流體拋光在大批量生產中的應用
磨粒流加工應用非常廣泛,用這種工藝,機床可以同時加工一零件上的多個部位,也可以同時加工好幾個零件,難以通達部位和復雜內通道的加工均可以高效而經濟地完成。自動化磨粒流系統每天可以加工數千件產品,避免了繁重而乏味的手工勞動,大大降低了生產成本。透徹了解磨粒流原理,并掌握加工參數,可以在許多領域廣泛應用磨粒流工藝,達到零件的均勻性、復雜性和預期結果可控性的生產效果。
在磨粒流加工過程中,夾具配合工件形成加工通道,兩只相對的磨料缸使磨料在零件和夾具所形成的通道中來回擠動。磨削作用產生在磨粒流體受到限制的部位,即擠壓部位。當磨料均勻而漸進地對通道表面或邊角進行工作時,其工作原理很像磨削或研磨。從較軟的鋁材直至堅韌的鎳合金、陶瓷和硬質合金制作的零件,都可以用這種方法成功地進行微量研磨加工。
■夾具
夾具用以固定工件并導引磨粒流到達一定的加工部位。大批量零件生產所用的夾具要設計得易于裝卸、清洗,通常需安裝在分度臺上。這樣的夾具一次可加工許多零件。
為大批量的汽車零件生產而設計的磨粒流加工系統,往往還帶零件清洗設備、裝卸室、磨料維護裝置以及冷卻器等。這種自動化體系每天可以制造上千個零.件。一般來說,一個裝滿零件的托架僅需1~3min的加工時間。
磨粒流加工具有很高的精確性、穩定性和靈活性,適用于不同的零件和尺寸。小到直徑為1.5mm的齒輪、直徑為0.2mm的小孔;大到直徑為50mm模子的花鍵通道,或是直徑近1.2m的透平葉輪。大型工件可以安裝在架空軌道上,傳送到加工部位進行往復加工。擠壓研磨最根本的優點是拋光的均勻性,尤其是與乏味的手工勞動相比。這一優點還帶來其它益處:生產成本降低、戶品性能改善、壽命延長、廢品減少、返工件減少、檢驗時間縮短。
磨粒流加工汽車零件
在最初的磨粒流全自動生產線中,有一種是為加工汽車噴油器殼體而設計的,日產量3萬件,共制造安裝了兩臺。這種磨粒流全自動設備專門用于對這些零件去毛刺、拋光、倒角。全部程序包括自動裝夾零件、加工、吹除磨料和添補磨料、卸下零件去清洗、沖淋、干燥,最后是零件裝盤送檢驗。一個夾具可裝60只零件,圓盤傳送帶一次可輸送8個夾具到各個加工站,每個工作站的加工時間為1一2min。
從鑄造車間生產出來的鑄件可以直接在專門的生產性磨粒流系統上拋光。這個磨粒流系統具有每小時拋光30個汽缸頭的能力。計算機控制所有加工參數,旋轉臺面上有兩個工位,當一個部件在加工時,另一個工位做裝卸準備工作。經過拋光的汽缸頭使汽車馬力提高,行程數增加,而廢氣排量減小
模具拋光
磨粒流加工可用于拋光各種模具:擠出模、拉絲模、鍛壓模、冷鍛模、成型模等。這一工藝避免了手工作業費用高和加工質量不一致的缺點。均勻可控的磨削量使研磨尺寸精確而形狀變化極其微小。一般來說,一個電火花加工出來Ra2.5μm光滑度的表面,不用特殊的夾具,經10min循環加工后可以拋光到Ra2.5μm以內。在這類加工中,光滑度Ra的預期效果一般為原來的的1/10(即比原來改善10倍)。
一個工件上的多個通道可以同時加工
手工拋光的過程是抹平表面的峰點,使棱邊翻卷,產生非一致性的表面光潔度狀態。而磨粒流加工是輕微磨去表面的峰點,產生一個均勻、同向研磨的表面。研磨過的零件,可靠性增加,壽命延長。近觀上圖擠出模的齒形,研磨前后對照擠壓研磨,磨去了高峰點,產生一個均勻的表面這是一個圓形硬質合金拉絲模。從研磨前后對比可以看到,磨粒流加工極大改善了表面光潔度。電火花加工后的原光潔度為Ra2.5μm,拋光后的光潔度為Ra0.25 μ m,且不用夾具。
結論
磨粒流加工是流動的磨料在擠壓作用下通過或橫越過零件的被加工面,對通道表面和邊角進行研磨加工。磨削作用僅發生在磨粒流受到限制的部位,其他部位不受影響。這一工藝可以加工一個工件上的好幾個通道,通達一般情況下無法進入的部位。一個夾具可以裝幾個、幾十個零件,完成每小時數百件的生產量。改變某些加工參數,可以獲得不同的加工效果。在大批量生產中,夾具的改換可以在幾分鐘里完成。磨粒流加工的可靠性和精確性是無可非議的。
制造業中,勞動力最為集中而又最難控制的部分是精密零件的精加工。通常加工費用高達總生產成本的15%。恰如其份地加工邊角和表面不僅改善了產品的外觀和手感,精確而又-.模一樣的表面和邊角更大大優化了產品的性能,延長了產品的壽命,并降低生產成本。精加工中的去毛刺、拋光問題一直是精密零件生產全自動化中一個難以克服的障礙。磨粒流是解決這一問題的一大飛躍。現在的制造業注重全自動化系統中單機的靈活性,作為整個生產環節的最后加工步驟,磨粒流既可提供自動化系列,又具有單機靈活性。