Прынцып працы крыягеннай машыны для выдалення ізаляцыі растлумачаны

By Майк Чэн, дырэктар па вытворчасці | Больш за 12 гадоў вопыту ў гумавай вытворчасці |LinkedIn

Асноўныя высновы

• Крыягенная машына для выдалення аскепкаў выдаляе аскепкі, замарожваючы іх вадкім азотам да таго часу, пакуль яны не стануць далікатнымі, а затым разбураючы іх ударным ударам унутры круцільнага роліка.
• Працэс працуе таму, што тонкі пласцінка астывае і становіцца ломкім значна хутчэй, чым больш тоўстая дэталь, таму пласцінка адломваецца, а сама дэталь выжывае.
• Вынік кантралюецца трыма параметрамі: рабочай тэмпературай (да −150°C), хуткасцю абаротаў роліка (20–70 абаротаў у хвіліну) і часам цыклу (менш за 8 хвілін).
• Гэта фізічны, бескантактавы прынцып, які дазваляе выдаляць вельмі дробныя стружкі без рэжучых інструментаў, таму ён дасягае паказчыка праходнасці больш за 98% на дакладных дэталях.

Кароткі адказ: крыягенная машына для выдалення абломкаў выдаляе абломкі і задзірыны, выкарыстоўваючы змяненне ўласцівасцей матэрыялу пры нізкай тэмпературы. Яна замарожвае дэталі вадкім азотам, пакуль тонкі абломак не стане цвёрдым і далікатным, а затым пераварочвае іх у круцільным роліку, так што ўдар разбурае абломкі і аддзяляе іх ад усё яшчэ пластычнай дэталі. Гэта фізічны, бескантактавы працэс: ніякіх лязоў, ніякіх абразіваў, ніякага ручнога збору.

Большасць метадаў аздаблення рэжуць, шліфуюць або сціраюць матэрыял. Крыягенная апрацоўка ад брызг робіць нешта іншае: яна змяняе сам матэрыял, што робіць непажаданыя брызгі лягчэйшымі для разбурэння, чым прадукт, да якога яны прымацаваны. Прынцып гучыць хутчэй як фізіка, чым апрацоўка, і гэта менавіта тое, што ён сабой уяўляе.

У гэтым кіраўніцтве тлумачацца навуковыя прынцыпы працэсу, пакрокава апісваецца цыкл апрацоўкі машыны, разглядаюцца ключавыя кампаненты і параметры, а таксама тлумачыцца, чаму абалонка разбураецца, а дэталь захоўваецца. Калі вы калі-небудзь задумваліся, як машына можа выдаляць абалонку з дэталі, не дакранаючыся яе, то вось адказ.

Што такое крыягеннае выдаленне ізаляцыі?

Крыягенная ачыстка ад забруджванняў — гэта працэс аздаблення, пры якім з адлітых дэталяў выдаляюцца задзірыны, нераўнамерныя ўчасткі і лішкі па лініі раз'ёму шляхам астуджэння іх да крыягенных тэмператур, у выніку чаго тонкі лішні матэрыял становіцца хрумсткім, а затым з дапамогай механічнага ўздзеяння гэты хрумсткі забруджвальнік выдаляецца.Слова «крыягенны» адносіцца да выкарыстання вельмі нізкіх тэмператур, якія звычайна дасягаюцца з дапамогай вадкага азоту.

У адрозненне ад механічнага выдалення абалонкі, пры якім выкарыстоўваецца круцільны цыліндр і часта рэжучыя або шліфуючыя дзеянні, крыягенная выдаленне абалонкі выкарыстоўвае холад у якасці асноўнага інструмента.Паколькі ў гэтым працэсе лязо не прыціскаецца да дэталі, ён выдаляе забруджванне з дробных дэталяў, унутраных краёў і складаных формаў, да якіх рэжучы інструмент не можа дабрацца.Вось чаму ён стаў стандартам для дакладных ушчыльненняў, мініяцюрных аэракасмічных кампанентаў і мікраэлектронных дэталяў.

Фізіка, якая ляжыць у аснове працэсу

Увесь метад заснаваны на адной уласцівасці матэрыялу: тэмпературы шклавання, або Tg.Вышэй за тэмпературу счаплення (Tg) гумовая сумесь мяккая і эластычная; ніжэй за гэту тэмпературу той жа матэрыял становіцца цвёрдым, шклопадобным і далікатным.Дакладнае значэнне Tg залежыць ад злучэння — натуральны каўчук і многія сінтэтычныя матэрыялы становяцца далікатнымі пры тэмпературах значна ніжэй за 0°C, у той час як сілікон застаецца гнуткім пры больш нізкіх тэмпературах, — але гэты прынцып дзейнічае для ўсіх эластамераў.

