Herramienta de desbarbado de metal: hágalo usted mismo

Hay varias formas de eliminar las rebabas después del mecanizado. Aquí discutiremos dos métodos: desbarbado térmico y electroquímico, compararemos sus aplicaciones y consideraremos las limitaciones impuestas a cada uno de estos métodos.

Traducción con abreviaturas:

StankoForward LLC, 2016

El desbarbado suele ser una preocupación y, a menudo, un problema para el personal de ingeniería de las plantas de fabricación. Muchos ingenieros tienden a afirmar que la pieza fabricada está libre de rebabas. es un mito Es posible que una parte solo tenga rebabas lo suficientemente pequeñas como para ignorarlas, ¡pero siempre están ahí!

Desbarbado Térmico (TDE)

Como su nombre lo indica, el desbarbado térmico es un proceso de fabricación que utiliza energía térmica para eliminar las rebabas. Las piezas deben limpiarse a fondo de refrigerantes, inhibidores de oxidación, etc., antes de la operación AT. Las piezas se colocan en una cámara de acero de paredes gruesas del tamaño de una bandeja de tamaño mediano. Con la ayuda de un mecanismo de palanca de rodilla, la cámara se sella herméticamente con una fuerza de 250 toneladas. Una mezcla de gas combustible, generalmente metano y oxígeno, se bombea a presión a una cámara sellada herméticamente. Luego, con la ayuda de un encendido eléctrico, la mezcla de gases se enciende y se produce una poderosa explosión. Durante la explosión, se libera una gran cantidad de calor en una fracción de segundo, la temperatura alcanza varios miles de grados Fahrenheit. Esta energía térmica ataca a todos los cuerpos que tienen una alta proporción de área superficial a masa corporal.

Sin entrar en los entresijos de la definición científica de lo que es una rebaba, bajo rebaba entenderemos la salida no deseada de una parte del material a la superficie de la pieza durante el proceso de mecanizado. Es importante para nosotros que la rebaba siempre tenga una alta relación entre su área superficial y su masa.

Ahora, sabiendo lo que es una rebaba, podemos entender que percibe calor por ambos lados. El calor no puede pasar de la rebaba al material base porque la rebaba es muy delgada en la base. La rebaba se oxida muy rápidamente, “quemando” el material base. Como resultado, tenemos, en términos relativos, el borde del material sin rebabas. A veces, para explicar mejor el proceso, dan este ejemplo: si pasa muy rápidamente un soplete de propano encendido a lo largo del antebrazo de la mano, todo el cabello de la mano se quemará y la piel permanecerá sin quemaduras.

La característica más importante de TUZ es que el “agente” de trabajo aquí es la mezcla de gases. Cuando está bajo presión, este agente envuelve firmemente todas las superficies de la pieza, incluidos los orificios más pequeños y profundos. ¡El agente está presente incluso donde no se ve la rebaba! Esto asegura un desbarbado XNUMX% uniforme en cada pieza, que es el sueño de cualquier ingeniero que tenga que solucionar este problema de forma integral y con resultados garantizados. Ningún otro método de desbarbado convencional ofrece un grado tan alto de consistencia de calidad.

El choque térmico va acompañado de una onda explosiva. Por lo tanto, es posible que sea necesario asegurar las piezas de trabajo para evitar daños por impacto en superficies y bordes críticos. Es posible que también se requieran sujetadores para disipar el calor de los deflectores delgados (que también tienen una alta relación entre el área superficial y la masa corporal) y/o para mejorar la exposición a las rebabas externas que, de lo contrario, usarían otras partes en contacto como disipadores de calor. Algunas partes, como los cuerpos de hierro fundido de válvulas grandes, colectores de aluminio grandes, no requieren fijación. Las piezas pequeñas con rebabas internas se pueden procesar en lotes (a granel). Decimos “con rebabas internas” porque las rebabas externas pueden entrar en contacto con piezas adyacentes, que actuarán como disipadores de calor y los resultados de AT no serán satisfactorios.

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ACE no cambia las dimensiones, el acabado superficial o las propiedades del material de la pieza, si elige los sujetadores correctos. La razón es que la pieza se somete a un intenso calentamiento durante solo una fracción de segundo. La calidad de los hilos tampoco se resiente, ya que el hilo es ancho en la base, y el calor pasa fácilmente al material principal de la pieza.

