes Verarbeitungsschritts.
Bild a) Bohren in den Grat b) Bohren aus dem Grat
Abbildung 2 Ein- und Ausbohren von Graten
(3) Methode zum Entfernen von Lochgratmerkmalen ① Einfache Methode zum Entfernen von Lochgratmerkmalen. Einfache Lochsystemgrate konzentrieren sich hauptsächlich in den Bohrlöchern und Bohrlöchern. Die Größe der gebohrten Grate ist relativ gering und die Grate befinden sich hauptsächlich auf der Bearbeitungsoberfläche der Teile. Um solche Grate zu entfernen, kann mit einem speziellen Rundungs- und Anfaswerkzeug ein entsprechendes Bearbeitungsprogramm erstellt werden, um die nach der Lochbearbeitung entstehenden Grate zu entfernen; Zum Ausbohren der Grate Der Bohrer ist relativ groß und es ist schwierig, den Grat zu entfernen. Entsprechend den tatsächlichen Verarbeitungsbedingungen der Schale kann die Verweilzeit während des Bohrvorgangs erhöht werden, um sicherzustellen, dass der Bohrer während des Bohrvorgangs den Grat entfernt. ②Entfernungsmethode für komplexe Porensystemgrate. Bei der Bearbeitung komplexer Löcher werden oft kleine Merkmale miteinander kombiniert. Bei herkömmlichen Bearbeitungsmethoden werden Werkzeuge mit unterschiedlichen Durchmessern verwendet, um sie entsprechend den Bearbeitungseigenschaften der Teile zu bearbeiten. Dies führt leicht dazu, dass sich die bei der Bearbeitung entstehenden Grate an den Kanten konzentrieren, wenn Teile mit unterschiedlichen Durchmessern bearbeitet werden, was zu größeren Graten führt. Um die Entstehung solcher Grate zu reduzieren, klären Sie die Verarbeitungseigenschaften der Schalenteile und entwerfen Sie ein spezielles kombiniertes Werkzeug (siehe Abbildung 3), um sicherzustellen, dass das Lochsystem gleichzeitig bearbeitet und geformt wird. Dadurch wird nicht nur die Bearbeitungseffizienz des Lochsystems verbessert, sondern auch das Auftreten von Graten verringert. Erzeugt, wodurch der Arbeitsaufwand für die anschließende Gratentfernung verringert wird.
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a) Merkmalslochsystem b) Werkzeug
Abbildung 3 Komplexes Lochsystem und sein spezielles Kombinationswerkzeug
5.2 Kontroll- und Entfernungsmethoden von Oberflächengraten
(1) Klassifizierung von Oberflächenmerkmalen Oberflächen sind die Grundelemente, aus denen Schalenteile bestehen und hauptsächlich auf den Außenflächen von Schalenteilen vorhanden sind. Entsprechend ihrer Regelmäßigkeit können sie in regelmäßige Ebenen und unregelmäßige Ebenen unterteilt werden. Die regelmäßige Ebene bezieht sich hauptsächlich auf die regelmäßige Form der Ebene mit Grenzen; Die unregelmäßige Ebene bezieht sich hauptsächlich auf die gekrümmte Oberfläche im Verarbeitungsprozess, und diese Art von Ebene ist uneben [7].
(2) Oberflächengratmerkmale Oberflächenmerkmale werden hauptsächlich durch Fräsen bearbeitet, und Grate werden hauptsächlich an der Kante erzeugt. Nach der Bearbeitung des regulären Hobels sind die Grate hauptsächlich am Rand des Hobels vorhanden; Nachdem die unregelmäßige Ebene bearbeitet wurde, sind die Grate hauptsächlich am Rand der unregelmäßigen Ebene vorhanden. Solche Grate sind stark verdeckt und bei der Bearbeitung nur schwer zu entfernen.
