Как CNC обработката може да подобри консистенцията на автомобилните части?

一,Основната идея зад технологията за обработка с ЦПУ е да променим начина, по който мислим за нещата от „управляван от опита“ към „управляван-данни“.
Традиционната механична обработка зависи от способностите и знанията на хората, които работят по нея, и се извършва чрез ръчна промяна на настройките на машината. Този режим има два големи проблема: първо, човешките фактори могат да доведат до промяна на грешките (например несмяна на износените инструменти навреме, вариации в разположението на затягането и т.н.), и второ, трудно е да се получат еднакви резултати от обработката от различни партиди и машини. Например, когато използвате типичен струг за обработка на колянови валове, трябва да се уверите, че размерите са правилни, като ги затегнете и измерите на ръка многократно. Диапазонът на грешката често е повече от ± 0,1 mm и резултатите от машинната обработка може да са много различни в зависимост от това кой я прави.
С технологията за обработка с цифрово управление инструкциите на компютърната програма контролират режещите инструменти и механичните движения. Това е голяма промяна от „ръчен опит“ към „управляван-данни“. Основната част от процедурата е
Дигитално моделиране: създаване на 3D модели на елементи с CAD софтуер и задаване на важни параметри като грапавост на повърхността и допустими отклонения на размерите;
Планиране на процеса: Използвайте CAM софтуер за изграждане на траектории на инструмента и подобряване на параметрите на рязане, включително скорост на подаване, дълбочина на рязане и скорост на шпиндела.
Изпращане на програмата: Изпратете G-инструкции за код до CNC машинния инструмент, за да управлявате обработката на много-осева връзка.
Онлайн откриване: система за контрол на качеството с вградени-сензори, които наблюдават процеса на обработка в реално време и автоматично коригират грешки.
Например, когато обработвате цилиндрови блокове на двигателя, пет{0}}осен обработващ център с ЦПУ може да извършва много-фасетна обработка на цилиндрови отвори, маслени канали, резбови отвори и други наведнъж. Това избягва повтарящи се грешки при затягане и поддържа грешката на цилиндричността на отвора на цилиндъра до 0,005 mm, което е много по-добро от стария процес от 0,02 mm.
2, Най-важният технологичен подход за постигане на по-последователна обработка с ЦПУ
1. Много{1}}обработка на връзките на осите: намалява броя пъти, които трябва да затягате, и премахва неточностите в позиционирането.
За извършване на различни видове обработка на повърхности, традиционната обработка трябва да захване частите заедно много пъти. При всяко затягане може да не са на правилното място. Например, традиционните методи се нуждаят от три стъпки на затягане за обработка на корпуса на скоростната кутия, което може да добави до 0,15 mm грешка. За разлика от това, CNC обработката с пет- оси се нуждае само от една стъпка на затягане, за да завърши цялата повърхностна обработка, а грешката при позициониране може да се поддържа до 0,01 mm.
В този случай автомобилна компания използва пет{0}}осова CNC обработка, за да направи алуминиеви цилиндрови блокове на двигателя. Процентът на скрап е намалял от 12% на 0,8%, а точността на размерите се е повишила с 85% в сравнение с по-ранните подходи.
2. Технология за високоскоростно рязане (HSM): подобряване на настройките за рязане и поддържане на стабилно качество на обработка
Високо{0}}скоростното рязане (до 3000 m/min или повече) и скоростта на подаване (до 400%) намаляват силата на рязане и топлинната деформация, което поддържа стабилно качеството на обработка. При рязане на остриета от титаниева сплав, например, нормалната скорост на рязане е само 800 m/min и грапавостта на повърхността Ra е по-голяма или равна на 1,6 μm. Високо{7}}скоростното рязане може да намали грапавостта на повърхността до Ra по-малко или равно на 0,4 μm и да направи инструментите издържани три пъти по-дълго.
Техническият принцип: Когато режете с висока скорост, температурата в зоната на рязане се повишава, материалът става по-мек и силата на рязане намалява. В същото време стружките се образуват по-бързо, което означава, че топлинната проводимост към детайла става по-бързо, което спомага за ограничаване на термичната деформация.
