Autot eivät ole BMW:lle vieraita. BMW-autojen maine on erottamaton sen "sydämestä" - sen moottoreiden valmistusvoimakkuudesta. Tänään löysimme joukon suunnittelupiirroksia BMW-moottorista ja annoimme myös yksityiskohtaisen selityksen moottorin käsittelytekniikasta. Voisitko koneistustekniikan asiantuntijat harkita sellaisen rakentamista?
Katsotaanpa ensin kokonaista osaa BMW:n Kiinan tehtaasta – koko moottorilohkon valmistus- ja kokoonpanoprosessi:
▲ Todellinen kuva sylinterin tuotantolinjasta
Videon ja historiallisen kokemuksen perusteella voimme tiivistää seuraavat avainkohdat sylinterin monimutkaisen tuotantoprosessin tarkkuuden varmistamiseksi: koneistuskeskuksen käyttö automaattisella kompensaatiotoiminnolla ja erikoiskiinnittimien käyttö kerta-asemointiin ja kiinnitykseen, valinta tärkeimmät prosessityökalut, Koneistuskeskuksen CNC- ja hiontakoneohjelmien optimointi, tasaisen lämpötilan ja kosteuden tuotantoolosuhteiden varmistaminen jne. Katsotaanpa alla olevaa esimerkkiä lähemmin.
yksi
Esimerkki: Sylinterin mittaominaisuuksia koskevat vaatimukset
Alla oleva kuva on kaaviokuva moottorin lopputuotteen mitoista, mukaan lukien sylinterilohkon yläpinnan, sylinterin reiän ja kampiakselin reiän viimeistelymitat. Asiaan liittyvät vaatimukset ovat seuraavat:
kuva
▲ Kaaviokuva moottorin lopputuotteen koosta 1
Sylinterilohkon yläpinnan mitat: Sylinterilohkon yläpinnan ja kampiakselin reiän välisen etäisyyden mittatoleranssi on {{0}}.08 mm, sylinterilohkon karheus yläpinta on Rmax12,5 μm, yläpinnan yhdensuuntaisuus kampiakselin reikään on 0,05 mm ja yläpinnan tasaisuus on 0,05 mm.
Sylinterin reiän koko: Sylinterin reiän halkaisijan toleranssi on {{0}}~0.015 mm, sylinterin reiän pystysuuntaisuusvaatimus kampiakselin reikään nähden on 0.05 mm/150mm, sylinterin reiän käsittelyasennon tarkkuus on halkaisijaltaan 0,2 mm, sylinterin reiän sylinterin tarkkuus Vaatimus on 0,01 mm, sylinterin poraus Reiän karheus on Rz2 ~ 5 μm.
kuva
▲ Kaaviokuva moottorin lopputuotteen mitoista 2
Sylinterin kampiakselin reiän koko: Kampiakselin reiän karheus on Rz10 μm, halkaisijatoleranssi on 0~0.018 mm, kampiakselin reiän asennon tarkkuus vaatii halkaisija 0,2 mm, pyöreys 0,005 mm ja sylinterimäisyys 0,005 mm. Kampiakselin reikä on nro 2, 3. ja 4. vaihteen koaksiaalisuus on 0,008 mm.
kaksi
Erilaiset prosessiohjaimet pintapinnan viimeistelyyn
1. Sylinterin rungon kiinnitys ja sijoitus on suunniteltu tuotepiirustusten mukaisesti. Koska piirustuskoon peruspiste on pohjapinta ja kaksi kohdistustapin reikää pohjapinnalla, ja tämän tyyppistä peruspistettä on käsitelty edellisessä prosessissa, sylinterin yläpinnan käsittelyn paikannuspiste on pohjapinta ja kaksi kohdistustapin reikää pohjapinnassa. Tämä poistaa datan muunnoksen aiheuttaman ongelman. Tarkkuusvirhe.
2. Sylinterin suuren tilakoon vuoksi, jos puristus ei ole tiukka käsittelyn aikana, sylinteri tärisee hieman, mikä vaikuttaa vakavasti käsittelyn tarkkuuteen. Siksi kiinnikkeeseen on tarpeen suunnitella useita itselukittuvia aputukipisteitä ja kiinnityspisteitä, joiden tulee varmistaa, että sylinterin puristusvoima on tasainen ja estää epätasainen puristusvoima ja jännityksen vapautuminen käsittelyn jälkeen vaikuttamasta kiinnikkeen tasaisuuteen. sylinteri.
3. Koneistuskeskus on lisännyt 3-pistekaasutarkastusmenetelmän. Jos kiristys ei ole paikallaan, se hälyttää ajoissa ja varmistaa tuotteen käsittelyn vakauden.
