BMW avtomobili niso tujec. Slava avtomobilov BMW je neločljiva od njegovega "srca" - proizvodne moči njegovih motorjev. Danes smo našli komplet konstrukcijskih risb motorja BMW in podali tudi podrobno razlago tehnologije obdelave motorja. Ali bi strokovnjaki za strojno tehnologijo razmišljali o izdelavi takšnega?
Najprej si oglejmo celoten del tovarne BMW na Kitajskem – celoten proces izdelave in sestavljanja blokov motorjev:
▲Pravi posnetek proizvodne linije jeklenk
Iz video posnetkov in zgodovinskih izkušenj lahko povzamemo naslednje ključne točke za zagotavljanje natančnosti kompleksnega proizvodnega procesa valja: uporaba obdelovalnega centra s funkcijo samodejne kompenzacije in uporaba posebnih vpenjal za enkratno pozicioniranje in vpenjanje, izbira ključna procesna orodja, Optimizacija programov CNC in honalnih strojev obdelovalnega centra, zagotavljanje proizvodnih pogojev stalne temperature in vlažnosti itd. Oglejmo si pobližje na spodnjem primeru.
eno
Primer: Zahteve glede dimenzij valja
Spodnja slika je shematski diagram dimenzij končnega izdelka motorja, vključno s končnimi dimenzijami zgornje površine bloka cilindrov, izvrtine valja in izvrtine ročične gredi. Ustrezne zahteve so naslednje:
sliko
▲Shematski diagram končne velikosti izdelka motorja 1
Mere zgornje površine bloka cilindrov: Dimenzijska toleranca razdalje od zgornje površine bloka cilindrov do luknje motorne gredi je {{0}}.08 mm, hrapavost zgornja površina je Rmax12,5 μm, vzporednost zgornje površine z luknjo ročične gredi je 0,05 mm, ravnost zgornje površine pa je 0,05 mm.
Velikost izvrtine valja: Toleranca premera izvrtine valja je {{0}}~0.015 mm, zahteva glede navpičnosti izvrtine valja glede na izvrtino ročične gredi je 0.05 mm/150 mm, natančnost položaja obdelave izvrtine valja je 0,2 mm v premeru, natančnost cilindričnosti izvrtine valja zahteva je 0,01 mm, izvrtina cilindra Hrapavost luknje je Rz2~5μm.
sliko
▲Shematski diagram dimenzij končnega izdelka motorja 2
Velikost luknje ročične gredi cilindra: hrapavost luknje ročične gredi je Rz10 μm, toleranca premera je 0~0.018 mm, zahteva natančnost položaja luknje ročične gredi premer 0.2 mm, okroglost 0.005 mm in cilindričnost 0,005 mm. Luknja ročične gredi je št. 2, koaksialnost 3. in 4. prestave je 0,008 mm.
dva
Različne procesne kontrole za končno obdelavo zgornje površine
1. Vpenjanje in pozicioniranje telesa cilindra je zasnovano v skladu z risbami izdelka. Ker je referenčna točka velikosti risbe spodnja površina in dve izvrtini za lokacijski zatič na spodnji površini in je bila ta vrsta referenčne točke obdelana v prejšnjem postopku, je referenčna točka za obdelavo zgornje površine valja spodnja površina in dve luknji za lokacijski zatič na spodnji površini. To odpravi težavo, ki jo povzroča pretvorba referenčne točke. Napaka točnosti.
2. Zaradi velike velikosti valja, če vpenjanje med obdelavo ni tesno, se bo valj rahlo stresel, kar bo resno vplivalo na natančnost obdelave. Zato je treba oblikovati več samozapornih pomožnih podpornih točk in vpenjalnih točk na vpenjalu, ki morajo zagotoviti, da je vpenjalna sila cilindra enakomerna in preprečiti, da bi neenakomerna vpenjalna sila in sprostitev napetosti po obdelavi vplivala na ravnost cilindra. valj.
3. Obdelovalni center je dodal 3-točkovno metodo kontrole plina. Če vpenjanje ni na mestu, bo pravočasno sprožilo alarm, kar bo zagotovilo stabilnost obdelave izdelka.
4. Rezila in povrtala iz kubičnega borovega nitrida (CBN) se uporabljajo za fino rezkanje in natančno obdelavo lukenj na zgornji površini cilindra. Ta orodja imajo dolgo življenjsko dobo in imajo prednosti visoke natančnosti obdelave, majhnih vrednosti parametrov površinske hrapavosti in visoke produktivnosti. Če se uporabljajo rezila iz karbidne trdine, zahtev glede obdelave hrapavosti ni mogoče zagotoviti v pogojih množične proizvodnje. Dokler je prevlečenih karbidnih rezil obdelanih več kot 100 kosov, bo zlahka prišlo do hrapavosti. Vendar pa je učinek uporabe CBN rezil boljši. Veliko, obdelamo lahko več kot 200 kosov.