Вось ключавая асаблівасць, якая робіць працэс выбарчым.Флэш тонкі і лёгкі, таму мае вельмі малую цеплавую масу і амаль імгненна астывае ніжэй за сваю тэмпературу разряжэння пры ўздзеянні вадкага азоту.Асноўная частка дэталі таўсцейшая і цяжэйшая, таму яна ўтрымлівае больш цяпла і даўжэй застаецца вышэй за кропку ломкасці. За кароткі час, які дэталі праводзяць у роліку, яны становяцца хрумсткімі, але пры гэтым дэталь захоўвае дастатковую пластычнасць, каб вытрымаць наступны ўдар.

Вадкі азот з'яўляецца крыніцай замарожвання, таму што ён надзвычай халодны — ён кіпіць пры тэмпературы каля −196°C — і нядорага каштуе. Машына ўпырсквае яго, каб апусціць працоўную тэмпературу ролікавай камеры да −150°C, тэмпературы дастаткова нізкай, каб хутка ўспыхнуць, але пры гэтым аператар можа кантраляваць тэхналагічныя ўмовы.

Як працуе машына, крок за крокам

Цыкл машыны просты ў эксплуатацыі, але залежыць ад дакладнага часу і тэмпературы. Вось паслядоўнасць дзеянняў у тыповай крыягеннай машыне для выдалення вугроў:

1. Загрузіце партыю.Дэталі загружаюцца ў ролікавую камеру, якая ўмяшчае да 80 літраў — прыкладна 15–20 кг прадукту ў залежнасці ад шчыльнасці дэталяў.
2. Астудзіце камеру.Вадкі азот упырскваецца для паніжэння тэмпературы роліка да працоўнай кропкі -150°C. Намінальная халадзільная магутнасць 1,1 кВт дапамагае падтрымліваць стабільную тэмпературу на працягу цыклу.
3. Зрабіце ўспышку хрупкай.Тонкі пласт астывае ніжэй тэмпературы шклавання і становіцца цвёрдым і далікатным, у той час як больш тоўстая дэталь застаецца адносна пластычнай.
4. Разваліцца і разбіцца.Ролік круціцца з хуткасцю 20–70 абаротаў у хвіліну, перакульваючы дэталі, каб яны ўдаралі адна аб адну і аб барабан. Энергія ўдару вырывае далікатныя аскепкі на лініі разрыву.
5. Утрымлівайце на працягу цыклу.Поўны цыкл займае менш за 8 хвілін — дастаткова часу, каб выдаліць апёк, і дастаткова кароткага, каб дэталь не астыла да пашкоджання.
6. Разгрузіць і аддзяліць.Ачышчаныя ад агню дэталі выкідваюцца разам з разбітымі фрагментамі агню, якія затым аддзяляюцца ад гатовага прадукту.

Звярніце ўвагу на адсутнасць: няма ні ляза, ні абразіўнага матэрыялу, ні аператара, які б дакранаўся да працэсу.Паколькі сіла выдалення прыкладаецца самімі дэталямі падчас абарачэння, машына раўнамерна апрацоўвае кожную паверхню, у тым ліку паднутрэнні і ўнутраныя краю.

Ключавыя кампаненты і іх ролі

Кожны кампанент крыягеннай машыны для выдалення вугроў адпавядае аднаму этапу прынцыпу. Разуменне роляў спрашчае наладу працэсу і ліквідацыю няспраўнасцей.

Спецыфікацыі зкрыягенная машына для выдалення вугроў з вадкім азотамстаронка прадукту.

Кампактныя памеры машыны — каля 1200 мм у даўжыню, 2000 мм у шырыню, 1200 мм у вышыню і вага 200 кг — азначаюць, што ўвесь прынцып працы змяшчаецца ў дзіўна невялікім куце аздабленчага пакоя.

Чаму тонкая абалонка ламаецца, а дэталь выжывае

Выбіральнасць крыягеннага выдалення апёкаў з'яўляецца прычынай, па якой яму давяраюць для дакладнай працы, і варта падрабязна разабрацца ў гэтым пытанні, бо менавіта гэта прадухіляе простае разбурэнне дэталі разам з апёкамі.

Далікатнасць з цягам часу распаўсюджваецца па матэрыяле, і тонкія ўчасткі дасягаюць далікатнага стану раней, чым тоўстыя.Аплаў, таўшчыня якога звычайна складае долі міліметра, амаль імгненна астывае праз сваю тэмпературу счаплення (Tg). Корпус дэталі, які ў некалькі разоў таўсцейшы, астывае павольней ад паверхні ўнутр. Падчас кароткага цыклу аплаў цалкам становіцца хрумсткім, у той час як ядро ​​дэталі — і часта яе працоўная паверхня — застаецца дастаткова пластычнай, каб паглынаць удар кулявання без расколін.

