Iekšējo zobratu, ķīļrievu caurvilkšana
Kas ir caurvilkšana?
Caurvilkšana ir apstrādes process, kurā izmanto caurvilci — vairākpunktu lineārās griešanas instrumentu, kas izgriež materiālu, un kuru izmanto, lai izveidotu caurumus, spraugas un izgriezumus. Tas ir viens no uzticamākajiem un ātrākajiem mehāniskās apstrādes procesiem. Caurvilkšanas metodi izmanto, lai izveidotu iekšējos un ārējos materiāla izgriezumus. Parasti to izmanto, lai izgrieztu ķīļrievas un izveidotu iekšējas ierobu kontūras. Caurvilkšanas koncepcija balstās uz faktiskas apstrādes procesu, kura pirmsākumi ir meklējami deviņpadsmitā gadsimta sākumā. Sākotnējie caurvilkšanas pielietojuma veidi aptvēra ķīļrievu izveidošanu zobratos un skriemeļos. Kopš divdesmitā gadsimta trīsdesmitajiem gadiem caurvilkšanas procesā jau bija iespējams panākt daudz mazākas pielaides un ievērojami samazināt ražošanas procesa izmaksas, padarot to par vienu no rentablākajiem materiālu apstrādes procesiem. Mūsdienās ir iespējams caurvilkt gandrīz jebkuru materiālu.
Caurvilkšanas paņēmienu veidi
- Seššķautnes (Hex).
- Rievsavienojumi (Spline).
- Kvadrātveida (Square).
- „D” veida (D).
- Divkāršā „D” veida (Double D).
- Ovālveida (Oval).
- Apļveida (Circles).
Caurvilkšanas mašīnas var iedalīt pēc to:
- Izmantošanas veida — iekšējās vai ārējās (virsmas apstrādes).
- Funkcijas — piestrādes un raupjošanas.
- Kustības — stacionārās, stumjamās vai velkamās.
- Konstrukcijas — vienlaidus (solid), dobās (hollow), nomaināmu ieliktņu (shell) vai modulārā (modular) tipa.
- Mērķa — atsevišķās vai kombinētās.
Atkarībā no apstrādājamās sagataves, caurvilča materiāls var zemas cietības materiāla, piemēram, čuguna, līdz ļoti augstas cietības materiālam, piemēram, cementētam karbīdam. Pēc to darbības principa caurvilkšanas mašīnas var klasificēt kā pakāpeniskās (ie)griešanas, rotora griezuma un piestrādes caurvilkšanas iekārtām.
Caurvilkšanas procedūru veidi
Pastāv divu veidu caurvilkšanas procedūras:
- Iekšējā caurvilkšana — tai nepieciešams sākotnējais caurums vai sprauga apstrādājamajā detaļā, kur ievietot instrumentu vai apstrādājamo detaļu. Pēc tam apstrādājamā detaļa tiek iestiprināta īpašā fiksatorā, ko sauc par detaļu stiprināšanas ierīci un kas ir iebūvēta caurvilkšanas mašīnā. Caurvilkšanas mašīnas pacēlājs paceļ caurvilci virs detaļu stiprināšanas ierīces un pēc tam nolaiž caurvilci cauri apstrādājamajam materiālam. Iekšējām caurvilkšanas mašīnām ir spirālveidīgi zobu caurvilči, kuri nodrošina pastāvīgu zobu sasaisti. Šo procesu izmanto, lai izveidotu neregulāras formas, rievsavienojumu caurvilkšanu, ķīļrievu caurvilkšanu vai caurumu konfigurācijai. Iekšējo caurvilkšanu veic uz daudzpozīciju mašīnas, ar vienu mašīnas ciklu pilnībā apstrādājot līdz trīs vai četrām detaļām. To izmanto arī iekšējo pārvadmehānismu izgatavošanai, un, jo īpaši, gludstobra stobru izveidošanai.
