Recientemente, mientras hojeaba algunos artículos sobre scraping manual, encontré un fenómeno muy interesante. En Internet hay muchas opiniones diferentes sobre si las máquinas herramienta todavía necesitan un raspado manual y si el rectificado puede sustituir completamente al raspado manual. Esto me hizo pensar profundamente. Al fin y al cabo, el raspado manual siempre ha desempeñado un papel insustituible en el ámbito del procesamiento de máquinas herramienta. Sin embargo, con el desarrollo de la tecnología, sus escenarios y métodos de aplicación han cambiado mucho. Hoy, analicemos este tema en profundidad.
El raspado es un proceso de acabado que utiliza raspadores, superficies de referencia, herramientas de medición e indicadores para operar manualmente mientras se rectifican, miden y raspan los puntos para hacer que la pieza de trabajo cumpla con los requisitos de tamaño, geometría, rugosidad de la superficie y estanqueidad especificados en el proceso.
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El valor "duro" del raspado manual
En primer lugar, sus ventajas en el tratamiento de superficies de alta-precisión. El raspador manual elimina desde unas pocas micras hasta decenas de micras de material cada vez, y ajustándolo poco a poco puede hacer que la planitud alcance menos de 0,001 mm/m y la rugosidad de la superficie Ra sea inferior a 0,1 μm. ¿No es asombrosa esta precisión? Las superficies de contacto de componentes clave, como rieles guía de máquinas herramienta, bancos de trabajo y asientos de rodamientos, requieren una alta rigidez de contacto. Generalmente, se requieren de 8 a 20 puntos de contacto en un área de 25 mm × 25 mm para garantizar que el movimiento de la máquina herramienta sea preciso y estable. Esta uniformidad de contacto de ultra-alta precisión no es fácil de lograr mediante procesos mecánicos ordinarios, como el esmerilado y el fresado.
El segundo es el procesamiento complejo de superficies y la corrección de ensamblaje. Cuando se encuentran superficies irregulares, como rieles guía en forma de arco, superficies de unión con formas-especiales o ajustes dinámicos de precisión después del ensamblaje de múltiples-componentes, como la combinación de rieles guía y deslizadores, husillos y cojinetes, se destacan las ventajas del raspado manual. Los maestros experimentados pueden hacer-juicios y correcciones en tiempo real de acuerdo con las condiciones reales. Esta flexibilidad puede compensar las deficiencias del procesamiento automatizado. Por ejemplo, para las perforadoras de coordenadas y rectificadoras de engranajes de alta-precisión, las superficies de contacto de las llaves deben ensamblarse con "espacio libre cero", lo cual es realmente inseparable del proceso de raspado manual.
Al mismo tiempo, también es muy importante en la compensación de errores y el mantenimiento de precisión. Después de que una máquina herramienta ha sido utilizada durante mucho tiempo, es inevitable que la precisión disminuya debido a la deformación y el desgaste. En este momento, el raspado manual puede reparar errores locales de manera específica y extender la vida útil del equipo. Este papel es particularmente crítico en campos como los instrumentos de precisión y los equipos de procesamiento aeroespacial que requieren precisión y estabilidad extremadamente altas.
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El "cambio y la invariancia" de la tecnología scraping
Sin embargo, el progreso tecnológico actual sí ha provocado cambios. Por un lado, el procesamiento automatizado ha reemplazado algunos procesos. Por ejemplo, el rectificado de ultra-precisión CNC, las rectificadoras de guías con una precisión de 0,1 μm y el pulido mecánico químico CMP en la tecnología de rectificado pueden manejar el procesamiento de alta-precisión de algunos planos y superficies cilíndricas, y la demanda de raspado de planos simples no es tanta como antes. Por otro lado, las actualizaciones de herramientas también ayudan al raspado. El scraping ya no se basa exclusivamente en la experiencia. Los equipos de prueba de precisión, como los interferómetros láser y las máquinas de medición de tres-coordenadas, han resultado útiles. La ubicación y la cantidad de extracción se guían por la cuantificación de datos, que ha cambiado de la anterior "orientada a la experiencia" a "basada en datos", y la eficiencia y la coherencia han mejorado considerablemente.