Como se mencionó anteriormente, las rebabas se “queman” de la pieza. Decimos “quemado” entre comillas porque técnicamente esa no es la definición correcta. La combustión es el término habitual para la oxidación rápida. Por lo tanto, sería más correcto decir: las rebabas se oxidan rápidamente. De esto es obvio que el producto de esta reacción será un óxido formado en la superficie de la pieza. AT de piezas de aluminio conduce a la formación de óxido de aluminio, de acero – óxido de hierro, de zinc – respectivamente, óxido de zinc, etc. El lugar de localización del óxido formado del material de la pieza es donde estaba la rebaba. Por lo general, es necesario eliminar el óxido de la superficie de la pieza. Después de la TA, pueden ser necesarias operaciones complicadas para eliminar el óxido, utilizando equipos e instalaciones especiales para la eliminación del líquido de lavado y los reactivos. Si las piezas se van a anodizar, recubrir o tratar térmicamente, normalmente no es necesario eliminar el óxido después de AT.

Otra consideración importante para las operaciones de limpieza después de ACE. Suele ser muy difícil conseguir rebabas uniformes, independientemente del tipo de mecanizado. ACE de todos los métodos para tratar las rebabas cumple con su tarea principal más plenamente, pero ACE no es omnipotente: pueden quedar rebabas especialmente grandes cuando se eliminan las rebabas pequeñas. Si esto sucede, entonces no quedan rebabas grandes completamente “quemadas” en forma de partículas de soldadura en la superficie de la pieza. Estas partículas pueden unirse a la superficie del material, especialmente en el interior de la pieza. Las rebabas parcialmente oxidadas son muy similares a las salpicaduras de soldadura, que naturalmente deben eliminarse. El tratamiento post AT es muy importante y puede ser crítico en el éxito o fracaso de todo el paquete de desbarbado.

ACE encuentra una amplia aplicación en varios procesos industriales. Las principales ventajas de TUZ en diferentes industrias son:

  • Costo estable
  • Oportunidad de abandonar el trabajo manual costoso e ineficiente
  • Calidad constante en cada detalle
  • Costos de producción reducidos
  • Mejorar la calidad y la fiabilidad de los productos.

Las industrias individuales están aprovechando otros beneficios de ACE, ejemplos de los cuales se describen a continuación.

TUZ es ampliamente utilizado en la producción de tornillos industriales. Muchas piezas están fresadas o taladradas en o a través de superficies internas y externas roscadas. ACE le permite deshacerse de las rebabas dentro y alrededor de la rosca sin dañar la rosca misma, como suele ocurrir con el desbarbado manual. La producción de tornillos generalmente se produce en masa, y un gran volumen de producción solo exacerba el efecto negativo del trabajo manual, ya que el operador se cansa rápidamente del trabajo monótono. Con ACE, el gas nunca se cansará: la última parte del lote del día tendrá la misma calidad impecable que la primera. Independientemente de si es latón o aluminio, acero inoxidable o aleado, o plástico.

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Otra industria por ejemplo: fundición a presión de aluminio o zinc. Los ingenieros que participan en el proceso de obtención de piezas por inyección o fundición a presión suelen preocuparse por eliminar las rebabas y las rebabas de las piezas. Esto generalmente se hace a mano, luego las partes se vibran en tambores giratorios. Ambas operaciones pueden reemplazar perfectamente al ACE (ver Fig. 1).

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La producción de productos neumáticos e hidráulicos es otra industria en la que TUZ se aplica con éxito. Para el paso de líquido o gas a presión a través de agujeros que se cruzan, es extremadamente importante que no haya rebabas en el camino. Una fresa rota puede tener las consecuencias más desafortunadas cuando se opera el sistema en el campo. Como se mencionó anteriormente, el gas rodea todas las superficies, incluidas las rebabas, e incluso en las carreteras notorias como el “queso suizo”, y esto explica la capacidad de TUZ para eliminar por completo todas las rebabas. Con la ayuda de TUZ, se eliminan las rebabas en carretes, manguitos, cuerpos de válvula, distribuidores y otras partes (ver Fig. 2 y 3). Los cuerpos de válvula de hierro fundido son excelentes candidatos para ACE. En tales casos, no solo se eliminan perfectamente las rebabas, sino también las inclusiones de arena de moldeo y otras impurezas en la superficie de la caja, dejando una superficie limpia sin rebabas, arena ni virutas, lo que no se puede lograr con ningún otro método que no sea TUZ.

