DE10233277A1

DE10233277A1 - Verfahren zum Entgraten und Reinigen von Werkstücken

Info

Publication number: DE10233277A1
Application number: DE2002133277
Authority: DE
Inventors: Thomas Piller; Rolf WANKMÜLLER
Original assignee: Piller Entgrattechnik GmbH
Current assignee: Piller Entgrattechnik GmbH
Priority date: 2002-07-23
Filing date: 2002-07-23
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2022-07-24
Also published as: DE10233277B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entgraten und Reinigen von mit Graten versehenen Werkstücken, insbesondere aus Metall, mit einem Flüssigkeits-Hochdruckstrahl. Ist dabei vorgesehen, dass in den Verfahrensablauf eine zusätzliche trockene und/oder nasse Bearbeitungsphase mit Festkörper-Entgratungsmittel einbezogen wird, dann können auch schwer entgratbare Werkstoffe entgratet und gereinigt werden, wobei in der trockenen Bearbeitungsphase mit Druckluft und in der nassen Bearbeitungsphase mit Flüssigkeit als Trägermittel für die Festkörper gearbeitet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entgraten und Reinigen von mit Graten versehenen Werkstücken, insbesondere aus Metall, mit einem Flüssigkeits-Hochdruckstrahl.

Diese Flüssigkeits-Entgratung und -Reinigung ist bekannt, wie die DE 197 39 868 A1 zeigt. Dabei wird als Flüssigkeit Wasser oder ein Ölgemisch verwendet. Dieser Bearbeitung des Werkstückes sind jedoch Grenzen gesetzt, wenn die Grate, z.B um Bohrungen unterschiedliche Höhe aufweisen und der Werkstoff sehr hart ist. Zudem kann die Gratwurzel unterschiedliche Dicke aufweisen, so dass der Flüssigkeits-Hochdruckstrahl zum vollständigen Abtrag nicht mehr ausreicht. Das Entgratungsergebnis ist daher unzureichend und genügt den heute immer strenger werdenden Anforderungen nicht mehr, insbesondere dann, wenn eine Kantenabrundung vogeschrieben ist.

Allgemein bekannt sind auch das sogenannte Kugelstrahlen und Sandstrahlen, bei dem ein Entgratungs- und Reinigungsvorgang mit trockenem oder nassem körnigem Bearbeitungsmittel durchgeführt wird, wobei Druckluft oder Flüssigkeit als Trägermittel verwendet wird.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein mit Flüssigkeits-Hochdruckstrahl arbeitendes Entgratungs- und Reinigungsverfahren so auszubilden, dass es auch für den Einsatz an Werkstücken mit unterschiedlich hohen und/oder breiten Graten eingesetzt und ein ausreichend gutes Entgratungsergebnis mit Kantenabrundung erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass in dem Verfahrensablauf eine zusätzliche trockene und/oder nasse Bearbeitungsphase mit Festkörper-Entgratungsmittel einbezogen wird.

Mit dem Flüssigkeits-Hochdruckstrahl werden die lappigen Grate entfernt, während das Festkörper-Entgratungsmittel die Restgrate abträgt und zu der gewünschten Kantenabrundung führt, so dass im Gesamteffekt beliebige Gratformen auch an unterschiedlichen Werkstoffen entfernt werden können. Dasselbe gilt auch bei der Reinigung von Werkstücken mit fest anhaftenden, harten und unregelmäßigen Verunreinigungen.

Dabei kann nach einer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Bearbeitungsphase mit Festkörper-Entgratungsmittel an die Bearbeitung des Werkstückes mit dem Flüssigkeits-Hochdruckstrahl angeschlossen wird. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn der Grat um eine Bohrung einen unterschiedlich hohen Kranz bildet oder bei der spanabhebenden Bearbeitung an einer Kante des Werkstückes ein kappenförmiger Grat anhängt.

Die Bearbeitungsfolge kann nach einer weiteren Ausgestaltung auch so erfolgen, dass die Bearbeitungsphase mit Festkörper-Entgratungsmittel vor der Bearbeitung des Werkstückes mit dem Flüssigkeits-Hochdruckstrahl durchgeführt wird, wobei der Flüssigkeits-Hochdruckstrahl vorzugsweise eine Reinigungs- und Ausspülfunktion übernimmt und evtl. noch anhaftende Gratreste und/oder Strahlmittel-Rückstände zuverlässig entfernt.