(3) Methode zur Entfernung von Oberflächengratmerkmalen ①Methode zur Entfernung regelmäßiger Oberflächengrate. Die regelmäßige Oberfläche wird im Allgemeinen mit einem Planfräser entlang der Kontur des Teils bearbeitet, und die erzeugten Grate konzentrieren sich hauptsächlich am Rand der Oberfläche. Zur Entfernung solcher Grate wird zunächst das Gegenlauffräsen eingesetzt, um die Entstehung großer Grate zu reduzieren, anschließend wird das entsprechende Bearbeitungsprogramm erstellt und die Grate entlang der Kante der regelmäßigen Ebene mit einem Werkzeug mit Kreisbogen entfernt um sicherzustellen, dass die Kontaktteile glatt und gratfrei sind. ②Entfernungsmethode für unregelmäßige Oberflächengrate. Nach der Bearbeitung der unregelmäßigen Oberfläche weist die Oberfläche unterschiedliche Höhen auf. Wenn Sie ein Werkzeug mit einem R-Winkel verwenden, um Grate entlang der Form des Teils zu entfernen, kann es leicht zu Überschnitten kommen oder nicht entfernt werden. Entwerfen und fertigen Sie zu diesem Zweck ein spezielles schwimmendes Entgratungswerkzeug [8] (siehe Abbildung 4), wählen Sie entsprechend den Eigenschaften des graterzeugenden Teils verschiedene Entgratungsschleifköpfe aus (siehe Abbildung 5) und entfernen Sie den Grat entlang der Bearbeitungskante das Teil, bis keine deutlichen Grate und Höhen mehr zu sehen sind.
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Abbildung 4 Schwimmendes Entgratungswerkzeug
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Abbildung 5 Entgratungsschleifkopf
5.3 Methode zur Kontrolle und Entfernung von Rillengraten
(1) Klassifizierung von Nutmerkmalen Nutmerkmale konzentrieren sich hauptsächlich auf die Oberfläche des Teils und die Verbindung des Lochsystems. Aufgrund seiner starken Verschleierung kann es je nach realisierter Funktion in Ringnuten, Sonderformnuten und T-förmige Nuten unterteilt werden (siehe Abb. 6), wobei es sich hauptsächlich um die Ringnut [9] und die Sonderformnut handelt Wird zur Montage des Gummirings verwendet. Da während des Montagevorgangs kein Ölaustritt und keine Ölleckage auftreten darf, sind die Anforderungen an die Entfernung des Kantengrats relativ streng und die Kante muss gleichmäßig und glatt sein. Der T-förmige Schlitz existiert hauptsächlich im Lochsystem und wird hauptsächlich durch das Lochsystem selbst abgedichtet. Da der Gummiring jedoch während des Montagevorgangs durch die Kante des T-förmigen Schlitzes geführt werden muss, ist es erforderlich, dass der Schnittpunkt des T-förmigen Schlitzes und des Lochs regelmäßig und glatt ist, um Grate zu vermeiden die Schürze zerkratzen.
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a) Ringnut
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b) Geformte Nut
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c) T-Nut
Abbildung 6 Slot-Feature-Klassifizierung
(2) Methode zur Entfernung des charakteristischen Nutgrats. ① Entfernungsmethode für den speziell geformten Nutgrat. Da die Verarbeitung speziell geformter Nuten hauptsächlich von der Punktposition zur Steuerung der Nutstruktur der Teile abhängt, wird entsprechend den Verarbeitungseigenschaften der Teile ein spezielles mehrstufiges R-Messer entwickelt (siehe Abbildung 7). Nachdem die speziell geformten Nuten bearbeitet wurden, verwenden Sie das R-Messer entlang der Form der Nut, um die großen Grate während der Bearbeitung der Ringnut zu entfernen, und anschließend wird das Wollrad verwendet, um entlang der Form der Nut zu polieren um sicherzustellen, dass die Kante der speziell geformten Nut glatt und eben ist. ②So entfernen Sie den Grat aus der Ringnut. Bei der Gestaltung der Ringnut ist diese konzentrisch zum Lochsystem bzw. Loch und die Teile werden beim Montagevorgang durch die Ringnut abgedichtet. Im Allgemeinen werden das Lochsystem und die Ringnut gemeinsam bearbeitet. Wenn Sie ein Bearbeitungszentrum zur Bearbeitung, Konstruktion und Herstellung des R-Messers verwenden, fräsen Sie entlang der Form des Teils in einem konzentrischen Kreis, um die bei der Bearbeitung des Teils entstandenen Grate zu entfernen, und polieren Sie dann mit einem Wollrad entlang der Form die ring nut zu erreichen die zweck der entgratung Zweck. ③T-Nut-Gratentfernungsmethode. Im Lochsystem sind in der Regel T-förmige Nuten vorhanden. Bei der Bearbeitung wird zuerst das Lochsystem und zuletzt die T-förmige Nut bearbeitet. Die Grate konzentrieren sich hauptsächlich an der Verbindung des Lochsystems und der T-förmigen Nut. Um das Entfernen der Grate zu erleichtern, wurde ein spezieller Nutfräser (siehe Abbildung 8) entwickelt und hergestellt. Schneiden Sie am Rand der Schneidkante in 0.02 ~ 0,03 mm, um die bei der Bearbeitung entstandenen Grate zu entfernen.