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Los "puntos débiles" que enfrenta la tecnología scraping
Sin embargo, el raspado manual también tiene su propio umbral. No es fácil formar a un técnico experto en raspado. Se necesitan años de experiencia para acumularlos. Cómo juzgar la distribución de los puntos de contacto y cómo controlar la fuerza del raspador es todo conocimiento. El coste de la formación es elevado. Todavía hay escasez de técnicos cualificados en la industria. Algunas empresas han intentado desarrollar tecnología de raspado robótico, utilizando robots controlados por la fuerza-para simular acciones manuales, pero en términos de adaptabilidad y estabilidad de precisión de superficies complejas, todavía es un poco peor que el trabajo manual y no se puede reemplazar por completo por el momento.
Si observamos la situación actual de las aplicaciones en la industria,-las máquinas herramienta de precisión de alta gama todavía dependen en gran medida del raspado manual. Para las máquinas herramienta con niveles de precisión superiores a IT3, como las rectificadoras de coordenadas de alta-precisión y las máquinas de procesamiento de lentes ópticas, el raspado manual sigue siendo un proceso clave, que puede representar entre el 30% y el 50% del tiempo de procesamiento de los componentes clave. La situación es diferente para las máquinas herramienta de gama media- y baja-. Las máquinas herramienta CNC ordinarias tienen una precisión de IT6-IT7 y la mayoría de ellas utilizan rectificado y rectificado combinado, por lo que el raspado se utiliza mucho menos. Desde la perspectiva de las tendencias futuras, el raspado manual se transformará gradualmente en una "corrección de ensamblaje de precisión" y cooperará con el procesamiento automatizado, en lugar de ser reemplazado por completo.
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Tipos de patrones de raspado
Finalmente, presentaré varios tipos de patrones de raspado, como patrones de arco, patrones cuadrados, patrones de ondas y patrones de abanico. Los patrones de arco incluyen principalmente patrones lunares y patrones de golondrinas.
(1) Patrones de arco y métodos de raspado. Primero, use el lado izquierdo de la hoja raspadora para dejar caer el cuchillo y luego raspe en diagonal de izquierda a derecha (como se muestra en la Figura a a continuación). Al mismo tiempo, se debe girar la muñeca izquierda para hacer que la hoja oscile de izquierda a derecha (como se muestra en la Figura b a continuación), de modo que el raspado de la hoja pase de izquierda a derecha. La longitud longitudinal de la marca del cuchillo es generalmente de unos 10 mm. Todo el proceso de raspado se completa instantáneamente, de modo que se pueden raspar varios patrones de arco. También puedes raspar oblicuamente de derecha a izquierda, presionando hacia abajo con la muñeca izquierda y girando la muñeca derecha para hacer que la hoja oscile de derecha a izquierda, de modo que el raspado del borde de la hoja pase de derecha a izquierda.
Método básico de raspado para patrones de arco.
Elementos esenciales para raspar patrones de arco: debido a las diferentes condiciones de raspado y métodos de operación, la forma y el ángulo de los patrones de arco raspados también varían considerablemente. En primer lugar, se debe prestar atención a la elección de un raspador adecuado, porque el ancho, el grosor, el radio del arco de la hoja y el tamaño del ángulo de la cuña tienen cierta influencia en la forma del patrón del arco; en segundo lugar, debería poder controlar la amplitud de la acción de torsión de la muñeca y la longitud del movimiento de empuje y raspado al raspar; En tercer lugar, debes utilizar el efecto elástico del cabezal de la cuchilla. En términos generales, cuanto mayor sea la amplitud de la acción de torsión de la muñeca y más corto sea el golpe de empuje y raspado, menor será el ángulo y la forma del patrón de arco raspado, como se muestra en la Figura c arriba.
1) Patrón lunar y método de raspado. Antes de raspar, use un lápiz para dibujar cuadrados con un espacio determinado en la superficie de la pieza de trabajo. Al raspar, use un raspador fino con una hoja de arco, y la línea central del plano de la hoja esté en un ángulo de 45 grados con respecto a la línea central longitudinal de la superficie de la pieza de trabajo, y raspe desde el frente hacia la parte posterior de la pieza de trabajo.
