Com pot el mecanitzat CNC millorar la consistència de les peces d'automoció?

一,La idea principal que hi ha darrere de la tecnologia de mecanitzat CNC és canviar la nostra manera de pensar sobre les coses, passant de "basades per l'experiència" a "desades-".
El processament mecànic tradicional depèn de les habilitats i coneixements de les persones que hi treballen, i s'acaba canviant manualment la configuració de la màquina. Aquest mode té dos grans problemes: en primer lloc, els factors humans poden fer que els errors canviïn (per exemple, no substituir a temps les eines gastades, la variació de la col·locació de la subjecció, etc.) i, en segon lloc, és difícil obtenir els mateixos resultats de processament de diferents lots i màquines. Per exemple, quan utilitzeu un torn típic per mecanitzar cigonyals, heu d'assegurar-vos que les dimensions siguin correctes subjectant-les i mesurant-les a mà moltes vegades. L'interval d'error és freqüentment superior a ± 0,1 mm i els resultats de mecanitzat poden ser molt diferents segons qui ho faci.
Amb la tecnologia de mecanitzat de control numèric, les instruccions del programa informàtic controlen les eines de tall i els moviments mecànics. Es tracta d'un gran canvi de l'"experiència manual" a "l'ús de dades-". La part principal del procediment és
Modelatge digital: realització de models 3D d'elements amb programari CAD i establiment de paràmetres importants com la rugositat superficial i les toleràncies dimensionals;
Planificació del procés: utilitzeu el programari CAM per crear trajectes d'eines i millorar els paràmetres de tall, com ara la velocitat d'avanç, la profunditat de tall i la velocitat del cargol.
Enviament del programa: envieu instruccions de codi G-a la màquina-eina CNC per controlar el mecanitzat d'enllaç multi-eix.
Detecció en línia: un sistema de control de qualitat amb sensors-incorporats que vigila el procés de mecanitzat en temps real i corregeix errors automàticament.
Per exemple, en mecanitzar blocs de cilindres del motor, un centre de mecanitzat CNC de cinc-eixos pot fer un mecanitzat multi-de forats de cilindres, passos d'oli, forats roscats i molt més alhora. Això evita errors de subjecció repetits i manté l'error de cilindricitat del forat del cilindre a 0,005 mm, que és molt millor que el procés antic de 0,02 mm.
2, l'enfocament tecnològic més important per fer que el mecanitzat CNC sigui més coherent
1. Mecanitzat d'enllaç multi-eix: redueix el nombre de vegades que has de subjectar i elimina les imprecisions de posicionament.
Per fer diferents tipus de mecanitzat de superfícies, el mecanitzat tradicional ha de subjectar peces moltes vegades. Cada vegada que es fixen, pot ser que no estiguin al lloc correcte. Per exemple, els mètodes tradicionals necessiten tres passos de subjecció per processar la carcassa de la caixa de canvis, que poden afegir fins a 0,15 mm d'error. En canvi, el mecanitzat CNC de cinc -eixos només necessita un pas de subjecció per acabar tot el processament de la superfície i l'error de posicionament es pot mantenir a 0,01 mm.
En aquest cas, una empresa d'automòbils utilitza un mecanitzat CNC de cinc -eixos per fabricar blocs de cilindres d'alumini. La taxa de ferralla ha baixat del 12% al 0,8% i la precisió dimensional ha augmentat un 85% en comparació amb enfocaments anteriors.
2. Tecnologia de tall d'alta velocitat (HSM): millora la configuració de tall i manté la qualitat del mecanitzat estable
El tall d'alta-velocitat (fins a 3.000 m/min o més) i la velocitat d'avanç (fins a un 400%) redueixen la força de tall i la deformació per calor, la qual cosa manté estable la qualitat del mecanitzat. Quan es tallen fulles d'aliatge de titani, per exemple, la velocitat de tall normal és només de 800 m/min i la rugositat superficial Ra és superior o igual a 1,6 μm. El tall-alta velocitat pot reduir la rugositat de la superfície a Ra Menys o igual a 0,4 μm i fer que les eines durin tres vegades més.
El principi tècnic: quan es talla a gran velocitat, la temperatura a la zona de tall augmenta, el material es torna més suau i la força de tall baixa. Al mateix temps, els xips es formen més ràpidament, la qual cosa significa que la conducció de calor a la peça de treball es produeix més ràpidament, la qual cosa ajuda a limitar la deformació tèrmica.
