BMW ليست غريبة على السيارات. إن شهرة سيارات BMW لا تنفصل عن "قلبها" - قوة تصنيع محركاتها. لقد عثرنا اليوم على مجموعة من الرسومات التصميمية لمحرك BMW، كما قدمنا شرحًا تفصيليًا لتقنية معالجة المحرك. مع هذه، هل يفكر خبراء تكنولوجيا التصنيع في بناء واحدة؟
دعونا أولاً نلقي نظرة على قسم كامل من مصنع BMW في الصين - عملية تصنيع وتجميع كتلة المحرك بأكملها:
▲لقطة حقيقية لخط إنتاج الأسطوانة
من خلال الفيديو والخبرة التاريخية، يمكننا تلخيص النقاط الرئيسية التالية لضمان دقة عملية الإنتاج المعقدة للأسطوانة: استخدام مركز تصنيع مع وظيفة التعويض التلقائي، واستخدام تركيبات خاصة لتحديد المواقع والتثبيت لمرة واحدة، واختيار أدوات المعالجة الرئيسية، تحسين برامج CNC وآلة الشحذ في مركز المعالجة، وضمان ظروف الإنتاج لدرجة حرارة ورطوبة ثابتة، وما إلى ذلك. دعونا نلقي نظرة فاحصة على المثال أدناه.
واحد
مثال: متطلبات خصائص أبعاد الأسطوانة
الشكل أدناه عبارة عن رسم تخطيطي لأبعاد المنتج النهائي للمحرك، بما في ذلك الأبعاد النهائية للسطح العلوي لكتلة الأسطوانة، وتجويف الأسطوانة، وتجويف العمود المرفقي. المتطلبات ذات الصلة هي كما يلي:
صورة
▲ رسم تخطيطي لحجم المنتج النهائي للمحرك 1
أبعاد السطح العلوي لكتلة الأسطوانة: التسامح الأبعاد للمسافة من السطح العلوي لكتلة الأسطوانة إلى فتحة العمود المرفقي هو {{0}}.08 مم، خشونة السطح العلوي هو Rmax12.5 ميكرومتر، والتوازي بين السطح العلوي وفتحة العمود المرفقي هو 0.05 مم، وتسطيح السطح العلوي 0.05 مم.
حجم تجويف الأسطوانة: يبلغ تفاوت قطر تجويف الأسطوانة {{0}}~0.015 مم، ومتطلبات عمودية تجويف الأسطوانة لتجويف العمود المرفقي هي 0.05 مم / 150 مم، دقة موضع معالجة تجويف الأسطوانة هي 0.2 مم في القطر، ومتطلبات دقة أسطوانة تجويف الأسطوانة هي 0.01 مم، وتتحمل الأسطوانة خشونة الثقب Rz2~5μm.
صورة
▲ رسم تخطيطي لأبعاد المنتج النهائي للمحرك 2
حجم فتحة العمود المرفقي للأسطوانة: تبلغ خشونة فتحة العمود المرفقي Rz10 ميكرومتر، والقطر المسموح به هو 0~0.018 مم، وتتطلب دقة موضع فتحة العمود المرفقي قطر 0.2 مم، استدارة 0.005 مم، وأسطواني 0.005 مم. فتحة العمود المرفقي رقم 2، محورية التروس الثالثة والرابعة 0.008 ملم.
اثنين
ضوابط عملية مختلفة لتشطيب السطح العلوي
1. تم تصميم تثبيت جسم الأسطوانة ووضعه وفقًا لرسومات المنتج. نظرًا لأن مسند حجم الرسم هو السطح السفلي وفتحتي تحديد الموقع على السطح السفلي، وقد تمت معالجة هذا النوع من مسند الإسناد في العملية السابقة، فإن مسند تحديد الموضع لمعالجة السطح العلوي للأسطوانة هو السطح السفلي والسطح السفلي. فتحتان لتحديد مكان الدبوس على السطح السفلي. هذا يلغي المشكلة الناجمة عن تحويل مسند الإسناد. خطأ في الدقة.
