Co je mechanické
odjehlování
Mechanické odjehlování je proces, při kterém je otřep odstraněn přímým kontaktem nástroje s hranou obrobku.
Podle použitého nástroje může být cílem:
- pouze odstranění volného nebo vyčnívajícího otřepu
- lehké porušení ostré hrany
- vytvoření definovaného sražení
- vytvoření definovaného rádiusu
- nebo současná úprava povrchu
Výsledek proto závisí nejen na technologii, ale také na geometrii nástroje, jeho vedení a nastavení procesu.
Princip procesu
MECH
Nástroj se mechanicky dostane do kontaktu s hranou a řízeně odebere materiál. Používají se nástroje:
- s definovaným břitem — například frézy, záhlubníky a speciální odjehlovací nože
- s nedefinovaným břitem — například kartáče nebo abrazivní nástroje
- pružné nebo kompenzační nástroje schopné sledovat geometrii dílu
- speciální nástroje určené pro zadní hrany otvorů a průniky děr
Proces může být ruční nebo plně automatizovaný.
Kde se mechanické
odjehlování používá
Typické aplikace:
- vnější hrany
- hrany otvorů
- rovinné plochy
- dobře přístupné vnitřní hrany
- vstupní a výstupní hrany vrtání
- některé průniky děr
- odlitky, obráběné díly a svařované konstrukce
Mechanické odjehlování není omezeno pouze na jednoduché díly. Pomocí vhodného nástroje lze proces integrovat přímo do CNC obráběcího centra, automatické linky nebo robotického pracoviště.
Mechanické odjehlování
průniků děr
Průniky děr patří mezi náročnější aplikace mechanického odjehlování, protože nástroj musí dosáhnout na hranu uvnitř dílu. Pro tyto aplikace existují různé konstrukční principy.
1. Výsuvný nebo pružný břit
Nástroj projde otvorem, břit se při průchodu zasune nebo pružně vychýlí a po dosažení zadní hrany začne znovu řezat. Tímto způsobem lze opracovat například přední i zadní hranu otvoru během jednoho pracovního cyklu.
2. Kompenzační nástroje
Břit je uložen pružně nebo s definovanou kompenzací a může sledovat tvar průniku. Používají se například tam, kde hrana průniku není v jedné rovině.
3. Orbitální nástroje
Nástroj vykonává definovaný pohyb kolem průniku a postupně opracuje jeho hranu. Podle nastavení může být výsledkem pouze velmi malé porušení ostré hrany nebo větší rádius.
4. Flexibilní abrazivní nástroje
Pružné abrazivní elementy se při průchodu hlavním otvorem dostávají také do bočních otvorů a mohou odstranit otřepy v jejich průniku. Současně však zpravidla ovlivňují také povrch hlavního otvoru.
Odstranění otřepu není vždy totéž
jako sražení hrany
Při výběru mechanického nástroje je nutné rozlišovat mezi:
- odstraněním samotného otřepu
- lehkým porušením ostré hrany
- definovaným sražením
- vytvořením rádiusu
Některé mechanické nástroje při odstranění otřepu současně vytvoří sražení nebo rádius. To může být žádoucí, ale u funkčních hran může být změna geometrie nepřípustná. Proto je nutné před volbou procesu znát požadovaný stav hrany po odjehlení.