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La lista de industrias donde se aplica la TA se amplía constantemente a medida que se difunde el conocimiento de este método. Una de estas industrias se ha convertido recientemente en la producción de masas termoplásticas. ACE no reemplazará todos los métodos de desbarbado, tal tarea no está establecida. Además, ACE se usa a menudo en combinación con otros métodos para lograr mejores resultados. ACE hoy es otro método en el arsenal de ingenieros para el uso de tareas de producción específicas.

Al desarrollar procesos técnicos para un nuevo producto, los diseñadores y diseñadores intentan utilizar las capacidades de los equipos existentes. Dado que TUZ es un proceso de producción, es muy importante tener en cuenta todas las posibilidades de este método ya en la etapa de preparación del proyecto. Si, al comienzo del desarrollo de un nuevo producto, se recurre al asesoramiento de un especialista en TUZ, entonces es suficiente introducir cambios mínimos en el proyecto y, como resultado, tener una reducción significativa en los costos y costos para operaciones de acabado sin deteriorar la forma, las propiedades o el rendimiento del nuevo producto.

Limitaciones en el uso del desbarbado térmico.

ACE es efectivo para casi todos los materiales, pero, como cualquier otro proceso de producción, ACE es ideal para algunos materiales y solo parcialmente para otros. Como se mencionó anteriormente, la rebaba debe absorber calor de ambos lados para obtener la temperatura suficiente para la oxidación. Estas dos condiciones más importantes para el funcionamiento de TUZ, la absorción de calor y la oxidación, pueden no funcionar en materiales que son difíciles de oxidar o tienen una conductividad térmica excesivamente alta (es decir, cuando la rebaba toma calor y lo transfiere rápidamente al material del parte). A veces se puede lograr un mejor resultado aumentando el nivel de energía transferida, por ejemplo, esto es necesario para aleaciones de cobre y aceros inoxidables. Tradicionalmente, estos dos materiales no siempre se procesan fácilmente. Hablando de las limitaciones de ACE, lamentablemente no se puede evitar el magnesio. Aquí tenemos que advertir que para este material todo lo que pueda parecerse a una rebaba será destruido sin dejar rastro.

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Desbarbado electroquímico (ECDE)

El desbarbado electroquímico (ECDE) es un proceso de desbarbado localizado que utiliza energía eléctrica para eliminar las rebabas en un lugar específico de una pieza, a diferencia de ACE, que trata la pieza completa. La pieza de trabajo está montada sobre una base no metálica y un electrodo está ubicado muy cerca de la fresa. La parte, el ánodo, está cargada con una carga positiva y el electrodo, un cátodo con carga negativa. Se suministra una solución de electrolito bajo presión en el espacio entre la fresa y el electrodo. Antes de encender el proceso en sí, el flujo de electrolito elimina las virutas adheridas o incompletas de la superficie de la pieza, lo que puede provocar un cortocircuito en la pieza y, por lo tanto, dañar su superficie, así como herramientas o equipos. Cuando la rebaba se disuelve, se forma un radio controlado. EHS tiene una repetibilidad absolutamente excelente de una pieza a otra, de un lote a otro.

Para EHSZ, el equipo de montaje siempre es necesario. Suele ser un soporte de plástico para sujetar la pieza y aislar áreas que no deben someterse a ECUS. El electrodo de alta conductividad tiene una forma predeterminada adecuada para el contorno y las dimensiones del área de la pieza a mecanizar. El flujo de electrolito puede ser desde el soporte oa través del electrodo, según las especificaciones de la tecnología calculadas por el ingeniero de proceso responsable. El control preciso del proceso se lleva a cabo cambiando el voltaje en el circuito, el flujo de electrolito y el tiempo de ciclo.

Con ECHUS, las dimensiones de la pieza cambian, pero solo en el sentido de que cuando se quita la rebaba, el radio especificado permanece. Este cambio de tamaño de la pieza suele ser deseable y planificado con antelación. ECHUS procesa solo aquellas áreas de la superficie de la pieza cerca del electrodo que necesitan ser procesadas, siempre que el equipo de fijación haya sido cuidadosamente pensado y utilizado correctamente. Como ya se mencionó, el soporte debe brindar protección para áreas o superficies críticas, como las roscas, aunque ECDU también hace un excelente trabajo al desbarbar roscas después de fresar o perforar roscas (ver Fig. 4).