5. Nadzirajte rezalne parametre obdelovalnega centra, optimizirajte pot orodja CNC in ustrezno povečajte rezalno hitrost, kar lahko zmanjša prekomerno ravnost sprednjih in zadnjih končnih površin valja, ki jo povzroča neenakomerna sila na zgornji površini valj zaradi neenakomerne sile orodja pri vstopu in izstopu iz cilindra. .
6. Ko je velika plošča rezkana, uporabite krmilni program CNC in dodajte veliko krtačo, s katero postrgajte po zgornji površini cilindra vzdolž poti obdelave rezkalnika, da odstranite robove cilindra.
7. Nadzor temperature in vlažnosti v delavnici. Nadzorujte in nastavite konstantno temperaturo 20±2 stopinj in relativno vlažnost 40%~60%, da zmanjšate vpliv toplotnega raztezanja in krčenja na končno obdelavo valja.
Poročilo o pregledu vzporednosti, ravnosti in hrapavosti po zaključku zgornje površine cilindra je naslednje.
sliko
▲Poročilo o pregledu velikosti zgornje površine valja
tri
Različne procesne kontrole za končno obdelavo izvrtine cilindra
Zahteve glede končne velikosti izvrtine valja so visoke, kar je v središču nadzora proizvodnje. Da bi zagotovili kakovost honanja izvrtine valja, je treba toleranco velikosti premera izvrtine cilindra nadzorovati na ±0,01 mm pred honanjem. To pomeni, da lahko samo tolerančno območje 20 μm prestane pregled plina, preden ga lahko vnesete v stroj za honanje za povrtavanje. Pred obdelavo je treba luknjo cilindra v obdelovalnem centru fino izvrtati na vnaprej določeno velikost. Postopek obdelave je, kot je prikazano na sliki.
sliko
▲ Diagram procesa obdelave
Orodje za natančno vrtanje ima notranjo hladilno strukturo, ki zagotavlja, da se toplota, ki nastane med postopkom rezanja, pravočasno odvzame, s čimer se zmanjša temperatura lokalne obdelave in izboljša kakovost površine izvrtine cilindra. Glede na primerjavo risb končnega izdelka, potem ko je premer izvrtine cilindra fino izvrtan v procesu predhonanja, je dodatek za obdelavo 0.04~0.{{ 9}}5 mm je rezerviranih za naslednji stroj za honanje, hrapavost je nadzorovana pri Rz10~20 μm, cilindričnost pa je nadzorovana pri 0,015 mm. Premer pozicioniranja 0,2 mm in navpičnost 0,05 mm/150 mm sta skladna z risbami izdelka, to pomeni, da se hrapavost, premer in cilindričnost luknje cilindra nadzorujejo z povrtavanjem, pri čemer se zagotavljata pozicioniranje in navpičnost. Ko je izvrtina cilindra natančno izvrtana, premer izvrtine cilindra zazna spletna oprema za inšpekcijo plina in kvalificirani izdelki vstopajo v stroj za honanje skozi motorno valjčno mizo. Čeprav je enkratna naložba v uvoženo opremo za povrtavanje in honanje izvrtine cilindra (kot je dobro znani stroj za honanje v Nemčiji) relativno velika, so naknadni stroški obdelave izjemno nizki in kakovost obdelave je stabilna.
Za obdelavo uporabite navpični stroj za honanje. Med obdelavo se brusni kamen glave za honanje radialno podaja pod raztezni in krčni mehanizem in obdelovanec postopoma obdela do zahtevane velikosti. Na zunanjem obodu glave za honanje je 6 do 9 zgibnih palic za honanje. Šest se lahko uporablja za grobo brušenje. Uporablja se devet honalnih palic, dolžina pa je približno 1/3 ~ 2/3 dolžine luknje cilindra. Pri honanju je vrtilna hitrost nadzorovana na 25 ~ 35 m/min, učinkovitost honanja pa je visoka. Večji kot je recipročni pospešek honanja, manjša je prehodna površina loka, ki nastane med obračanjem, in večja je kakovost teksture honanja.
