BMW is geen onbekende op het gebied van auto's. De faam van BMW-auto's is onlosmakelijk verbonden met zijn 'hart': de productiekracht van zijn motoren. Vandaag hebben we een reeks ontwerptekeningen van de BMW-motor gevonden en ook een gedetailleerde uitleg gegeven van de motorverwerkingstechnologie. Zouden de experts op het gebied van bewerkingstechnologie hiermee overwegen om er een te bouwen?
Laten we eerst eens kijken naar een compleet deel van BMW's Chinese fabriek: het volledige productie- en assemblageproces van motorblokken:
▲Echte opname van de cilinderproductielijn
Uit de video- en historische ervaring kunnen we de volgende belangrijke punten samenvatten om de nauwkeurigheid van het complexe productieproces van de cilinder te garanderen: het gebruik van een bewerkingscentrum met automatische compensatiefunctie en het gebruik van speciale armaturen voor eenmalige positionering en klemming, selectie van belangrijkste procestools, het optimaliseren van de CNC- en hoonmachineprogramma's van het bewerkingscentrum, het garanderen van productieomstandigheden met een constante temperatuur en vochtigheid, enz. Laten we een voorbeeld hieronder eens nader bekijken.
een
Voorbeeld: Vereisten voor cilinderdimensionale kenmerken
De onderstaande afbeelding is een schematisch diagram van de uiteindelijke productafmetingen van een motor, inclusief de afwerkingsafmetingen van het bovenoppervlak van het cilinderblok, de cilinderboring en de krukasboring. De relevante eisen zijn als volgt:
afbeelding
▲Schematisch diagram van de uiteindelijke productgrootte van de motor 1
Afmetingen van het bovenoppervlak van het cilinderblok: De maattolerantie van de afstand van het bovenoppervlak van het cilinderblok tot het krukasgat is {{0}}.08 mm, de ruwheid van de het bovenoppervlak is Rmax12,5 μm, de parallelliteit van het bovenoppervlak met het krukasgat is 0,05 mm en de vlakheid van het bovenoppervlak is 0,05 mm.
Cilinderboring: De tolerantie voor de cilinderboringdiameter is {{0}}~0.015 mm, de vereiste verticale cilinderboring ten opzichte van de krukasboring is 0.05 mm / 150 mm, de nauwkeurigheid van de verwerkingspositie van de cilinderboring is 0,2 mm in diameter, de nauwkeurigheidseis van de cilinderboring is 0,01 mm, de cilinderboring De gatruwheid is Rz2 ~ 5 μm.
afbeelding
▲Schematisch diagram van de uiteindelijke productafmetingen van de motor 2
Grootte van het krukasgat van de cilinder: De ruwheid van het krukasgat is Rz10 μm, de diametertolerantie is 0~0.018 mm, de nauwkeurigheid van de positie van het krukasgat vereist een diameter van 0.2 mm, een rondheid van 0.005 mm en een cilindriciteit van 0,005 mm. Het krukasgat is nr. 2. De coaxialiteit van de 3e en 4e versnelling is 0,008 mm.
twee
Diverse procescontroles voor de oppervlakteafwerking
1. De klemming en positionering van het cilinderlichaam zijn ontworpen volgens de producttekeningen. Omdat het referentiepunt van de tekening het onderoppervlak en de twee positioneerpengaten op het onderoppervlak is, en dit type referentiepunt in het vorige proces is verwerkt, is het positioneringsreferentiepunt voor het verwerken van het bovenoppervlak van de cilinder het onderoppervlak en het twee pingaten aan de onderkant. Dit elimineert het probleem dat wordt veroorzaakt door datumconversie. Nauwkeurigheidsfout.
2. Vanwege de grote ruimtegrootte van de cilinder zal de cilinder, als de klemming tijdens de verwerking niet strak is, lichtjes schudden, wat de verwerkingsnauwkeurigheid ernstig zal beïnvloeden. Daarom is het noodzakelijk om verschillende zelfborgende hulpsteunpunten en klempunten op de armatuur te ontwerpen, en deze moeten ervoor zorgen dat de klemkracht van de cilinder uniform is en voorkomen dat ongelijkmatige klemkracht en spanningsvrijgave na verwerking de vlakheid van de cilinder beïnvloeden. cilinder.
3. Het bewerkingscentrum heeft een 3-puntgasinspectiemethode toegevoegd. Als de klemming niet op zijn plaats zit, zal deze tijdig alarmeren, waardoor de stabiliteit van de productverwerking wordt gegarandeerd.