3. Control adaptatiu i compensació-en temps real: canvieu la configuració sobre la marxa per fer front als canvis en el material
Els diferents lots de materials de components d'automòbil (com ara l'aliatge d'alumini i l'acer{0}}d'alta resistència) tenen diferents característiques de rendiment (com ara la duresa i la tenacitat). Cal aturar la producció tradicional i començar sovint per canviar els paràmetres. El sistema CNC disposa de sensors (com ara sensors de força i sensors de temperatura) que controlen coses com la força de tall, la vibració, la temperatura i altres característiques en temps real. A continuació, canvia automàticament la velocitat d'alimentació, la profunditat de tall i altres paràmetres per assegurar-se que el mecanitzat és sempre el mateix.
Quan es processen cigonyals d'-acer d'alta resistència, el sistema CNC nota un augment ràpid de la força de tall i redueix immediatament la velocitat d'avanç en un 20% per protegir les eines de danys alhora que manté les dimensions coherents.
4. Inspecció digital i traçabilitat de la qualitat: establiment d'un sistema de control de bucle tancat-
Mitjançant l'ús d'eines de detecció en línia com ara escàners làser i màquines de mesura de coordenades, el mecanitzat de control numèric pot aconseguir un control tancat-de "processament de la retroalimentació de detecció". Per exemple, quan es fabriquen engranatges, la màquina eina CNC pot comprovar automàticament l'error del perfil de la dent un cop finalitzat el mecanitzat. Si supera el límit, el programa de compensació s'iniciarà per reprocessar les peces, assegurant-se que totes s'ajusten a les especificacions de disseny. El sistema MES també fa un seguiment dels paràmetres de processament i de les dades d'inspecció de cada peça perquè es pugui fer un seguiment de la qualitat.
Suport per a dades: la inspecció digital d'un fabricant de caixa de canvis va reduir la imprecisió del perfil de la dent de l'engranatge de 0,008 mm a 0,003 mm i la taxa de rebuig del 8% a menys de l'1%.
3, exemple-del món real: ús del mecanitzat CNC per mantenir coherents les parts essencials d'un cotxe.
1. Mecanitzat del cigonyal del motor: enllaç de cinc -eixos i tall ràpid
El cigonyal és una part mòbil molt important del motor, i el bé que s'ajusta determina el funcionament del motor. La mà d'obra tradicional implica diversos processos, moltes pinces i molts errors. Una empresa concreta utilitza un centre de mecanitzat CNC de cinc-eixos i fa que les coses siguin més coherents fent el següent:
Feu tot el processament de superfícies en una sola subjecció per reduir els errors de posicionament;
Per al tall d'alta -velocitat, els paràmetres d'optimització són: velocitat d'alimentació de fins a 1200 mm/min, profunditat de tall de 0,5 mm i rugositat superficial Ra < 0,4 μm.
Compensació de detecció en línia: després del processament, comproveu automàticament la coaxialitat del coll del cargol i el coll de la biela. Si l'error és massa gran, la ruta de l'eina es canviarà immediatament.
Efecte: el cicle de mecanitzat del cigonyal es talla en un 60%, la uniformitat de les dimensions es millora en un 90% i la taxa de ferralla passa del 5% al ​​0,2%.
2. Processament dels engranatges de la caixa d'engranatges: el fresat i el rectificat d'engranatges es fan conjuntament
La precisió del perfil de la dent dels engranatges té un efecte directe en el seu bon funcionament i la quantitat de soroll que fan. A l'artesania tradicional, el rodatge i el rectificat d'engranatges es fan per separat, amb molts cicles de subjecció. El rectificat d'engranatges també és probable que provoqui deformacions per calor. Per fer les coses més coherents, una determinada empresa utilitza màquines de fresat i rectificat d'engranatges CNC amb les següents tecnologies:
Mecanitzat sincrònic: el fresat i el rectificat es fan a la mateixa màquina per evitar haver de subjectar dues vegades;
Mòlta adaptativa: canvieu la pressió de mòlta automàticament en funció de la duresa del material de l'engranatge per evitar que s'escalfi massa i canviï de forma.
Simulació de bessons digitals: utilitzeu un entorn virtual per simular el procés de mecanitzat i trobar les millors rutes i configuracions d'eines.
L'error del perfil de la dent de l'engranatge ha baixat de ± 0,012 mm a ± 0,005 mm, el soroll ha baixat en 3 dB i l'eficiència de fabricació ha augmentat un 40%.