Pritisk brusilnega kamna na steno luknje je nadzorovan pri {{0}}.3~0,5 MPa. Pritisk honalnega kamna neposredno vpliva na kakovost površine obdelovanca, stopnjo obrabe oljnega kamna, dimenzijsko natančnost in hrapavost površine obdelovanca.
Ko je izvrtina cilindra fino izvrtana, lahko grobo in fino honanje izpolnita zahteve glede velikosti izdelka. Po honanju bo izdelan vzorec za honanje 20 ~ 30 stopinj, kar dobro vpliva na shranjevanje maziva v oljnem filmu v izvrtini cilindra. Poročila o pregledu premera, položaja, cilindričnosti, navpičnosti in hrapavosti izvrtine cilindra po honanju so naslednja.
sliko
štiri
Različne procesne kontrole za končno obdelavo lukenj motorne gredi
Največja hitrost običajno uporabljenih bencinskih motorjev lahko doseže 6000r/min, kar postavlja visoke zahteve za tehnologijo izvrtin motorne gredi. Da bi zagotovili kakovost honanja lukenj motorne gredi, je treba pred honanjem nadzorovati toleranco premera luknje motorne gredi na ±0,015 mm, kar pomeni, da je dovoljeno odstopanje le 0,03 mm. Ko jermen opravi plinski pregled, lahko gre v stroj za honanje za honanje ploščadi. Preden gre izvrtina ročične gredi v honanje, je treba luknjo ročične gredi fino izvrtati na vnaprej določeno velikost v obdelovalnem centru. Diagram postopka obdelave je prikazan na sliki.
sliko
▲ Diagram postopka vrtanja ročične gredi
Natančno vrtalno orodje obdelovalnega centra ima notranjo hladilno strukturo. Ker je globina luknje ročične gredi velika in doseže 300 mm, so tudi zahteve za vrtalno orodje visoke. Uporabljajo se CBN rezila, njihova struktura pa je prikazana na sliki.
sliko
▲ Strukturni diagram vrtalnega orodja
Izbira orodja je zelo pomembna. Orodje ima 4 polkončne vrtalne ploščice in 6 finih vrtalnih ploščic. Med postopkom strojne obdelave se vodilna luknja najprej poveča z rezilom in večina dodatka se odreže, nato pa se polkončno rezilo izvrta na premer 48,79 mm, pri čemer ostane 0.2 mm dodatka za rezilo s premerom 48,995 mm za rezanje; luknjo ročične gredi najprej izvrtajte položaje 1. in 2. prestave, nato pa zavrtite vrtljivo ploščo, da izvrtate 5., 4. in 3. prestavo luknje ročične gredi na drugi strani. Glede na primerjavo risb končnega izdelka, potem ko je premer luknje motorne gredi cilindra fino izvrtan v procesu predhonanja, je dodatek za obdelavo 0.04~0,05 mm rezerviran za honanje na kasnejšo platformo stroja za honanje.
sliko
V primerjavi z navadnimi brušenimi luknjami ročične gredi je luknja ročične gredi s teksturo ploščadi skrajšana za 1/3~1/2, življenjska doba je podaljšana za 10%~20%, povečan je navor za 5 %, poraba olja pa se zmanjša za 50%~60%. Hrapavost platforme za honanje je nadzorovana pri Rz10~20μm, cilindričnost je nadzorovana pri 0,01 mm, medtem ko je premer položaja 0,2 mm, okroglost 0,01 mm in koaksialnost 0,008 mm. Zahteve glede velikosti izdelka so izpolnjene tudi z brušenjem platforme.
Da bi zagotovili dimenzijsko natančnost, se luknja ročične gredi brusi na mestu v enem koraku, to je od platforme prve prestave do pete prestave, med vrtenjem in izmeničnim gibanjem. Na sliki je prikazano poročilo o pregledu premera, okroglosti, položaja, koaksialnosti, cilindričnosti in hrapavosti luknje ročične gredi cilindra po honanju.
sliko
▲Poročilo o pregledu velikosti luknje motorne gredi
sliko
Za zgornjo fino obdelavo zgornje površine bloka motorja, izvrtine cilindra in izvrtine ročične gredi sta sprejeta samozaklepno vpenjalo in zasnova pomožne podpore, izbrani so napredni materiali orodij in strukture kombinacije orodij, temperatura in vlažnost obdelave sta nadzorovani. , parametri procesa obdelave in marža odrezkov pa so dobro nadzorovani. in drugi procesni ukrepi za zagotavljanje zahtev glede natančnosti končne obdelave izdelka, s čimer se zagotovi sestavljanje izdelka in zmogljivost množične proizvodnje.