Dabei ist für einen guten Wirkungsgrad die Ausgestaltung des Verfahrens so, dass bei der Bearbeitung des Werkstückes mit dem Flüssigkeits-Hochdruckstrahl mit einem Druck > 50 bar gearbeitet wird und dass in der Bearbeitungsphase mit Festkörper-Entgratungsmittel, insbesondere Kugeln aus Glas und Stahl sowie Mineralgranulat oder Sand, gearbeitet wird, deren Härte vorzugsweise gleich oder größer ist als die Härte des zu bearbeitenden Werkstückes.

Werden beide Bearbeitungsverfahren vorzugsweise zum Entgraten verwendet, dann kann zusätzlich vorgesehen sein, dass an die beiden Bearbeitungsphasen zum Entgraten und Reinigen eine Spülphase angeschlossen wird, in der von flüssigem Spülmittel die am Werkstück haftenden Teile ab- und ausgespült werden.

Die Entgratungswirkung kann dadurch einstellbar sein, dass die Zeiten der beiden Bearbeitungsphasen veränderbar ausgelegt werden, wobei bei der Be arbeitung des Werkstückes mit Flüssigkeits-Hochdruckstrahl der Druck der Flüssigkeit und/oder die Flüssigkeitsmenge veränderbar und bei der Bearbeitung mit Festkörper-Entgratungsmittel der Druck und die Menge des Trägermittels und/oder die Partikelgröße veränderbar gewählt wird.

Vielfach ist bei schwer entgratbaren Werkstücken eine Ausgestaltung von Vorteil, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Bearbeitungsphasen mit Flüssigkeits-Hochdruckstrahl und Festkörper-Entgratungsmittel mehrmals abwechselnd hintereinander angewendet werden.

Die Bearbeitung des Werkstückes kann nach einer zeitsparenden Entgratung und Reinigung dadurch abgeschlossen werden, dass als letzte Bearbeitungsphase eine Flüssigkeits-Hochdruckphase zur Reinigung des Werkstückes verwendet wird.

Für den Flüssigkeits-Hochdruckstrahl sind alle bekannten Entgratungsflüssigkeiten, wie Wasser und Ölgemisch, einsetzbar und als Festkörper-Entgratungsmittel werden Metallkugeln, Glaskugeln, Mineralgranulat, Sand, Eispartikel, Eissplitter oder eine Mischung davon verwendet.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 den Grat am Ausgang einer Bohrung vor der Bearbeitung,
2 den Zustand nach der Bearbeitung mit einem Flüssigkeits-Hochdruckstrahl,
3 den Endzustand der Bohrung nach der folgenden Bearbeitung mit einem körnigen Entgratungsmittel,
4 ein Werkstück mit Kante und spanabhebender Bearbeitung mit der dabei auftretenden Gratbildung und
5 die mit Flüssigkeits-Hochdruckstrahl bearbeitete Kante für die Bearbeitung mit körnigem Entgratungsmittel.
Wie die 1 zeigt, wird beim Einbringen einer Bohrung 13 von der Bearbeitungsseite 11 in eine Metallplatte 10 auf der Austrittsseite 12 der Bohrung 13 um diese ein Grat 14 erzeugt. Bei manchen Werkstoffen kann dieser Grat 14 mit Spitzen 15 einen unregelmäßigen Abschluss bilden. Dabei sind die auslaufenden Spitzen 15 verhältnismäßig dünn gegenüber der Gratwurzel im Bereich der Austrittsseite 12 der Metallplatte 10.
In einer ersten Bearbeitungsphase, deren Zeitdauer in Abhängigkeit vom Werkstoff und der Gratbildung eingestellt werden kann, wird über eine mit Hochdruck-Flüsigkeit gespeiste Düse 20 ein Flüssigkeits-Hochdruckstrahl 21 auf die Spitzen 15 und den auslaufenden, Teil des Grates 14 gerichtet. Wie die 2 zeigt, wird der Grat 14 dabei so abgetragen, dass ein etwa gleich hoher Restgrat 14' im Bereich der Gratwurzel stehen bleibt. Auf diesen Restgrad 14' wird ein Entgratungsstrahl 31 mit Festkörper-Entgratungsmittel, z.B. Glaskugeln, Stahlkugeln oder dgl., gerichtet, deren Härte gleich oder größer ist als die Härte der Metallplatte 10. Das Festkörper-Entgratungsmittel wird mit Druckluft auf den Restgrat 14' gerichtet, der damit ähnlich wie beim Kugel-Entgraten oder Sandstrahlen abgetragen wird, bis auch der Bohrungsrand mit der Austrittsseite 12 der Metallplatte 10 bündig, abgerundet und damit gratfrei abschließt.
Wird von einem massivem Werkstück 40 eine auf die Kante 43 ausgerichtete Seitenfläche 41 einer spanabhebenden Bearbeitung unterzogen, dann bildet sich ein lappenförmiger Grat 16, der an der rechtwinklig dazu stehenden Seitenfläche 42 des Werkstückes 40 absteht, wobei die Gratwurzel 17 eine dünne Stelle zum eigentlichen Gratlappen bildet. Mit einem Flüssigkeits-Hochdruckstrahl 21 kann der Gratlappen von der Kante 43 abgetragen werden, wie 4 zeigt. Der Restgrat 16' legt sich dabei auf die Seitenfläche 42 und wird mit einem Ent-gratungsstrahl 31 einer Strahleinrichtung 30 für Festkörper-Entgratungsmittel von der Kante 43 entfernt.
In beiden Fällen kann das Verfahren auch mit beiden abwechselnden Betriebsphasen wiederholt werden, bis der ausreichende Materialabtrag erreicht ist. Dabei sind auch die Parameter der Bearbeitungsphasen variabel und einstellbar ausgebildet. So kann der Druck und die Dauer der Bearbeitungsphasen erhöht werden, wenn es sich um schwer entgratbare Werkstoffe handelt. Auch das Entgratungsmittel – Flüssigkeit oder Festkörper – kann variiert werden, wobei bei der Flüssigkeits-Entgratung Wasser oder ein Ölgemisch und bei der sogenannten Kugel-Entgratung nicht nur der Werkstoff der Kugeln, wie Glas, Stahl, Mineralgranulat oder Sand, auch die Partikelgröße des Festkörper-Entgratungsmittels als Parameter genutzt werden kann.