2. نظرًا لحجم المساحة الكبيرة للأسطوانة، إذا لم يكن التثبيت مشدودًا أثناء المعالجة، فسوف تهتز الأسطوانة قليلاً، مما سيؤثر بشكل خطير على دقة المعالجة. لذلك، من الضروري تصميم العديد من نقاط الدعم المساعدة ذاتية القفل ونقاط التثبيت على الجهاز، ويجب التأكد من أن قوة التثبيت للأسطوانة موحدة وتمنع قوة التثبيت غير المتساوية وإطلاق الضغط بعد المعالجة من التأثير على استواء الأسطوانة. اسطوانة.
3. أضاف مركز المعالجة 3-طريقة فحص الغاز النقطي. إذا لم يكن المشبك في مكانه، فسيتم إنذاره في الوقت المناسب، مما يضمن استقرار معالجة المنتج.
4. يتم استخدام شفرات وموسعات نيتريد البورون المكعب (CBN) للطحن الدقيق ومعالجة الثقب الدقيق على السطح العلوي للأسطوانة. تتمتع هذه الأدوات بعمر خدمة طويل وتتمتع بمزايا دقة المعالجة العالية وقيم معلمات خشونة السطح الصغيرة والإنتاجية العالية. إذا تم استخدام شفرات الكربيد، فلا يمكن ضمان متطلبات معالجة الخشونة في ظل ظروف الإنتاج الضخم. طالما تمت معالجة شفرات الكربيد المطلية بأكثر من 100 قطعة، فسوف تحدث الخشونة بسهولة. ومع ذلك، فإن تأثير استخدام شفرات CBN أفضل. يمكن معالجة أكثر من 200 قطعة.
5. التحكم في معلمات القطع لمركز المعالجة، وتحسين مسار أداة CNC، وزيادة سرعة القطع بشكل مناسب، مما يمكن أن يقلل من التسطيح المفرط للأسطح الأمامية والخلفية للأسطوانة الناتج عن القوة غير المتساوية على السطح العلوي للأسطوانة الأسطوانة بسبب القوة غير المتساوية للأداة عند الدخول والخروج من الأسطوانة. .
6. بعد طحن اللوحة الكبيرة، استخدم برنامج التحكم CNC وأضف فرشاة كبيرة للكشط حول السطح العلوي للأسطوانة على طول مسار معالجة قاطع الطحن لإزالة نتوءات الأسطوانة.
7. ورشة التحكم في درجة الحرارة والرطوبة. التحكم وضبط درجة حرارة ثابتة تبلغ 20 ± 2 درجة ورطوبة نسبية تتراوح بين 40% ~ 60% لتقليل تأثير التمدد الحراري والانكماش على تشطيب الأسطوانة.
تقرير فحص التوازي والتسطيح والخشونة بعد الانتهاء من السطح العلوي للأسطوانة هو كما يلي.
صورة
▲تقرير فحص حجم السطح العلوي للأسطوانة
ثلاثة
ضوابط عملية مختلفة لإنهاء تجويف الأسطوانة
إن متطلبات الحجم النهائي لتجويف الأسطوانة مرتفعة، وهو ما يمثل محور التحكم في عملية التصنيع. من أجل ضمان جودة شحذ تجويف الأسطوانة، يجب التحكم في التسامح مع حجم قطر تجويف الأسطوانة إلى ±0.01 مم قبل الشحذ. وهذا يعني أنه يُسمح فقط بمنطقة تسامح تبلغ 20 ميكرومترًا باجتياز فحص الغاز قبل أن يتم إدخاله في آلة الشحذ لشحذ التوسيع. قبل المعالجة، يجب أن يتم حفر فتحة الأسطوانة بدقة إلى الحجم المحدد مسبقًا في مركز المعالجة. تتم عملية المعالجة كما هو موضح في الشكل.