- Ārējā caurvilkšana — ārējās caurvilkšanas mašīnas izmanto, lai apstrādātu apstrādājamo detaļu ārējās virsmas. Šajā gadījumā caurvilkšanas instrumenti var tikt vilkti vai stumti pār apstrādājamās detaļas virsmu, vai arī detaļas virsma pārvietota pār instrumentu; šo procedūru sauc par kontūru caurvilci (contour broaching). Tas ietver ieliektas vai izliektas virsmas vai kādu citu formu izveidi ar ļoti mazām pielaidēm. Caurvilkšanas mašīnām, kuras izmanto, lai veiktu ārējus (ie)griezumus, ir nepieciešams sākuma caurums, un tās sauc arī par virsmas caurvilcēm (surface broaches).
Caurvilkšanas process
Process sākas ar to, ka apstrādājamo detaļu ievieto īpašā fiksatorā, piemēram, detaļu stiprināšanas ierīcē, kura ir iestiprināta caurvilkšanas mašīnā. Caurvilcis ir jāpiestiprina un rūpīgi jāiespiež caurvilkšanas mašīnas instrumenta turēšanas ierīcē. Mašīnas daļa, kura paceļ caurvilci virs detaļas stiprināšanas ierīces, proti, caurvilkšanas mašīnas pacēlājs, nolaiž caurvilci, virzot to cauri apstrādājamajai detaļai. Pēc tam mašīnas vilcējs, kas būtībā ir āķis, satver caurvilča izmēģinājuma caurumu (pilot). Pacēlājs atbrīvo izmēģinājuma caurumu un caurvilci pilnībā izvelk caur apstrādājamo detaļu. Pēc tam apstrādājamo detaļu izņem no mašīnas, un caurvilcis tiek pacelts uz augšu, kur tas atkārtoti savienojas ar pacēlāju. Caurvilcis gandrīz vienmēr pārvietojas lineāri. Caurvilkšanas procesā darbību secība ir nemainīga, un caurvilcis pārvietojas, vienlaikus nodrošinot griešanas ātrumu.
Lielākā daļa caurvilkšanas mašīnu ir hidrauliskas. Elektromehāniskās piedziņas sistēmas izmanto arī darbiem, kur nepieciešams liels ātrums, bet viegli (ie)griezieni. Mašīnas izšķir pēc tā, vai to kustība ir horizontāla vai vertikāla:
- Horizontālās caurvilkšanas mašīnas lietošanas un veiktspējas ziņā ir viselastīgākās, un tās izmanto dažādiem ražošanas nolūkiem. Šīs mašīnas izmanto iekšējās caurvilkšanas procesā, taču tās var izmantot arī ārējiem procesiem. Tās aizņem lielu grīdas platību.
- Vertikālās caurvilkšanas mašīnas atšķirībā no horizontālajām caurvilkšanas mašīnām aizņem mazāku grīdas platību, un tās izmanto ārējās caurvilkšanas mērķiem. Tās ir daudz stabilākas, un to hidraulisko trieci balsta bāze.
Caurvilkšanas mašīnas iedala pēc to:
- Tipa — horizontālās un vertikālās.
- Maksimālā gājiena garuma.
- Maksimālā darba spēka (vilkšana vai stumšana) vai maksimālā griešanas ātruma.
- Jaudas.
- Balstvirsmas.
Caurvilkšanas priekšrocības un ierobežojumi, kā arī tās pielietojuma veidi
Priekšrocības:
- Piemērotas un ļoti efektīvas masveida ražošanas apjomu nodrošināšanai.
- Ar vienu griežņa gājienu detaļas virsmu var gan raupjot, gan veikt gludapstrādi.
- Dizains, konstrukcija, ekspluatācija un kontrole ir vienkārša, jo to izmanto vienas kustības griešanai.
- Augsta ražošanas veiktspēja.
Ierobežojumi:
- Ikreiz, kad mainās apstrādājamo detaļu formas, jāmaina arī caurvilcis.
- Tas ir ekonomisks risinājums tikai, ja ražošanas apjoms ir liels.
- Griešanas ātrums nevar būt liels.
- Augstas instrumentu izmaksas — dārgi izgatavot un atkārtoti uzasināt.
- Piemērota tikai nelielu (ie)griezumu veikšanai.
Caurvilkšanai ir milzīgs potenciāls izmantošanai šādās nišu nozarēs:
- Gaisa kuģu rūpniecībā.
- Automobiļu rūpniecībā.
- Enerģētikas nozarē.