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Abbildung 7 Mehrstufiges R-Messer zum Entgraten speziell geformter Nuten
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Abbildung 8 T-förmiges Rillenentgratungs-Spezialrillenmesser
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Implementierungseffekt
Durch Entgratungsforschung zu verschiedenen Aspekten wie Loch, Oberfläche und Nut des Gehäuses wird die quantitative Kontrolle der Gratgröße während der Verarbeitung des Gehäuses erreicht, die bei der Verarbeitung erzeugten großen Grate werden beseitigt und die kleinen und Mikrograte werden beseitigt reduziert oder eliminiert werden. Grate reduzieren grundsätzlich die Gratbildung und erfüllen den Zweck, den Arbeitsaufwand beim manuellen Entgraten zu verringern. Nach Überprüfung an typischen Teilen wird sichergestellt, dass die Entfernung großer Grate mehr als 90 Prozent erreicht, die kleinen und Mikrograte um mehr als 20 Prozent reduziert werden und der Arbeitsaufwand für das manuelle Entgraten um mehr als 30 Prozent reduziert wird.
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Abschluss
In diesem Artikel werden die spezifischen Eigenschaften verschiedener Teile der Schale detailliert analysiert. Zuerst werden die großen Grate und dann die kleinen Grate und Mikrograte entfernt, um im Verarbeitungsprozess weniger und keine Grate zu erzielen. Durch die Implementierung des aktiven Entgratungsschemas des Bearbeitungszentrums werden die in den Bearbeitungsteilen erzeugten Grate effektiv entfernt und die Produktionsengpässe durch unregelmäßige Grate in der Schale, geringe Bearbeitungseffizienz und schlechte Sauberkeit gelöst. Abschließend werden die Entgratungsmethoden typischer Teile der Schale zusammengefasst und die für Schalenlöcher, -oberflächen und -nuten geeigneten Entgratungsmethoden und -werkzeuge in Kombination mit der eigentlichen Produktion untersucht, wodurch das zeitaufwändige und arbeitsintensive Problem der manuellen Arbeit gelöst wird entgraten. Die Produktionseffizienz wurde erheblich verbessert und es wurden gute Ergebnisse erzielt.
Expertenbewertungen
Beim Schalenteil in diesem Beispiel sind Grate an den Kanten von Innenlöchern, Abflachungen und Nuten vorhanden, und die herkömmliche manuelle Entgratungsmethode ist ineffizient. Entsprechend den Verarbeitungseigenschaften der Schalenteile schlägt der Autor die Methode der aktiven Gratentfernung durch mechanische Bearbeitung vor und kontrolliert und beseitigt die Grate Schritt für Schritt an der Quelle und im Prozess der mechanischen Bearbeitung, was die Produktqualität verbessert.
Das Highlight des Artikels ist die aktive Entgratungstechnologie der mechanischen Bearbeitung. Basierend auf der numerischen Steuerungsbearbeitungsmethode werden die Entgratungseigenschaften typischer Teile der Schalenteile zusammengefasst und die für die Schalenlöcher, -oberflächen und -nuten geeigneten Entgratungsmethoden in Kombination mit der tatsächlichen Produktion untersucht. und Werkzeuge, um bei der Bearbeitung weniger und keine Grate zu erzielen.
