2024 年 6 月 28 日

齒輪箱金屬部件的去毛邊技術

毛刺的產生是常見現象之一 金屬加工 過程。毛邊(金屬毛邊)主要是指在不同形式的機械加工過程中殘留在零件表面(如邊框、角落、邊緣)的各種不規則金屬碎片。金屬加工毛邊的形成受切削角度、切削速度的控制、金屬切削力的控制等因素的影響。

客製化金屬外殼

近年來,隨著自動化加工等機械製造技術對高精度零件的需求增加,人們發現毛邊的存在直接影響零件的生產、使用、組裝和美觀。

目前主要的去毛邊方法有電化學去毛邊、超音波去毛邊、高壓水柱頭去毛邊、雷射去毛邊、研磨去毛邊和機器人去毛邊等。但不同的方法適用於不同尺寸的工件、加工精度、材質、毛邊尺寸。針對變速箱金屬零件及其毛邊的特點,可以對機器人去毛邊進行技術研究。

齒輪箱金屬部件去毛邊的現狀

齒輪箱金屬零件指除齒輪、軸承、箱體以外的客製化零件,主要包括軸承座、密封蓋、密封圈等金屬零件。由於斜孔、相貫孔、相貫孔槽等結構複雜,加工時表面相交處不可避免地會產生毛邊。這些毛邊的尺寸範圍為 1 公分至 0.1 毫米。

此外,殘餘毛邊還存在韌性、硬度高、與工件基體分離不完全、刀具通道受限等挑戰,使得毛邊的去除變得困難。

目前,變速箱金屬零件主要採用手工拆卸,使用刮刀、鉸刀、磨石、砂紙等工具。然而,由於工人的技能水平和經驗不同,手動去毛邊存在幾個問題:

金屬加工零件

  1. 低效率:例如,針對特定型號,每位工人每班只能完成2-3個大型軸承座。
  2. 質量不穩定:有毛邊被遺漏或去除不充分的傾向。
  3. 瓶頸流程:勞動需求高,人工成本高。

機器人去毛邊工藝設計

考慮到齒輪箱金屬件多品種、小批量的加工特點以及對清潔度的需求,機器人去毛邊設備雖然具有速度快、靈活、定位精度等優點,但去毛邊工藝仍需進一步設計和優化以滿足單個零件加工時間小於8min的生產週期要求和清潔度的需求。

齒輪箱部件去毛邊很難去除黏附在基體上的大毛刺,部分毛邊與工件基體沒有完全分離,特別是連貫的孔、孔和溝槽等毛邊;這部分毛邊一般與工件基體緊密相連且位於工件內部,去毛邊工具深入孔內時,毛邊被翻轉到另一側的非加工區域,去除困難。

因此,去毛刺應先解決大毛刺黏附問題,然後再解決小毛刺、小凸緣等,即需要選擇合適的刀具來解決大毛刺的根部和工件的基部不脫離問題,然後選擇合適的刀具在小毛邊的介面處進行磨削,所以刀具的選擇是重點。

鋁件金屬拋光

去毛邊刀具很多,大致可分為切削類和磨削類2種,切削類刀具有鉸刀、倒角刀、球頭刀、平面銑刀等加工刀具,磨削類刀具有各種鋼絲刷、刷子、磨刀砂輪、砂輪等。根據各種刀具的加工特點和實驗驗證,對於齒輪箱金屬件的連貫孔、孔和溝槽通過毛刺的粘附,如果孔毛刺與基體完全分離,則可以使用大前端切削刀具的角度,如平面銑刀;去毛邊時,先用平面銑刀鋒利的刀尖去除基體和連接的毛刺,使用鋼絲刷去除細小的毛邊和凸緣。

對於工件表面的孔毛刺,可以用倒角刀去除大毛刺,然後用刷子去除小毛刺;對於凹槽內的毛刺,可以使用球刀或小磨頭去除。對於工件外表面圓周方向的毛刺,可以直接用加工刀具對尖角進行倒角,然後用端刷打磨。

綜上所述,齒輪部件上黏附的大毛邊應採用平面銑刀、倒角刀等大前角切削刀具移除,然後用鋼絲刷、刷子等磨俱去除小毛邊。

結語

由於去毛邊加工環境的複雜性,機器人控制器需要根據不同的環境做出反應,機器人去毛邊技術也在不斷進步並廣泛應用於精密零件製造中。

金屬加工服務

機器人去毛邊設備整合了6軸多關節機器人、柔性氣動卡盤和快換機構等先進技術,是適合結構複雜的各類零件去毛邊作業的專業化、自動化整合設備。

去毛邊機器人實現了變速箱各類金屬零件的去毛刺,加工後的零件去毛邊殘留率低,大大提高了生產效率和生產環境,具有操作方便、快速、效率高等特點。

關於作者 

凱里馬托斯


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