1. Избор на правилните материали и подготовката им: това е първата стъпка към гарантиране на качеството на автомобилните части. Материалите трябва да са здрави, да провеждат топлина и да се режат добре. Алуминиевата сплав (като A356-T6) е добър избор за цилиндрови блокове на двигателя, защото е лека и провежда топлина добре, но може лесно да се напука по време на обработка. Чугунът (като HT250) е добър избор за картери, защото абсорбира ударите добре, но може да се втвърди по време на рязане. трябва да се използват различни процедури за предварителна обработка за материали с различни свойства:
Алуминиева сплав: термична обработка T6 (твърд разтвор + изкуствено стареене) премахва вътрешното напрежение и намалява вероятността материалът да се огъне, когато го режете.
Чугун: Използва се графитизационно отгряване, за да се подобри перлитната структура и да се намали вероятността от начупване при рязане.
Стомана с висока -якост: Тази стомана е направена чрез закаляване и отвръщане (закаляване плюс отвръщане при висока-температура), което улеснява работата с нея.
Определена компания, която произвежда автомобилни части, подобри параметрите на процеса на топлинна обработка T6 (температура на разтвора 535 градуса ± 5 градуса, температура на стареене 175 градуса ± 5 градуса, време на задържане 8 часа), докато работи върху цилиндрови глави от алуминиева сплав. Това направи твърдостта на материала по-равномерна с 30% и намали образуването на стружки до по-малко от 5% по време на рязане.
2. Оптимизация на инструменталната система: точен контрол на процеса на рязане
Грапавостта на повърхността се влияе пряко от геометричните характеристики на режещите инструменти и процеса на нанасяне на покритие. Например, докато обработвате шийката на колянов вал, имате нужда от PCBN (поликристален кубичен борен нитрид) режещи инструменти с твърдост HV3500-4500. Тези инструменти могат да се въртят вместо да шлайфат и да доведат грапавостта на повърхността до Ra По-малко или равно на 0,4 μm. Най-важните области за подобрение са:
Дизайн на предния и задния ъгъл: При обработката на алуминиева сплав се използва голям преден ъгъл от 15 градуса -20 градуса, за да се намали силата на рязане. При обработката на чугун се използва малък преден ъгъл от 5 градуса -8 градуса, за да се направи върхът на инструмента по-здрав.
Обработка на ръбовете: Технологията за лазерно микротекстуриране се използва за създаване на микро{0}}вдлъбнатини по ръба на острието. Това създава слой смазочно масло и намалява коефициента на триене. След като използва този подход, една компания удвои живота на своите инструменти и запази грапавостта на повърхността на Ra0,8 μm.
Покритието TiAlN запазва своята твърдост и устойчивост на окисляване при високи температури от 800 градуса, което го прави подходящо за високо-рязане. Покритието AlCrN намалява коефициента на триене, което го прави по-малко вероятно да залепне.
За направата на зъбни колела за скоростна кутия се използват ролкови ножове от твърда сплав с покритие TiAlN- заедно със скорост на рязане от 400 м/мин. Това дава грапавост на повърхността на зъбите на зъбното колело от Ra0,2 μm, което е ниво на прецизност ISO ниво 5.
3. Динамичен контрол на параметрите на процеса: приспособяване към това как материалите променят формата си
Параметрите на рязане трябва да се променят в реално-време въз основа на качествата на материала. Например, прецизно пробиване на отвори в цилиндри от алуминиева сплав:
Скоростта на рязане трябва да бъде между 800 и 1200 m/min. Ако е твърде бързо, може да се натрупат стружки, а ако е твърде бавно, втвърдяването при работа може да се влоши.
Скорост на подаване: Използвайте малка скорост на подаване от 0,05–0,1 mm/r, за да не се променя твърде много силата на рязане.
Дълбочина на рязане: Поддържайте етапа на прецизна обработка между 0,1 и 0,3 mm, за да избегнете топлопроводимостта на рязане, която може да причини термична деформация.
Един производител на двигатели е включил технология за адаптивно рязане, за да наблюдава показанията на силата на рязане в реално време, докато фрезовате отвора на цилиндъра. Скоростта на подаване се променя автоматично, когато стойността на силата се промени с повече от 5%. Това намалява грешката на цилиндричността на отвора на цилиндъра от 0,03 mm на 0,01 mm.
4. Среда за обработка и спомагателни системи: премахване на външна намеса
Работилница с постоянна температура: Температурата се поддържа в рамките на ± 1 градус, за да се предпазят машинните инструменти от промяна на формата поради топлина. Специфична компания построи цех с постоянна температура, която намалява термичното удължение на шпинделите на машинните инструменти от 0,02 mm/h на 0,005 mm/h.
Устройство, което абсорбира удара: Гумените изолиращи подложки са вградени в основата на машината, за да намалят количеството вибрации. Данните от тестовете показват, че стойността Ra за грапавост на повърхността се подобрява с 40% след сеизмична изолация.
Управление на флуиди за рязане: С технологията за микросмазване (MQL) прецизното инжектиране се извършва при скорост на потока от 0,1–0,5 ml/h. Това охлажда и смазва едновременно. Този метод намалява грапавостта на повърхността Ra от 1,6 μm до 0,8 μm при рязане на части от вал.
5. Съвместна работа върху няколко процеса и последваща-обработка, за да получите страхотен затворен цикъл
Интер-инспекция на процеса: След груба обработка добавете онлайн връзка за измерване. Използвайте лазерен скенер, за да намерите основните размери и незабавно да компенсирате всички разлики, които надхвърлят ограничението. Този метод е повишил степента на квалификация на хлабината на монтажа за дадена производствена линия за корпус на скоростна кутия от 85% на 98%.
Почистване и полиране: Абразивът се движи от магнитно поле, за да полира извитата повърхност, без да оставя мъртви ъгли. Този метод намалява грапавостта Ra на повърхността на канала за потока от 3,2 μm на 1,6 μm по време на обработката на всмукателния колектор и също така намалява съпротивлението на въздушния поток с 15%.
Модификация на повърхността: Технологията за лазерно покритие се използва за поставяне на покрития от неръждаема стомана с твърдост HRC50 или по-висока върху елементи, които трябва да бъдат много устойчиви на корозия, включително спирачни дискове. Тестовият цикъл на солен спрей също е удължен до 1000 часа.