3. Адаптивен контрол и-компенсация в реално време: променяйте настройките в движение, за да се справите с промените в материала
Различните партиди от материали за автомобилни компоненти (като алуминиева сплав и високо{0}}здрава стомана) имат различни експлоатационни характеристики (като твърдост и издръжливост). Традиционното производство трябва често да се спира и започва, за да се променят параметрите. CNC системата има сензори (като сензори за сила и температурни сензори), които следят неща като сила на рязане, вибрации, температура и други характеристики в реално време. След това автоматично променя скоростта на подаване, дълбочината на рязане и други настройки, за да гарантира, че обработката е винаги една и съща.
При обработка на-колянови валове от стомана с висока якост CNC системата забелязва бързо нарастване на силата на рязане и незабавно намалява скоростта на подаване с 20%, за да предпази инструментите от повреда, като същевременно поддържа постоянни размери.
4. Цифрова инспекция и проследимост на качеството: установяване на затворен-система за контрол
Чрез използване на онлайн инструменти за откриване, като лазерни скенери и машини за измерване на координати, обработката с цифрово управление може да осъществи управление на затворен -контур на „обработка на обратна връзка за откриване“. Например, когато се произвеждат зъбни колела, машината с ЦПУ може автоматично да провери грешката в профила на зъба, след като обработката приключи. Ако надхвърли лимита, програмата за компенсация ще започне да обработва повторно частите, като се увери, че всички отговарят на спецификациите на дизайна. Системата MES също така следи параметрите на обработка и данните от проверката за всяка част, така че качеството да може да бъде проследено.
Поддръжка за данни: Дигиталната инспекция на един производител на скоростна кутия намали неточността на профила на зъбите на зъбното колело от 0,008 mm на 0,003 mm и степента на отхвърляне от 8% до по-малко от 1%.
3, Пример-от реалния свят: Използване на обработка с ЦПУ за поддържане на основните части на автомобила последователни.
1. Обработка на коляновия вал на двигателя: Пет-осева връзка и бързо рязане
Коляновият вал е много важна движеща се част от двигателя и колко добре пасва определя колко добре работи двигателят. Традиционната изработка включва няколко процеса, много скоби и много грешки. Конкретен бизнес използва пет-осен CNC обработващ център и прави нещата по-последователни, като прави следното:
Извършете цялата повърхностна обработка с едно затягане, за да намалите грешките при позициониране;
За високо{0}}скоростно рязане параметрите за оптимизация са: скорост на подаване до 1200 mm/min, дълбочина на рязане 0,5 mm и грапавост на повърхността Ra < 0,4 μm.
Компенсация за онлайн откриване: След обработка автоматично проверете коаксиалността на шийката на шпиндела и шийката на мотовилката. Ако грешката е твърде голяма, маршрутът на инструмента ще бъде незабавно променен.
Ефект: Цикълът на обработка на коляновия вал е съкратен с 60%, еднаквостта на размерите е подобрена с 90%, а процентът на скрап преминава от 5% на 0,2%.
2. Обработка на зъбни колела на скоростната кутия: зъбофрезирането и шлифоването се извършват заедно
Прецизността на профила на зъбите на зъбните колела има пряк ефект върху това колко добре работят и колко шум издават. В традиционните занаяти валцоването и шлифоването на зъбни колела се извършват отделно, с много цикли на затягане. Шлифоването на зъбни колела също има вероятност да причини топлинна деформация. За да направи нещата по-последователни, определена компания използва CNC машини за фрезоване и шлифоване на композитни материали със следните технологии:
Синхронна обработка: фрезоването и шлайфането се извършват на една и съща машина, за да не се налага да се затяга два пъти;
Адаптивно смилане: Променете налягането на смилане автоматично в зависимост от това колко твърд е материалът на зъбното колело, за да не стане прекалено горещ и да промени формата си.
Цифрова двойна симулация: Използвайте виртуална среда, за да симулирате процеса на обработка и да намерите най-добрите траектории и настройки на инструмента.
Грешката в профила на зъбите на зъбното колело е намаляла от ± 0,012 mm на ± 0,005 mm, шумът е намалял с 3 dB, а ефективността на производството се е повишила с 40%.