4. Kubieke boornitride (CBN) bladen en ruimers worden gebruikt voor fijn frezen en precisiegatbewerking op het bovenoppervlak van de cilinder. Deze gereedschappen hebben een lange levensduur en hebben de voordelen van een hoge bewerkingsnauwkeurigheid, kleine parameterwaarden voor de oppervlakteruwheid en een hoge productiviteit. Als hardmetalen zaagbladen worden gebruikt, kunnen de ruwheidsverwerkingsvereisten onder massaproductieomstandigheden niet worden gegarandeerd. Zolang de gecoate hardmetalen messen meer dan 100 stuks worden verwerkt, zal er gemakkelijk ruwheid ontstaan. Het effect van het gebruik van CBN-mesjes is echter beter. Er kunnen heel veel, meer dan 200 stuks verwerkt worden.
5. Controleer de snijparameters van het bewerkingscentrum, optimaliseer het CNC-gereedschapspad en verhoog op passende wijze de snijsnelheid, wat de overmatige vlakheid van de voor- en achtereindoppervlakken van de cilinder kan verminderen, veroorzaakt door de ongelijke kracht op het bovenoppervlak van de cilinder als gevolg van de ongelijkmatige kracht van het gereedschap bij het in- en uitgaan van de cilinder. .
6. Nadat de grote plaat is gefreesd, gebruikt u het CNC-besturingsprogramma en voegt u een grote borstel toe om rond het bovenoppervlak van de cilinder te schrapen langs de verwerkingsroute van de frees om cilinderbramen te verwijderen.
7. Controle van de temperatuur en vochtigheid in de werkplaats. Controleer en stel een constante temperatuur van 20 ± 2 graden en een relatieve vochtigheid van 40% ~ 60% in om de impact van thermische uitzetting en krimp op de afwerking van de cilinder te verminderen.
Het inspectierapport voor parallelliteit, vlakheid en ruwheid na het afwerken van het bovenoppervlak van de cilinder is als volgt.
afbeelding
▲ Inspectierapport cilinderoppervlak
drie
Diverse procesbesturingen voor het nabewerken van cilinderboringen
De eisen aan de afwerking van cilinderboringen zijn hoog, wat de focus is van de procesproductiecontrole. Om de kwaliteit van het honen van de cilinderboring te garanderen, moet de tolerantie voor de diameter van de cilinderboring worden gecontroleerd op ±0,01 mm vóór het honen. Dat wil zeggen dat slechts een tolerantiezone van 20 μm de gasinspectie mag doorstaan voordat het in de hoonmachine kan worden ingevoerd voor het ruimen van hoon. Vóór de bewerking moet het cilindergat in het bewerkingscentrum fijn worden geboord tot de vooraf bepaalde maat. Het verwerkingsproces is zoals weergegeven in de afbeelding.
afbeelding
▲ Verwerkingsprocesdiagram
Het precisieboorgereedschap heeft een interne koelstructuur om ervoor te zorgen dat de tijdens het snijproces gegenereerde warmte op tijd wordt afgevoerd, waardoor de temperatuur van de lokale verwerking wordt verlaagd en de oppervlaktekwaliteit van de cilinderboring wordt verbeterd. Volgens de vergelijking van de eindproducttekeningen, nadat de diameter van de cilinderboring tijdens het voorslijpproces fijn is geboord, is er een bewerkingstoeslag van 0.04~0.{{ 9}}5 mm is gereserveerd voor de daaropvolgende hoonmachine, de ruwheid wordt geregeld op Rz10~20 μm en de cilindriciteit wordt geregeld op 0,015 mm. De positioneringsdiameter van 0,2 mm en de verticaliteit van 0,05 mm/150 mm komen overeen met de producttekeningen, dat wil zeggen dat de ruwheid, diameter en cilindriciteit van het cilindergat worden gecontroleerd door ruimen, terwijl de positionering en de verticaliteit worden gewaarborgd. Nadat de cilinderboring nauwkeurig is geboord, wordt de diameter van de cilinderboring gedetecteerd door online gasinspectieapparatuur en komen gekwalificeerde producten de hoonmachine binnen via een gemotoriseerde rollentafel. Hoewel de eenmalige investering in geïmporteerde ruim- en hoonapparatuur voor cilinderboringen (zoals een bekende hoonmachine in Duitsland) relatief groot is, zijn de daaropvolgende verwerkingskosten extreem laag en is de verwerkingskwaliteit stabiel.
Gebruik een verticale hoonmachine voor verwerking. Tijdens de bewerking wordt de wetsteen van de hoonkop radiaal onder het uitzettings- en samentrekkingsmechanisme gevoerd en wordt het werkstuk geleidelijk tot de gewenste maat verwerkt. Er zijn 6 tot 9 scharnierende hoonzandstaven aan de buitenrand van de hoonkop. Zes kunnen worden gebruikt voor ruw slijpen. Er worden negen hoonstaven gebruikt en de lengte is ongeveer 1/3 ~ 2/3 van de lengte van het cilindergat. Bij het honen wordt de heen en weer gaande snelheid geregeld op 25 ~ 35 m/min en is de hoonefficiëntie hoog. Hoe groter de heen en weer gaande versnelling van het hoon, hoe kleiner het boogovergangsgebied dat wordt gevormd tijdens het omkeren, en hoe hoger de kwaliteit van de hoontextuur.
