在精密零件生产中,通过科学优化清洗参数,能够显著提高清洗良率,保障产品质量。采用 DOE(实验设计)法是系统优化参数的有效手段。
首先,固定清洗剂浓度,例如设定为 10%,在此基础上测试超声频率对清洗效果的影响。超声频率是影响超声波清洗效果的关键参数,不同频率的超声波产生的空化效应与清洗能力有所差异。常见的超声频率有 28kHz、40kHz、80kHz 等。28kHz 的超声波频率较低,空化效应强烈,适合清洗大颗粒污垢与较硬的表面;40kHz 的超声波频率适中,清洗效果较为均衡,适用于大多数常规清洗任务;80kHz 的超声波频率较高,空化效应相对较弱,但能够深入微小缝隙进行清洗,适合精密零件的清洗。通过设置不同的超声频率进行清洗实验,对清洗后的零件进行表面清洁度检测,如采用显微镜观察、表面粗糙度测量等方法,对比不同频率下的清洗效果,找出对当前零件清洗有效的超声频率。
其次,调整清洗时间与温度的组合。清洗时间与温度相互关联,共同影响清洗效果。在不同的超声频率下,分别设置清洗时间为 5min、10min、15min,温度为 40℃、50℃、60℃进行实验。较高的温度能够提高清洗剂的活性,加速污垢的溶解与去除,但温度过高可能会对精密零件的材质与性能造成影响,例如导致塑料零件变形、金属零件氧化等。清洗时间过长则可能会增加生产成本,降低生产效率,同时也可能对零件表面造成过度清洗损伤。通过对不同时间 - 温度组合下的清洗效果进行评估,分析清洁度、零件表面质量等指标,确定清洗时间与温度组合。
加入搅拌辅助,对比不同搅拌转速下的清洗效果。搅拌能够促进清洗液的流动,增强清洗液与零件表面的接触,提高传质效率,有助于更均匀地去除污垢。分别设置搅拌转速为 0rpm、50rpm、100rpm 进行实验,观察搅拌对清洗效果的影响。对于一些形状复杂、容易产生清洗死角的精密零件,适当的搅拌能够显著改善清洗效果。在实验过程中,同样对清洗后的零件进行全面检测,综合考虑清洗效果、生产效率、零件损伤等因素,确定搅拌转速。
通过方差分析对实验数据进行统计分析,找出各参数对清洗效果的影响程度与参数组合。在优化过程中,还需引入涡流检测等手段监控零件表面应力变化,避免因过度清洗导致零件表面产生裂纹、变形等损伤。同时,将优化后的参数应用于实际生产,并持续收集生产数据,根据实际情况对参数进行微调,确保清洗良率稳定提升并维持在目标水平。
