Parimi i Punës së Makinës Kriogjenike për Zhbërjen e Qimeve - Shpjegimi

By Mike Chen, Drejtor Prodhimi | 12+ Vjet Përvojë në Prodhimin e Gomës |LinkedIn

Përmbledhjet kryesore

• Një makinë kriogjene për heqjen e shkëndijave e heq shkëndijën duke e ngrirë atë me azot të lëngshëm derisa të bëhet e brishtë, dhe më pas duke e thërrmuar atë me një goditje rrotulluese brenda një ruli rrotullues.
• Procesi funksionon sepse blici i hollë ftohet dhe brishtohet shumë më shpejt se trupi i pjesës më të trashë, kështu që blici shkëputet ndërsa pjesa mbijeton.
• Tre parametra kontrollojnë rezultatin: temperatura e funksionimit (deri në −150°C), shpejtësia e rulit (20–70 RPM) dhe koha e ciklit (nën 8 minuta).
• Ky është një parim fizik, pa kontakt, që heq shkëndijë shumë të imët pa mjete prerëse, prandaj arrin një shkallë kalueshmërie mbi 98% në pjesët precize.

Përgjigja e shkurtër: Një makinë kriogjenike për heqjen e shkrepëseve heq shkrepëset dhe gërvishtjet duke shfrytëzuar një ndryshim në sjelljen e materialit në temperaturë të ulët. Ajo i ngrin pjesët me azot të lëngshëm derisa shkrepësja e hollë të bëhet e fortë dhe e brishtë, pastaj i rrotullon ato në një rul rrotullues në mënyrë që impakti ta thyejë shkrepësen larg pjesës ende duktile. Është një proces fizik, pa kontakt: pa tehe, pa gërryes, pa heqje manuale.

Shumica e metodave të përfundimit e presin, bluajnë ose fërkojnë materialin. Zhbërja kriogjenike e blirit bën diçka të ndryshme: e ndryshon vetë materialin, duke e bërë më të lehtë thyerjen e blirit të padëshiruar sesa të produktit me të cilin është ngjitur. Parimi tingëllon si fizikë dhe jo si përpunim mekanik, dhe kjo është pikërisht ajo që është.

Ky udhëzues shpjegon shkencën që qëndron pas procesit, ecën nëpër ciklin e makinës hap pas hapi, analizon komponentët dhe parametrat kryesorë dhe sqaron pse ndizet blici ndërsa pjesa mbijeton. Nëse ndonjëherë keni menduar se si një makinë mund t'i heqë blicin një pjese pa e prekur atë, kjo është përgjigjja.

Çfarë është heqja e qimeve kriogjenike?

Zhbërja kriogjenike e brishtësisë është një proces përfundues që heq flluskat, gunga dhe tepricën e vijës së ndarjes nga pjesët e derdhura duke i ftohur ato në temperatura kriogjenike në mënyrë që materiali i hollë i tepërt të bëhet i brishtë, dhe më pas duke përdorur ndikimin mekanik për ta thyer atë flluskë të brishtë.Fjala "kriogjenik" i referohet përdorimit të temperaturave shumë të ulëta, zakonisht të ofruara nga azoti i lëngshëm.

Ndryshe nga heqja mekanike e cipës, e cila përdor një fuçi rrotulluese dhe shpesh një veprim prerës ose bluarës, heqja kriogjenike e cipës përdor të ftohtin si mjetin kryesor.Meqenëse procesi nuk e shtyp tehun kundër pjesës, ai heq shkëlqimin nga detajet e imëta, skajet e brendshme dhe format komplekse që një mjet prerës nuk mund t'i arrijë.Kjo është arsyeja pse është bërë standardi për guarnicionet precize, komponentët miniaturë të hapësirës ajrore dhe pjesët mikroelektronike.

Fizika që qëndron pas procesit

E gjithë metoda mbështetet në një veti të materialit: temperaturën e tranzicionit të qelqit, ose Tg.Mbi Tg-në e saj, një përbërje gome është e butë dhe elastike; poshtë saj, i njëjti material bëhet i fortë, i qelqtë dhe i brishtë.Tg e saktë ndryshon në varësi të përbërjes - goma natyrale dhe shumë materiale sintetike bëhen të brishta në temperatura shumë nën 0°C, ndërsa silikoni mbetet fleksibël në temperatura më të ftohta - por parimi vlen për të gjitha elastomerët.