4. Cubic boorinitridi (CBN) teriä ja kalvinta käytetään hienojyrsimiseen ja tarkkuusreikien käsittelyyn sylinterin yläpinnalla. Näillä työkaluilla on pitkä käyttöikä, ja niiden etuna on korkea koneistustarkkuus, pienet pinnan karheusparametriarvot ja korkea tuottavuus. Jos käytetään kovametalliteriä, karheuskäsittelyvaatimuksia ei voida taata massatuotannon olosuhteissa. Niin kauan kuin pinnoitettuja kovametalliteriä käsitellään yli 100 kappaletta, karheutta esiintyy helposti. CBN-terien käytön vaikutus on kuitenkin parempi. Paljon, yli 200 kappaletta voidaan käsitellä.
5. Ohjaa koneistuskeskuksen leikkausparametreja, optimoi CNC-työkalun rata ja lisää sopivasti leikkausnopeutta, mikä voi vähentää sylinterin etu- ja takapinnan liiallista tasaisuutta, joka johtuu koneen yläpinnan epätasaisesta voimasta. sylinteriin johtuen työkalun epätasaisesta voimasta sylinteriin sisään ja sieltä poistuttaessa. .
6. Kun suuri levy on jyrsitty, käytä CNC-ohjausohjelmaa ja lisää suuri harja sylinterin yläpinnan ympärille raaputtamalla jyrsimen käsittelyreittiä pitkin sylinterin purseiden poistamiseksi.
7. Työpajan lämpötilan ja kosteuden säätö. Säädä ja aseta vakiolämpötila 20 ± 2 astetta ja suhteellinen kosteus 40 % ~ 60 % vähentääksesi lämpölaajenemisen ja supistumisen vaikutusta sylinterin viimeistelyyn.
Yhdensuuntaisuuden, tasaisuuden ja karheuden tarkastusraportti sylinterin yläpinnan viimeistelyn jälkeen on seuraava.
kuva
▲ Sylinterin yläpinnan koon tarkastusraportti
kolme
Erilaiset prosessiohjaimet sylinterin reiän viimeistelyyn
Sylinterireiän viimeistelykokovaatimukset ovat korkeat, mikä on prosessin valmistuksen valvonnan painopiste. Sylinterin reiän hionnan laadun varmistamiseksi sylinterin reiän halkaisijan kokotoleranssi on säädettävä arvoon ±0,01 mm ennen hiontaa. Toisin sanoen vain 20 μm:n toleranssivyöhyke saa läpäistä kaasutarkastuksen ennen kuin se voidaan syöttää hiomakoneeseen kalvaushoonausta varten. Ennen työstöä sylinterin reikä on porattava hienoksi ennalta määrättyyn kokoon työstökeskuksessa. Käsittelyprosessi on kuvan mukainen.
kuva
▲ Käsittelyprosessikaavio
Tarkkuusporaustyökalussa on sisäinen jäähdytysrakenne varmistaakseen, että leikkausprosessin aikana syntyvä lämpö poistetaan ajoissa, mikä vähentää paikallisen käsittelyn lämpötilaa ja parantaa sylinterin reiän pinnan laatua. Lopputuotteen piirustusten vertailun mukaan sen jälkeen kun sylinterin reiän halkaisija on porattu hienoksi esihiontaprosessissa, koneistusvaraus on 0.04~0.{{ 9}}5 mm on varattu myöhempään hiomakoneeseen, karheutta säädetään arvossa Rz10~20 μm ja sylinterimäisyyttä säädetään arvoon 0,015 mm. Asemointihalkaisija 0,2 mm ja pystysuora 0,05 mm/150 mm ovat tuotepiirustusten mukaisia, eli sylinterin reiän karheutta, halkaisijaa ja sylinterimäisyyttä ohjataan kalvauksella samalla kun varmistetaan paikoitus ja pystysuora. Kun sylinterin reikä on tarkkuusporattu, sylinterin reiän halkaisija havaitaan online-kaasuntarkastuslaitteistolla, ja pätevät tuotteet saapuvat hiomakoneeseen moottoroidun rullapöydän kautta. Vaikka kertainvestointi maahantuotuihin sylinterireikien kalvaus- ja hiontalaitteisiin (kuten tunnettu hiomakone Saksassa) on suhteellisen suuri, myöhemmät käsittelykustannukset ovat erittäin alhaiset ja käsittelyn laatu on vakaa.
Käytä käsittelyyn pystysuoraa hiomakonetta. Käsittelyn aikana hiomapään hiomakivi syötetään säteittäisesti laajennus- ja supistumismekanismin alle ja työkappale työstetään vähitellen vaadittuun kokoon. Hiomapään ulkoreunassa on 6-9 saranoitua hiomatankoa. Kuusi voidaan käyttää karkeahiontaukseen. Käytetään yhdeksää hiontatankoa, ja pituus on noin 1/3 ~ 2/3 sylinterin reiän pituudesta. Hiottaessa edestakaisen nopeuden säätö on 25-35 m/min, ja hionnan tehokkuus on korkea. Mitä suurempi hionnan edestakainen kiihtyvyys, sitä pienempi on peruutuksen aikana muodostuva kaaren siirtymäalue ja sitä korkeampi on hionnan laatu.