صورة
▲مخطط عملية المعالجة
تعتمد أداة الحفر الدقيقة هيكل تبريد داخلي لضمان إزالة الحرارة المتولدة أثناء عملية القطع في الوقت المناسب، وبالتالي تقليل درجة حرارة المعالجة المحلية وتحسين جودة سطح تجويف الأسطوانة. وفقًا لمقارنة رسومات المنتج النهائي، بعد أن يتم حفر قطر تجويف الأسطوانة جيدًا في عملية الشحذ المسبق، يكون هناك بدل تشغيل يبلغ 0.04~0.{{ 9}} يتم حجز 5 مم لآلة الشحذ اللاحقة، ويتم التحكم في الخشونة عند Rz10~20μm، ويتم التحكم في الاسطوانة عند 0.015 مم. إن قطر الموضع 0.2 مم والعمودي 0.05 مم / 150 مم متوافقان مع رسومات المنتج، أي أنه يتم التحكم في خشونة وقطر وأسطونة فتحة الأسطوانة عن طريق التوسيع مع ضمان تحديد الموضع والعمودي. بعد الحفر الدقيق لتجويف الأسطوانة، يتم الكشف عن قطر تجويف الأسطوانة بواسطة معدات فحص الغاز عبر الإنترنت، وتدخل المنتجات المؤهلة إلى آلة الشحذ من خلال طاولة الأسطوانة الآلية. على الرغم من أن الاستثمار لمرة واحدة في معدات توسيع وشحذ تجويف الأسطوانة المستوردة (مثل آلة الشحذ المعروفة في ألمانيا) كبير نسبيًا، إلا أن تكاليف المعالجة اللاحقة منخفضة للغاية وجودة المعالجة مستقرة.
استخدم آلة الشحذ العمودية للمعالجة. أثناء المعالجة، يتم تغذية حجر المشحذ لرأس الشحذ بشكل قطري تحت آلية التمدد والانكماش، وتتم معالجة قطعة العمل تدريجيًا إلى الحجم المطلوب. يوجد من 6 إلى 9 قضبان رملية مفصلية على المحيط الخارجي لرأس الشحذ. ستة يمكن استخدامها لشحذ الخام. يتم استخدام تسعة قضبان شحذ، ويبلغ الطول حوالي 1/3 ~ 2/3 من طول فتحة الأسطوانة. عند الشحذ، يتم التحكم في السرعة الترددية بـ 25~35 م/دقيقة، وتكون كفاءة الشحذ عالية. كلما زاد التسارع الترددي للشحذ، كلما كانت منطقة انتقال القوس أصغر أثناء الشحذ، وارتفعت جودة نسيج الشحذ.
يتم التحكم في ضغط حجر الشحذ على جدار الثقب عند {{0}}.3~0.5MPa. يؤثر ضغط حجر الشحذ بشكل مباشر على جودة سطح قطعة العمل، وكمية تآكل حجر الزيت، ودقة الأبعاد وخشونة سطح قطعة العمل.
بعد أن يتم حفر تجويف الأسطوانة بشكل جيد، فإن الشحذ الخشن والشحذ الدقيق يمكن أن يلبي متطلبات حجم المنتج. بعد الشحذ، سيتم إنتاج نمط شحذ من 20 درجة إلى 30 درجة، والذي له تأثير جيد على تخزين مادة التشحيم لطبقة الزيت في تجويف الأسطوانة. تقارير فحص القطر والموضع والأسطوانة والعمودية والخشونة لتجويف الأسطوانة بعد الشحذ هي كما يلي.
صورة
أربعة
ضوابط عملية مختلفة لإنهاء ثقب العمود المرفقي
يمكن أن تصل السرعة القصوى لمحركات البنزين شائعة الاستخدام إلى 6000 دورة/دقيقة، مما يضع متطلبات عالية على تقنية ثقب العمود المرفقي. من أجل ضمان جودة شحذ ثقب العمود المرفقي، يجب التحكم في التسامح مع حجم قطر ثقب العمود المرفقي إلى ± 0.015 مم قبل الشحذ، أي أنه يُسمح فقط بتسامح 0.03 مم. بعد أن يجتاز الحزام فحص الغاز، يمكن أن يدخل إلى آلة الشحذ لشحذ المنصة. قبل أن يتم شحذ ثقب العمود المرفقي، يجب أن يتم حفر ثقب العمود المرفقي بدقة إلى حجم محدد مسبقًا في مركز المعالجة. يظهر مخطط عملية المعالجة في الشكل.