Claims

Verfahren zum Entgraten und Reinigen von mit Graten versehenen Werkstücken, insbesondere aus Metall, mit einem Flüssigkeits-Hochdruckstrahl, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verfahrensablauf eine zusätzliche trockene und/oder nasse Bearbeitungsphase mit Festkörper-Entgratungsmittel einbezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsphase mit Festkörper-Entgratungsmittel an die Bearbeitung des Werkstückes mit dem Flüssigkeits-Hochdruckstrahl angeschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsphase mit Festkörper-Entgratungsmittel vor der Bearbeitung des Werkstückes mit dem Flüssigkeits-Hochdruckstrahl durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bearbeitung des Werkstückes mit dem Flüssigkeits-Hochdruckstrahl mit einem Druck > 50 bar gearbeitet wird und dass in der Bearbeitungsphase mit Festkörper-Entgratungsmittel, insbesondere Kugeln aus Glas, Stahl, Mineralgranulat oder Sand gearbeitet wird, deren Härte vorzugsweise gleich oder größer ist als die Härte des zu bearbeitenden Werkstückes.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an die beiden Bearbeitungsphasen zum Entgraten und Reinigen eine Spülphase angeschlossen wird, in der von einem flüssigen Spülmittel die am Werkstück haftenden Teile ab- und ausgespült werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die kombinierte Bearbeitung bei Werkstücken angewendet wird, die unterschiedlich hohe und/oder breite Grate aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeiten der beiden Bearbeitungsphasen veränderbar ausgelegt werden, wobei bei der Bearbeitung des Werkstückes mit Flüssigkeits-Hochdruckstrahl der Druck der Flüssigkeit und/oder die Flüssigkeitsmenge veränderbar und bei der Bearbeitung mit Festkörper-Entgratungsmittel der Druck und die Menge des Trägermittels und/oder die Partikelgröße veränderbar gewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsphasen mit Flüssigkeits-Hochdruckstrahl und Fest-Körper-Entgratungsmittel mehrmals abwechselnd hintereinander angewendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als letzte Bearbeitungsphase eine Flüssigkeits-Hochdruckphase zur Reinigung des Werkstückes verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass für den Flüssigkeits-Hochdruckstrahl Wasser oder ein Ölgemisch verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Festkörper-Entgratungsmittel Metallkugeln, Glaskugeln, Mineralgranulat, Sand, Eispartikel, Eissplitter oder eine Mischung daraus verwendet wird.