2) Patrón de deglución y método de raspado. El patrón de deglución se muestra en la siguiente figura. Antes de raspar, use un lápiz para dibujar cuadrados con un espacio determinado en la superficie de la pieza de trabajo. Al raspar, use un raspador fino con una hoja de arco, y la línea central del plano de la hoja esté en un ángulo de 45 grados con respecto a la línea central longitudinal de la superficie de la pieza de trabajo, y raspe desde el frente hacia la parte posterior de la pieza de trabajo. El método de raspado común es:
Primero, raspe un patrón de arco con el primer cuchillo y luego raspe un segundo patrón de arco ligeramente por debajo del primer patrón de arco, de modo que se pueda raspar un patrón similar a una golondrina, como se muestra en la Figura b arriba.
(2) Patrón cuadrado y método de raspado. El patrón cuadrado se muestra en la siguiente figura. Antes de raspar, use un lápiz para dibujar cuadrados con un espacio determinado en la superficie de la pieza de trabajo. Al raspar, la línea central del plano de la hoja forma un ángulo de 45 grados con respecto a la línea central longitudinal de la superficie de la pieza de trabajo y raspe desde el frente hacia la parte posterior de la pieza de trabajo. El método de raspado básico es: usar un raspador estrecho con un borde recto (o un borde de arco de radio grande) para realizar un raspado de corto-rango. Después de raspar el primer cuadrado, debes dejar un espacio cuadrado entre el primer cuadrado y luego raspar el segundo cuadrado.
(3) Patrón de ondas y método de raspado. El patrón de onda se muestra en la Figura a a continuación. Antes de raspar, use un lápiz para dibujar cuadrados con un espacio determinado en la superficie de la pieza de trabajo. Al raspar, la línea central del plano de la hoja debe ser paralela a la línea central longitudinal de la superficie de la pieza de trabajo y raspar desde la parte posterior hacia el frente de la pieza de trabajo. El método de raspado básico es: usar un raspador con muescas para raspar, elegir la posición de caída de la cuchilla (generalmente la intersección) y luego moverse en diagonal hacia la izquierda después de que caiga la cuchilla. Cuando se alcanza una cierta longitud (generalmente la intersección), muévase en diagonal hacia la derecha para raspar hasta una posición determinada y luego inicie el cuchillo, como se muestra en la Figura b a continuación.
(4) Patrón de abanico y método de raspado. El patrón de abanico se muestra en la Figura a a continuación. Antes de raspar, use un lápiz para dibujar cuadrados y líneas angulares con un cierto espacio en la superficie de la pieza de trabajo. Para raspar el patrón en forma de abanico-, necesita usar un raspador de cabeza de gancho-(como se muestra en la Figura b a continuación). El extremo derecho de la hoja debe estar afilado, el extremo izquierdo debe estar ligeramente desafilado y la línea de la hoja debe ser recta. El método básico de raspado es:
Elija una buena posición para dejar caer el cuchillo (generalmente la intersección), sostenga la mano izquierda a 50 mm de la hoja, presione hacia abajo hacia la izquierda, tome el extremo izquierdo de la hoja como el centro del círculo y gire la mano derecha en el sentido de las agujas del reloj. El ángulo de rotación es generalmente de 90 grados y 135 grados. El patrón correcto en forma de abanico-se muestra en la Figura c arriba. Debido a una fuerza inadecuada, es fácil raspar ambos extremos al mismo tiempo, formando el patrón que se muestra en la Figura d arriba. De esta manera, los trazos del patrón raspado serán demasiado superficiales, lo cual es un patrón incorrecto.
En última instancia, el raspado manual sigue siendo indispensable para la combinación de alta-precisión de componentes clave de máquinas herramienta de precisión, el procesamiento de superficies complejas y la corrección de precisión de ensamblajes. Aunque la tecnología de procesamiento automatizado ha ido mejorando, la flexibilidad, el juicio de la experiencia y las capacidades de micro-corrección del raspado lo han convertido en el proceso central de la "última milla" de la fabricación de precisión, especialmente en los campos aeroespacial, de instrumentos ópticos y de moldes de alta-precisión. Su papel es irreemplazable. En el futuro, a medida que la tecnología y las herramientas de detección continúen actualizándose, el scraping manual se basará más en una guía basada en datos-y se desarrollará en una dirección más eficiente y precisa, en lugar de eliminarse por completo.
Fuente del contenido: Machinist Machine Tool World, Biblioteca Baidu,
Editor de este número: Xiao Ai
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