Ja ku është pasqyra kryesore që e bën procesin selektiv.Shkëlqimi është i hollë dhe i lehtë, kështu që ka shumë pak masë termike dhe ftohet nën Tg pothuajse menjëherë kur ekspozohet ndaj azotit të lëngshëm.Trupi kryesor i pjesës është më i trashë dhe më i rëndë, kështu që mban më shumë nxehtësi dhe qëndron mbi pikën e tij të brishtë për më gjatë. Në kohën e shkurtër që pjesët kalojnë në rul, flluska bëhet e brishtë ndërsa pjesa ruan duktilitet të mjaftueshëm për t'i mbijetuar goditjes që pason.

Azoti i lëngshëm është burimi i ngrirjes sepse është jashtëzakonisht i ftohtë - vlon në rreth −196°C - dhe i lirë. Makina e injekton atë për ta ulur dhomën e rulit në temperaturën e saj të funksionimit prej −150°C, një temperaturë mjaftueshëm e ulët për të thyejë shpejt blicin, duke e lënë dritaren e procesit të operatorit të kontrollueshme.

Si funksionon makina, hap pas hapi

Cikli i makinës është i thjeshtë për t’u përdorur, por varet nga koha dhe temperatura e saktë. Ja sekuenca brenda një makine tipike kriogjenike për heqjen e flakëve:

1. Ngarko grupin.Pjesët ngarkohen në dhomën e rulit, e cila mban deri në 80 L - afërsisht 15-20 kg produkt në varësi të dendësisë së pjesës.
2. Ftohni dhomën.Azoti i lëngshëm injektohet për të ulur temperaturën e rulit drejt pikës së tij të funksionimit prej −150°C. Kapaciteti i ftohjes prej 1.1 kW ndihmon në mbajtjen e temperaturës të qëndrueshme gjatë ciklit.
3. Bërtit blicin.Shkëlqimi i hollë ftohet përtej temperaturës së tranzicionit të qelqit dhe bëhet i fortë dhe i brishtë, ndërsa pjesa më e trashë e trupit mbetet relativisht e duktilë.
4. Rrëzohet dhe thyhet.Ruli rrotullohet me 20–70 RPM, duke i rrotulluar pjesët në mënyrë që ato të godasin njëra-tjetrën dhe tamburin. Energjia e goditjes e shkëput shkëndijën e brishtë në vijën e ndarjes.
5. Mbajeni për kohën e ciklit.Cikli i plotë zgjat më pak se 8 minuta - mjaftueshëm i gjatë për të hequr blicin, dhe mjaftueshëm i shkurtër për të parandaluar ftohjen e pjesës deri në pikën e dëmtimit.
6. Shkarkojeni dhe ndani.Pjesët e shfryra shkarkohen së bashku me fragmentet e blicit të thyer, të cilat më pas ndahen nga produkti i përfunduar.

Vini re se çfarë mungon: nuk ka teh, nuk ka media gërryese dhe nuk ka operator që futet në proces.Meqenëse forca e heqjes ushtrohet nga vetë pjesët që përmbysen, makina e shkurton çdo sipërfaqe në mënyrë të njëtrajtshme, duke përfshirë prerjet e poshtme dhe skajet e brendshme.

Komponentët kryesorë dhe rolet e tyre

Çdo komponent në një makinë kriogjenike për heqjen e flakëve lidhet me një hap të parimit. Të kuptuarit e roleve e bën procesin më të lehtë për t'u akorduar dhe për të zgjidhur problemet.

Specifikimet ngaMakinë kriogjenike për heqjen e flakëve me azot të lëngshëmfaqja e produktit.

Hapësira kompakte e makinës—rreth 1200 mm e gjatë, 2000 mm e gjerë dhe 1200 mm e lartë, dhe me peshë 200 kg—do të thotë që i gjithë parimi përshtatet në një cep çuditërisht të vogël të dhomës së përfundimit.

Pse thyhet një shkëndijë e hollë dhe pjesa mbijeton

Selektiviteti i heqjes së blicit kriogjenik është arsyeja pse i besohet për punë precize, dhe ia vlen të kuptohet në detaje sepse është ajo që e pengon procesin të shkatërrojë thjesht pjesën së bashku me blicin.

Brishtësia përhapet nëpër material me kalimin e kohës dhe seksionet e holla arrijnë në gjendje të brishtë përpara seksioneve të trasha.Blici, i cili zakonisht është një pjesë e trashësisë së një milimetri, ftohet pothuajse menjëherë përmes Tg-së së tij. Trupi i pjesës, disa herë më i trashë, ftohet më ngadalë nga sipërfaqja brenda. Gjatë ciklit të shkurtër, blici është plotësisht i brishtë, ndërsa bërthama e pjesës - dhe shpesh sipërfaqja e saj e punës - mbetet mjaftueshëm e duktilshme për të thithur goditjen nga rrokullisja pa u çarë.