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ECHUS es eficaz en todos los materiales conductores. Los dos materiales discutidos en la sección “Limitaciones en la aplicación del desbarbado térmico”, a saber, aceros inoxidables y aleaciones de cobre, muestran resultados notables con ECD. A veces, se utiliza una combinación de ambos métodos, ACE y ECUS, para obtener resultados óptimos y de la más alta calidad.

Al igual que ACE, ECHUS es una de las herramientas del arsenal de un ingeniero moderno. Estos son los principales beneficios de usar ECUS:

  • Costo de producción estable
  • Oportunidad de abandonar el trabajo manual costoso e ineficiente
  • Desbarbado uniforme de cada pieza
  • Costos de producción reducidos
  • Mejorar la calidad y la fiabilidad de los productos.

Además, otra ventaja importante del método ECHS es precisamente el mismo radio controlado. Puede ser la solución al problema de eliminar rebabas y bordes afilados de los diámetros internos de los orificios que se cruzan en las válvulas. Es el radio formado durante la ESD lo que puede evitar que se dañe el sello elastomérico durante el montaje o el funcionamiento de la válvula. Lo mismo se aplica a los canales monolíticos.

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ECHS también se utiliza con éxito en la producción de piezas móviles de instrumentos de medición de acción directa. Al fresar las ruedas dentadas del mecanismo, se forman rebabas, que deben eliminarse sin dañar la delgada espiral del engranaje. ECHUS hace un excelente trabajo con esta tarea. Además de la tarea principal de desbarbado, ECD también mejora la calidad de la superficie del engranaje, al tiempo que reduce el error de separación y la histéresis. Lo mismo se puede decir sobre el uso de ECHR para procesar engranajes en otras industrias.

EHUZ y TUZ también se utilizan en la producción de armas y municiones modernas, donde se imponen requisitos especiales de calidad y precisión. Aquí, estos requisitos se hacen absolutos, ya que la munición debe funcionar una vez y no habrá otro intento. En este caso, la operación debe ocurrir en condiciones de las cargas más fuertes en los mecanismos del producto. Las fuerzas generadas por las increíbles velocidades y aceleraciones alimentan el mecanismo mismo, pero también pueden causar una falla catastrófica si no se eliminan con cuidado todas las rebabas de las superficies deslizantes, de indexación o giratorias. O una sola rebaba no eliminada o una parte de una rebaba eliminada de forma incompleta puede desprenderse del órgano inmóvil del mecanismo y ralentizar, o incluso bloquear completamente el movimiento del órgano móvil de un conjunto muy preciso. Aquí ECHUS y TUZ acuden en ayuda del ingeniero.

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Limitaciones en la aplicación del desbarbado electroquímico.

Como ya se señaló, ECHS se utiliza para todos los materiales conductores. De ahí la principal limitación: es imposible procesar plástico con este método. Otras restricciones no son tan categóricas, pero son restricciones solo en el tamaño de las rebabas y la pieza de trabajo. De acuerdo con las restricciones dimensionales, la decisión queda en manos de los tecnólogos: solo después de una cuidadosa consideración de todos los parámetros de la pieza, el ingeniero puede juzgar si es posible usar ECHS y cuál es su conveniencia.

La última limitación se refiere al diseño del hardware de montaje. Es posible que se requiera un equipo complejo y costoso, por lo tanto, antes de decidir sobre la idoneidad del uso de ECHS, es necesario realizar muchos cálculos y pruebas.

ACE y ECUS, usados ​​solos o en combinación, reemplazan el costoso y lento proceso de desbarbado manual. Las operaciones de desbarbado se utilizan en casi todas las plantas de fabricación, independientemente de la complejidad de la pieza.

Raspador metálico. ¿Para qué se necesita?

raspador

Los raspadores, manuales y eléctricos, se encuentran entre las raras herramientas de plomería, cuyo diseño y fabricación no se consideran en ninguna norma. Las palabras “scraper” y “scraper”, por cierto, tienen la misma raíz (del inglés to scrab – scrape).

¿Para qué sirve un raspador?