De druk van de hoonsteen op de gatwand wordt geregeld op {{0}}.3~0.5MPa. De druk van de hoonsteen heeft rechtstreeks invloed op de oppervlaktekwaliteit van het werkstuk, de mate van slijtage van de oliesteen, de maatnauwkeurigheid en de oppervlakteruwheid van het werkstuk.
Nadat de cilinderboring fijn is geboord, kunnen ruw honen en fijn honen voldoen aan de vereisten voor productafmetingen. Na het honen ontstaat een hoonpatroon van 20 graden ~30 graden, wat een goed effect heeft op de smeermiddelopslag van de oliefilm in de cilinderboring. De inspectierapporten voor diameter, positie, cilindriciteit, verticaliteit en ruwheid van de cilinderboring na het honen zijn als volgt.
afbeelding
Vier
Diverse procesbesturingen voor het afwerken van krukasgaten
Het maximale toerental van veelgebruikte benzinemotoren kan 6000 tpm bereiken, wat hoge eisen stelt aan de krukasgattechnologie. Om de kwaliteit van het honen van de krukasgaten te garanderen, moet de tolerantie van de diameter van de krukasgaten worden gecontroleerd op ± 0,015 mm vóór het honen, dat wil zeggen dat slechts een tolerantie van 0,03 mm is toegestaan. Nadat de riem de gasinspectie heeft doorstaan, kan deze in de hoonmachine gaan voor platformhonen. Voordat het krukasgat wordt gehonen, moet het krukasgat in het bewerkingscentrum fijn worden geboord tot een vooraf bepaalde maat. Het verwerkingsprocesdiagram wordt weergegeven in de figuur.
afbeelding
▲ Procesdiagram van krukasgaten
Het precisieboorgereedschap van het bewerkingscentrum heeft een interne koelstructuur. Omdat de diepte van het krukasgat groot is, namelijk 300 mm, zijn de eisen aan het kottergereedschap ook hoog. Er worden CBN-bladen gebruikt en hun structuur wordt weergegeven in de figuur.
afbeelding
▲Structuurdiagram van kottergereedschap
De selectie van de tool is erg belangrijk. Het gereedschap heeft 4 semi-nabewerkte kotterwisselplaten en 6 fijnkotterwisselplaten. Tijdens het bewerkingsproces wordt het geleidegat eerst vergroot door het blad en wordt het grootste deel van de speling weggesneden. Vervolgens wordt het semi-afgewerkte kotterblad geboord tot een diameter van 48,79 mm, waardoor er een speling van 0,2 mm overblijft. voor het mes met een diameter van 48,995 mm voor snijden; eerst wordt het krukasgat geboord. De posities van het 1e en 2e tandwiel, en draai vervolgens de draaitafel om het 5e, 4e en 3e tandwiel van het krukasgat aan de andere kant te boren. Volgens de vergelijking van de eindproducttekeningen wordt, nadat de diameter van het krukasgat van de cilinder tijdens het voorslijpproces fijn is geboord, een bewerkingstoeslag van 0.04~0,05 mm gereserveerd voor het slijpen het daaropvolgende hoonmachineplatform.
afbeelding
Vergeleken met gewone geslepen krukasgaten is het krukasgat met platformtextuur 1/3~1/2 korter, de levensduur is met 10%~20% toegenomen en het koppel is toegenomen met 5% en het olieverbruik wordt verminderd met 50%~60%. De hoonruwheid van het platform wordt geregeld op Rz10 ~ 20 μm, de cilindriciteit wordt geregeld op 0,01 mm, terwijl de positiediameter 0,2 mm is, de rondheid 0,01 mm en de coaxialiteit 0,008 mm. Aan de eisen voor productafmetingen wordt ook voldaan door middel van platformhonen.
Om de maatnauwkeurigheid te garanderen, wordt het krukasgat in één stap op zijn plaats geslepen, dat wil zeggen van het eerste versnellingsplatform naar de vijfde versnelling, terwijl het roteert en heen en weer beweegt. De diameter, rondheid, positie, coaxialiteit, cilindriciteit en ruwheidsinspectierapport van het krukasgat van de cilinder na het slijpen worden weergegeven in de figuur.
afbeelding
▲ Inspectierapport krukasgatgrootte
afbeelding
Voor de bovengenoemde fijne bewerking van het bovenoppervlak van het motorblok, de cilinderboring en de krukasboring worden het zelfremmende armatuur en het ontwerp van de hulpsteun toegepast, worden geavanceerde gereedschapsmaterialen en gereedschapscombinatiestructuren geselecteerd, worden de verwerkingstemperatuur en vochtigheid gecontroleerd en de verwerkingsprocesparameters en chipmarge worden goed gecontroleerd. en andere procesmaatregelen om de nauwkeurigheidseisen voor productafwerking te garanderen, waardoor de prestaties van productassemblage en massaproductie worden gegarandeerd.