صورة
▲مخطط عملية ثقب العمود المرفقي
إن أداة التجويف الدقيقة لمركز المعالجة تعتمد هيكل تبريد داخلي. نظرًا لأن عمق ثقب العمود المرفقي كبير، حيث يصل إلى 300 مم، فإن متطلبات أداة الحفر مرتفعة أيضًا. يتم استخدام شفرات CBN، ويظهر هيكلها في الشكل.
صورة
▲مخطط هيكلي لأداة المملة
اختيار الأداة مهم جدا. تحتوي الأداة على 4 حشوات مملة شبه نهائية و6 حشوات مملة دقيقة. أثناء عملية التصنيع، يتم أولاً توسيع فتحة التوجيه بواسطة الشفرة ويتم قطع معظم البدل، ثم يتم حفر شفرة التجويف شبه النهائية إلى قطر 48.79 مم، مع ترك بدل 0.2 مم للشفرة التي يبلغ قطرها 48.995 ملم للقطع؛ يتم أولاً حفر فتحة العمود المرفقي في موضعي التروس الأول والثاني، ثم قم بتدوير القرص الدوار لحفر التروس الخامسة والرابعة والثالثة من فتحة العمود المرفقي على الجانب الآخر. وفقًا لمقارنة رسومات المنتج النهائية، بعد أن يتم حفر قطر فتحة العمود المرفقي للأسطوانة بشكل جيد في عملية الشحذ المسبقة، يتم حجز بدل تشغيل يبلغ 0.04~0.05 مم للشحذ منصة آلة الشحذ اللاحقة.
صورة
بالمقارنة مع فتحات العمود المرفقي المصقولة العادية، يتم تقصير فتحة العمود المرفقي مع نسيج المنصة بنسبة 1/3~1/2، ويتم زيادة عمر الخدمة بنسبة 10%~20%، ويتم زيادة عزم الدوران بنسبة 5%، ويتم تقليل استهلاك الزيت بنسبة 50%~60%. يتم التحكم في خشونة شحذ المنصة عند Rz10~20μm، ويتم التحكم في الأسطوانة عند 0.01 مم، بينما يبلغ قطر الموضع 0.2 مم، والاستدارة 0.01 مم، والمحورية 0.008 مم. يتم أيضًا تلبية متطلبات حجم المنتج من خلال شحذ المنصة.
من أجل ضمان دقة الأبعاد، يتم شحذ فتحة العمود المرفقي في مكانها في خطوة واحدة، أي من منصة الترس الأول إلى الترس الخامس، أثناء الدوران والتردد. يظهر في الشكل تقرير فحص القطر والاستدارة والموضع والمحورية والأسطوانة والخشونة لفتحة العمود المرفقي للأسطوانة بعد الشحذ.
صورة
▲تقرير فحص حجم ثقب العمود المرفقي
صورة
من أجل المعالجة الدقيقة المذكورة أعلاه للسطح العلوي لكتلة المحرك، وتجويف الأسطوانة، وتجويف العمود المرفقي، تم اعتماد تركيبات القفل الذاتي وتصميم الدعم الإضافي، ويتم اختيار مواد الأدوات المتقدمة وهياكل مجموعة الأدوات، ويتم التحكم في درجة حرارة المعالجة والرطوبة ، ويتم التحكم بشكل جيد في معلمات عملية المعالجة وهامش الشريحة. وغيرها من إجراءات العملية لضمان متطلبات دقة تشطيب المنتج، وبالتالي ضمان تجميع المنتج وأداء الإنتاج الضخم.