Вось чаму час цыклу мае такое вялікае значэнне.Калі цыкл выконваць занадта доўга, дэталь астыне ніжэй за тэмпературу счаплення (Tg) і стане далікатнай, і ў гэты момант галоўка, якая выдаляе аскепкі, пачне скарочваць выраб.Калі выкарыстоўваць занадта кароткі час, успышка яшчэ не паспела стаць ахрыпшанай, таму яна расцягваецца замест таго, каб ламацца. Інтэрвал цыклу менш за 8 хвілін настроены так, каб знаходзіцца паміж гэтымі двума паломкамі.

Параметры цыклу і тое, чым яны кіруюць

Тры рэгулятары — тэмпература, хуткасць і час — вызначаюць, ці будзе працэс чыста выдаляць блікі, ці пашкоджвае дэталі. Рэгулюйце іх разам, а не паасобку.

Аптымальныя налады залежаць ад Tg злучэння, таўшчыні дэталі і геаметрыі абпалу. Дакладная налада - гэта задача для кожнага вырабу асобна, а не аднаразовая налада.

Паколькі дакладная тэмпература далікатнасці адрозніваецца ў залежнасці ад злучэння, ідэальны набор параметраў адрозніваецца для натуральнага каўчуку, NBR, FKM і сілікону.Далікатнасць гумы сама па сабе з'яўляецца стандартызаваным вымярэннем — ASTM D2137 і ISO 812 апісваюць метады вызначэння кропкі далікатнасці гумовай сумесі, што з'яўляецца карысным арыенцірам пры ўстанаўленні тэмпературнага дыяпазону для новага прадукту.

Матэрыялы, прыдатныя для крыягеннай апрацоўкі

Гэты працэс працуе ўсюды, дзе флэш-памяць можа быць больш далікатнай, чым сама дэталь.Гэта пераважны метад для вырабу дакладных гумовых і пластыкавых дэталяў, а таксама для апрацоўкі шэрагу металічных кампанентаў, атрыманых метадам ліцця пад ціскам.

Тыповыя сферы прымянення ўключаюць складаныя гумовыя дэталі, мініяцюрныя аэракасмічныя кампаненты, аўтамабільныя гумовыя дэталі, дакладны сінтэтычны каўчук, дакладны пластыкавы каўчук, мікраэлектронныя кампаненты, складаныя электронныя дэталі, а таксама цынкавыя, магніевыя або алюмініевыя адліўкі пад ціскам, а таксама дакладны ўшчыльненне. Для гэтых дэталяў галоўнае — прынцып бескантакту: ён выдаляе брызгі, да якіх не можа дабрацца лязо, і пакідае паверхню некранутай.

Для больш простых работ з вялікімі аб'ёмамі ўшчыльняльных кольцаў або для сілікону, дзе цяжэй дасягнуць далікатнасці, могуць лепш падысці іншыя прынцыпы.асартымент машын для выдалення гумовага шліфаванняуключае механічныя і паветраныя альтэрнатывы, якія цалкам пазбягаюць вадкага азоту.

Распаўсюджаныя праблемы і спосабы іх выпраўлення

Крыягенная ачыстка ад іскры — гэта працэс налады. Большасць праблем вырашаюцца шляхам рэгулявання тэмпературы, хуткасці або часу, а не заменай дэталяў.

Выснова: выдаленне абломкаў залежыць ад тэмпературы, а не ад інструмента

Прынцып працы крыягеннай машыны для выдалення аскепкаў элегантны ў сваёй прастаце: аскепак замарожваецца да таго часу, пакуль ён не стане далікатным, а затым дазваляе ўдару разбурыць яго ад усё яшчэ пластычнай дэталі. Ніякага ляза, ніякага абразіва, ніякай рукі. Фізіка робіць тое, што не можа рэжучы інструмент — дасягае дробных дэталяў і ўнутраных краёў і раўнамерна выдаляе аскепак, не дакранаючыся паверхні.

Працэс з'яўляецца селектыўным, бо ён абапіраецца на цеплавую масу: тонкая апрацоўка расколваецца раней за больш тоўстую дэталь, а кароткі цыкл захоўвае яе бяспеку. Тэмпература, хуткасць роліка і час цыклу — гэта тры фактары, якія ўтрымліваюць працэс у межах гэтага цыклу.

Для дакладных гумовых, пластыкавых і літых дэталяў розніца паміж аздабленнем, якое абрэзвае выраб, і аздабленнем, якое абрэзвае бляск. Як толькі вы зразумееце прынцып, машына перастане выглядаць як халодная скрынка і пачне выглядаць як кантраляваны, паўтаральны фізічны працэс, які вы можаце наладзіць, вымераць і якому можна давяраць.