Hiontakiven painetta reiän seinämään säädetään arvoon {{0}},3~0,5 MPa. Hiontakiven paine vaikuttaa suoraan työkappaleen pinnan laatuun, öljykiven kulumismäärään, työkappaleen mittatarkkuuteen ja pinnan karheuteen.
Kun sylinterin poraus on porattu hienoksi, karkea hionta ja hieno hionta voivat täyttää tuotteen kokovaatimukset. Hionnan jälkeen syntyy 20-30 asteen hiontakuvio, jolla on hyvä vaikutus öljykalvon voiteluaineen varastointiin sylinterin reiässä. Sylinterin reiän halkaisijan, sijainnin, sylinterimäisyyden, pystysuunnan ja karheuden tarkastusraportit hionnan jälkeen ovat seuraavat.
kuva
Neljä
Erilaiset prosessiohjaimet kampiakselin reikien viimeistelyyn
Yleisesti käytettyjen bensiinimoottoreiden maksiminopeus voi olla 6000 r/min, mikä asettaa korkeat vaatimukset kampiakselin reikäteknologialle. Kampiakselin reikien hionnan laadun varmistamiseksi kampiakselin reiän halkaisijan kokotoleranssi on säädettävä ±0,015 mm:iin ennen hiontaa, eli vain 0,03 mm:n toleranssi on sallittu. Kun hihna on läpäissyt kaasutarkastuksen, se voi mennä hiontakoneeseen alustan hiomista varten. Ennen kuin kampiakselin reikä menee hiontaan, kampiakselin reikä on porattava hienoksi ennalta määrättyyn kokoon työstökeskuksessa. Käsittelyprosessikaavio on esitetty kuvassa.
kuva
▲ Kampiakselin reiän prosessikaavio
Koneistuskeskuksen tarkkuusporaustyökalussa on sisäinen jäähdytysrakenne. Koska kampiakselin reiän syvyys on suuri, yltää 300 mm:iin, myös poraustyökalun vaatimukset ovat korkeat. Käytössä on CBN-teriä, joiden rakenne on esitetty kuvassa.
kuva
▲ Poraustyökalun rakennekaavio
Työkalun valinta on erittäin tärkeä. Työkalussa on 4 puoliviimeistettyä porausterää ja 6 hienoporausterää. Työstöprosessin aikana ohjausreikää ensin suurennetaan terällä ja suurin osa välystä leikataan pois, minkä jälkeen puolivalmisteinen porausterä porataan halkaisijaltaan 48,79 mm, jolloin jää 0,2 mm varaa terälle, jonka halkaisija on 48,995 mm leikkaamiseen; kampiakselin reikä porataan ensin 1. ja 2. vaihteen asennot ja käännä sitten kääntöpöytä poraamaan kampiakselin reiän 5., 4. ja 3. vaihteet toisella puolella. Lopputuotteen piirustusten vertailun mukaan sen jälkeen kun sylinterin kampiakselin reiän halkaisija on porattu hienoksi esihoonnuksessa, koneistusvara on 0.04~0,05 mm varataan hiomiseen myöhemmälle hiomakoneen alustalle.
kuva
Verrattuna tavallisiin hiottuihin kampiakselin reikiin, kampiakselin reikä alustan rakenteella lyhenee 1/3-1/2, käyttöikä kasvaa 10%~20%, vääntömomentti kasvaa 5 % ja öljynkulutus pienenee 50%~60%. Alustan hionnan karheutta säädetään Rz10-20 μm:ssä, sylinterimäisyyttä säädetään arvossa 0,01 mm, kun taas aseman halkaisija on 0,2 mm, pyöreys on 0,01 mm ja koaksiaalisuus on 0,008 mm. Tuotteen kokovaatimukset täytetään myös alustahionnalla.
Mittatarkkuuden varmistamiseksi kampiakselin reikä hiotaan paikoilleen yhdessä vaiheessa, eli ensimmäisestä vaihdetasosta viidenteen vaihteeseen pyörien ja edestakaisin. Sylinterin kampiakselin reiän halkaisija, pyöreys, sijainti, koaksiaalisuus, sylinterimäisyys ja karheuden tarkastusraportti hionnan jälkeen on esitetty kuvassa.
kuva
▲ Kampiakselin reiän koon tarkastusraportti
kuva
Yllä olevaan moottorilohkon yläpinnan, sylinterin reiän ja kampiakselin reiän hienokoneistukseen käytetään itselukittuvaa kiinnitystä ja aputukirakennetta, valitaan edistyneet työkalumateriaalit ja työkalujen yhdistelmärakenteet, työstölämpötilaa ja kosteutta ohjataan. , ja prosessointiprosessin parametrit ja sirumarginaali ovat hyvin hallittuja. ja muut prosessitoimenpiteet, joilla varmistetaan tuotteen viimeistelyn tarkkuusvaatimukset, mikä varmistaa tuotteen kokoonpanon ja massatuotannon suorituskyvyn.