Kjo është arsyeja pse kohëzgjatja e ciklit është kaq e rëndësishme.Nëse cikli zgjat shumë, vetë pjesa ftohet nën Tg dhe bëhet e brishtë, në të cilën pikë rrokullisja që heq shkëlqyesin fillon ta copëtojë produktin.Nëse e përdorni shumë shkurt, blici nuk është dobësuar ende, kështu që zgjatet në vend që të fiket. Dritarja e ciklit nën 8 minuta është e akorduar të qëndrojë midis këtyre dy defekteve.

Parametrat e ciklit dhe çfarë kontrollojnë ato

Tre numratorë - temperatura, shpejtësia dhe koha - përcaktojnë nëse procesi e heq blicin pastër apo dëmton pjesët. Rregullojini ato së bashku, jo veçmas.

Cilësimet optimale varen nga Tg e përbërësit, trashësia e pjesës dhe gjeometria e blicit. Rregullimi i imët është një detyrë për secilin produkt, jo një konfigurim i vetëm.

Meqenëse temperatura e saktë e brishtësisë ndryshon në varësi të përbërjes, grupi ideal i parametrave është i ndryshëm për gomën natyrale, NBR, FKM dhe silikonin.Sjellja e brishtësisë së gomës është në vetvete një matje e standardizuar - ASTM D2137 dhe ISO 812 përshkruajnë metodat për përcaktimin e pikës së brishtësisë së një përbërjeje gome - e cila është një referencë e dobishme kur përcaktohet dritarja e temperaturës për një produkt të ri.

Materiale të përshtatshme për heqjen e qimeve kriogjenike

Procesi funksionon kudo që blici mund të bëhet më i brishtë se pjesa.Është metoda e zgjedhur për pjesët precize të gomës dhe plastikës, dhe gjithashtu trajton një gamë të gjerë komponentësh metalikë të derdhur me presion.

Zbatimet tipike përfshijnë pjesë komplekse gome, komponentë miniaturë hapësinorë, pjesë gome automobilistike, gomë sintetike precize, pjesë plastike precize, komponentë mikroelektronikë, pjesë elektronike komplekse dhe derdhje zinku, magnezi ose alumini, plus guarnicione precize. Për këto pjesë, parimi i mos-kontaktit është pika kryesore: ai heq shkëndijën që një teh nuk mund ta arrijë dhe e lë sipërfaqen të paprekur.

Për punime më të thjeshta me unaza O me vëllim të lartë ose për silikon ku brishtësia është më e vështirë për t'u arritur, parime të tjera mund të përshtaten më mirë.gamë makinash për heqjen e qimeve të gomëspërfshin alternativa të energjisë mekanike dhe ajrore që shmangin tërësisht azotin e lëngshëm.

Probleme të zakonshme dhe si t'i rregulloni ato

Zhbërja kriogjenike e flakëve është një proces akordimi. Shumica e problemeve zgjidhen duke rregulluar temperaturën, shpejtësinë ose kohën - jo duke zëvendësuar pjesët.

Përfundim: Zbutja e njollave nga temperatura, jo nga mjeti

Parimi i funksionimit të një makine kriogjenike për heqjen e blloqeve është elegant në thjeshtësinë e saj: ngrijeni shkëndijën derisa të bëhet e brishtë, pastaj lëreni që impakti rrotullues ta shkatërrojë atë nga pjesa ende e duktilshme. Pa teh, pa gërryes, pa dorë. Fizika bën atë që një mjet prerës nuk mund ta bëjë - të arrijë në detaje të imëta dhe skaje të brendshme dhe të heqë shkëndijën në mënyrë uniforme pa prekur sipërfaqen.

Procesi është selektiv sepse mbështetet në masën termike: pjesa e hollë e plasaritjes bëhet e brishtë përpara pjesës më të trashë, dhe dritarja e shkurtër e ciklit e mban pjesën të sigurt. Temperatura, shpejtësia e rulit dhe koha e ciklit janë tre levat që e mbajnë procesin brenda asaj dritareje.

Për pjesët precize prej gome, plastike dhe të derdhura me presion, ky është ndryshimi midis përfundimit që shkurton produktin dhe përfundimit që shkurton shkëlqimin. Pasi ta kuptoni parimin, makina nuk duket më si një kuti e ftohtë dhe fillon të duket si një proces fizik i kontrolluar dhe i përsëritshëm - një proces të cilit mund t'i besoni, ta akordoni, ta matni dhe ta sinkronizoni.