Typy
nástrojů
Ruční nástroje
- škrabky
- pilníky
- ruční frézy
Rotační nástroje
- frézy
- záhlubníky
- kartáče
- abrazivní nástroje
CNC odjehlovací nástroje
- pevně vedené nástroje
- pružné nebo kompenzační nástroje
- výsuvné břity
- nástroje pro zadní hranu otvoru
- speciální nástroje pro průniky děr
Robotické systémy
- frézovací nástroje
- kartáče
- kompenzační vřetena
- flexibilní nástroje
Rozdělení podle
chování nástroje
1. Tuhé / přesně vedené nástroje
Výhody
- vysoká geometrická přesnost
- definované sražení nebo rádius
- dobrá opakovatelnost
Požadavky
- přesná poloha dílu
- přesné vedení nástroje
- stabilní upnutí
2. Pružné a kompenzační nástroje
Výhody
- schopnost reagovat na geometrické odchylky
- sledování nepravidelných hran
- použití u složitější geometrie
Omezení
- výsledná geometrie může být méně přesně definovaná
- výsledek závisí na přítlaku, rychlosti a opotřebení nástroje
Charakter
procesu MECH
Mechanické odjehlování je zpravidla selektivní proces. Nástroj opracovává konkrétní hranu nebo skupinu hran podle definované dráhy.
Výhoda selektivity
Významná tam, kde má být upravena pouze přesně určená oblast dílu.
Podmínka
Každá požadovaná hrana musí být nástrojem dosažitelná a musí být zahrnuta do pracovního cyklu.
Omezení
procesu MECH
Hlavní omezení mechanického odjehlování není obecně vnitřní geometrie, ale přístupnost konkrétní hrany pro konkrétní nástroj. Proces může být problematický zejména při:
U některých nástrojů je dalším omezením změna geometrie hrany. Při odjehlování může vzniknout definované nebo částečně definované sražení či rádius, což nemusí být přípustné pro všechny konstrukční aplikace.
Opakovatelnost
Mechanické odjehlování může dosahovat vysoké procesní stability a opakovatelnosti, zejména při použití automatizovaných CNC nebo robotických procesů. Výsledek ovlivňují především:
Opotřebení nástroje proto musí být součástí řízení procesu.
Ekonomika
Ekonomiku mechanického odjehlování nelze určit pouze podle velikosti série. Mechanické odjehlování může být velmi ekonomické i ve velkosériové výrobě, pokud:
- je počet opracovávaných hran omezený
- nástroj se k nim snadno dostane
- operace má krátký takt
- lze ji integrovat do stávajícího výrobního procesu
- životnost nástroje odpovídá požadované produkci
Naopak ekonomická výhodnost může klesat u dílů s velkým počtem vnitřních hran a průniků děr. Každá další dráha nástroje prodlužuje výrobní takt. Pokud se odjehlování provádí přímo na drahém obráběcím centru, je nutné zohlednit také cenu jeho strojního času. Například při sérii desítek tisíc dílů může i několik sekund dodatečného odjehlování na každý díl představovat významnou výrobní kapacitu.
Při vysokých sériích hodnotit
- čas na jeden díl
- počet hran
- životnost nástroje
- cenu strojního času
- četnost výměny nástroje
- požadovanou geometrii výsledné hrany
Kdy je mechanické
odjehlování silnou volbou
Mechanické odjehlování je velmi vhodné, když:
- jsou hrany dostupné
- přesně víme, kterou hranu chceme opracovat
- požadujeme definované sražení nebo rádius
- je počet opracovávaných míst rozumný
- lze operaci efektivně automatizovat
Kdy má smysl porovnat jinou technologii
Alternativní technologie má smysl posoudit zejména tehdy, pokud:
V těchto situacích mohou podle materiálu, geometrie a požadavků připadat v úvahu například TEM, ECM, chemické, abrazivní nebo jiné metody odjehlování.
Mechanické odjehlování patří mezi nejuniverzálnější technologie odstranění otřepů. Jeho hlavní výhodou je možnost přesně opracovat požadovanou hranu a snadno proces integrovat do obrábění nebo automatizované výroby. Moderní specializované nástroje umožňují mechanicky opracovat také řadu vnitřních hran a průniků děr.
Rozhodující otázkou proto není pouze to, zda lze danou hranu mechanicky odjehlit, ale také: jak rychle? s jakou životností nástroje? za jakou cenu strojního času? a jakou geometrii hrany po procesu potřebujeme?