Si bien la ingeniería precisa facilita el ajuste de una pieza terminada (especialmente una hecha a mano), algunas actividades aún requieren retoques personalizados. Estas operaciones incluyen el raspado, realizado con rascadores. El objetivo principal del raspador es eliminar una pequeña parte del metal que impide la conexión normal de las partes adyacentes. Un ejemplo típico del uso de un raspador metalúrgico es la eliminación de las rebabas que se forman en los extremos de la tubería y que impiden la instalación normal de cualquier accesorio. Como resultado del raspado, por ejemplo, se pueden eliminar las rebabas en el buje, por lo que la rotación del eje ubicado en él irá acompañada de una fricción significativa. Los raspadores también se utilizan para eliminar protuberancias metálicas locales en superficies planas, alisar el perfil de ranuras y ranuras y en joyería, para formar relieves complejos que no son económicamente factibles de obtener mediante estampado.

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raspado de metales

Alcance de los raspadores:

  • Producción manual de productos en copias individuales.
  • Eliminación de pequeños defectos superficiales después del corte mecánico o fundición.
  • Eliminación de manchas de pintura o cola seca.
  • Ligero aumento en el acabado superficial.

¿Qué son los rascadores?

El dispositivo de un raspador de metal manual para metal, no limitado por marcos regulatorios, es simple:

  1. Cómodo mango de madera lijada, similar al mango de una lima, con orificio para cambiar las puntas de la herramienta. Las maderas duras se utilizan como material de mango: roble, peral, etc.
  2. Virola de acero dulce para evitar que se agriete el mango.
  3. El raspador en sí, que incluye una hoja de trabajo y una parte de aterrizaje, que termina con una punta triédrica.

raspador de cerrajería

Los rascadores se clasifican según los siguientes parámetros:

  • Forma de hoja. Puede ser plano, multifacético, semicircular y con forma.
  • Según el material de la pieza de trabajo. Básicamente, se utilizan grados de acero para herramientas ordinarios U12 o U13 (según GOST 1435-84), o grados de acero aleado 11HF, 13X, etc. (GOST 5950-83).
  • Según el diseño de la parte de trabajo. Para los raspadores de acero, es sólido forjado, para los raspadores de carburo, es compuesto (una placa hecha de una aleación del tipo VK3 y un soporte hecho de acero 40X o similar. El inserto está soldado con cobre).

Al limpiar o terminar tuberías, casquillos y otras piezas, se utilizan raspadores con cuchilla semicircular. Está equipado con dos filos de corte, que terminan en extremos redondeados o en punta. Algunos tipos de raspadores de este tipo tienen un relieve en la parte inferior de la parte interior de la cuchilla, lo que permite procesar dos superficies a la vez.

raspadores

Los joyeros usan raspadores triédricos manuales: es más conveniente hacer una limpieza precisa de las joyas fundidas. Tales herramientas son en miniatura y tienen filos de corte de alta precisión. La hoja, de planta triangular, se estrecha gradualmente hacia el borde, pero no converge en un punto, sino que tiene un pequeño radio de curvatura.

Los raspadores con una hoja plana se asemejan exteriormente a un cincel, pero son menos masivos. Los bordes de la parte de trabajo también están provistos de pequeños radios de redondeo: esto no permite que las esquinas entren en contacto con la superficie de trabajo y dejen arañazos en ella.

Hacer rascadores y cuidarlos.

Las herramientas accionadas de este tipo (por ejemplo, raspadores eléctricos) a menudo se incluyen con las máquinas raspadoras. Tienes que hacer los tuyos hechos a mano. Con respecto a los diseños planos, es más fácil usar una lima vieja o rota: el material es el mismo y las superficies de trabajo de los bordes en la mayoría de los casos pueden ser lo que deberían ser. El extremo roto de la lima se afila a la configuración requerida y luego se dibujan manualmente los radios de curvatura deseados.

Para los raspadores de metal con forma, se requerirá la ayuda de especialistas experimentados que tengan a su disposición el equipo y el equipo adecuados.

Los raspadores son una herramienta de precisión que debe almacenarse por separado, envolviendo la hoja de trabajo en un trapo engrasado. Si se requiere afilar el raspador, primero es necesario rectificarlo en una superficie plana de una muela abrasiva lisa y luego afilar y engrasar el borde de trabajo. Un mal afilado deja irregularidades microscópicas en las cuchillas, lo que empeorará el resultado del raspado.

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