1. Oikeiden materiaalien valinta ja niiden valmistelu: tämä on ensimmäinen askel varmistaaksesi autonosien laadun. Materiaalien tulee olla lujia, hyvin lämpöä johtavia ja hyvin leikattavia. Alumiiniseos (kuten A356-T6) on hyvä valinta moottorin sylinterilohkoihin, koska se on kevyt ja johtaa hyvin lämpöä, mutta se voi halkeilla helposti käsittelyn aikana. Valurauta (kuten HT250) on hyvä valinta kampikammioon, koska se vaimentaa hyvin iskuja, mutta se voi kovettua leikkaamisen aikana. Erilaisia esikäsittelymenetelmiä tulisi käyttää materiaaleille, joilla on erilaisia ominaisuuksia:
Alumiiniseos: T6-lämpökäsittely (kiinteä liuos + keinotekoinen vanheneminen) päästää eroon sisäisestä jännityksestä ja vähentää todennäköisyyttä, että materiaali taipuisi leikattaessa.
Valurauta: Grafitointihehkutusta käytettiin parantamaan perliittirakennetta ja pienentämään halkeamismahdollisuutta leikattaessa.
Luja{0}}teräs: Tämä teräs valmistettiin karkaisulla ja karkaisulla (karkaisu ja korkea{1}}lämpötilakarkaisu), mikä helpotti sen käsittelyä.
Tietty autonosia valmistava yritys paransi T6-lämpökäsittelyprosessin parametreja (liuoslämpötila 535 astetta ± 5 astetta, vanhentamislämpötila 175 astetta ± 5 astetta, pitoaika 8 tuntia) työskennellessään alumiiniseoksesta valmistettujen sylinterinkansien parissa. Tämä teki materiaalin kovuudesta tasaisemman 30 % ja vähensi lastun muodostumisen alle 5 %:iin leikkauksen aikana.
2. Työkalujärjestelmän optimointi: leikkausprosessin tarkka ohjaus
Pinnan karheuteen vaikuttavat suoraan leikkuutyökalujen geometriset ominaisuudet ja pinnoitusprosessi. Esimerkiksi kampiakselin kaulaa työstettäessä tarvitset PCBN-leikkaustyökaluja (Polycrystalline Cubic Boron Nitride), joiden kovuus on HV3500-4500. Nämä työkalut voivat pyöriä hionnan sijaan ja saada pinnan karheuden arvoon Ra pienempi tai yhtä suuri kuin 0,4 μm. Tärkeimmät kehittämiskohteet ovat:
Etu- ja takakulmien suunnittelu: Alumiiniseoksen työstyksessä käytetään suurta 15 astetta -20 asteen etukulmaa leikkausvoiman alentamiseen. Valurautaa käsiteltäessä käytetään pientä 5 asteen -8 asteen etukulmaa työkalun kärjen vahvistamiseksi.
Reunojen käsittely: Lasermikrotekstuuritekniikkaa käytetään mikro-mittakuoppien tekemiseen terän reunaan. Tämä muodostaa voiteluöljykerroksen ja alentaa kitkakerrointa. Tämän lähestymistavan käytön jälkeen yksi yritys on kaksinkertaistanut työkalujensa käyttöiän ja pitänyt pinnan karheuden Ra0,8 μm:ssä.
TiAlN-pinnoite säilyttää kovuuden ja hapettumiskestävyyden korkeissa 800 asteen lämpötiloissa, mikä tekee siitä hyvän nopeaan-leikkaukseen. AlCrN-pinnoite alentaa kitkakerrointa, mikä vähentää sen tarttumista.
Vaihteiston hammaspyörien valmistukseen käytetään TiAlN-pinnoitettuja kovametallivalssattuja jyrsimiä, joiden leikkausnopeus on 400 m/min. Tämä antaa hammaspyörän hampaille pinnan karheuden Ra0,2 μm, mikä on ISO Level 5 -tarkkuustaso.
3. Prosessiparametrien dynaaminen ohjaus: säätö materiaalien muodonmuutoksen mukaan
Leikkausparametreja on muutettava reaaliajassa{0}}materiaalin ominaisuuksien perusteella. Esimerkiksi reikien tarkkuusporaus alumiiniseossylintereihin:
Leikkausnopeuden tulee olla välillä 800-1200 m/min. Jos se on liian nopea, lastut voivat kasaantua, ja jos se on liian hidas, työkarkaisu voi huonontua.
Syöttönopeus: Käytä pientä 0,05–0,1 mm/r syöttönopeutta, jotta leikkausvoima ei muutu liikaa.
Leikkaussyvyys: Pidä tarkkuustyöstövaihe välillä 0,1 - 0,3 mm, jotta vältetään leikkauslämmönjohtavuus, joka voi aiheuttaa lämpömuodonmuutoksia.
Yksi moottorinvalmistaja on sisällyttänyt mukautuvan leikkausteknologian, joka seuraa leikkausvoiman ilmaisuja reaaliajassa sylinterin porausta jyrsiessään. Syöttönopeus muuttuu automaattisesti, kun voiman arvo muuttuu yli 5 %. Tämä alentaa sylinterin reiän sylinterimäisyyden virhettä 0,03 mm:stä 0,01 mm:iin.
4. Käsittelyympäristö ja apujärjestelmät: päästä eroon ulkopuolisista häiriöistä
Vakiolämpötilapaja: Lämpötila pidetään ± 1 asteen sisällä, jotta työstökoneet eivät muutu muotoa lämmön vaikutuksesta. Tietty yritys rakensi työpajan, jonka lämpötila oli tasainen ja joka leikkasi työstökoneiden karojen lämpövenymän 0,02 mm/h:sta 0,005 mm/h:iin.
Laite, joka vaimentaa iskuja: Työstökoneen pohjaan on rakennettu kumiset eristystyynyt vähentämään tärinää. Testitiedot osoittavat, että pinnan karheuden Ra-arvo paranee 40 % seismisen eristyksen jälkeen.
Leikkausnesteiden hallinta: Mikrovoitelutekniikan (MQL) ansiosta tarkkuusruiskutus tapahtuu virtausnopeudella 0,1–0,5 ml/h. Tämä jäähdyttää ja voitelee samanaikaisesti. Tämä menetelmä alentaa pinnan karheutta Ra 1,6 μm:stä 0,8 μm:iin akselin kappaleita leikattaessa.
5. Työskentelemällä yhdessä useiden prosessien parissa ja jälkikäsittelyssä-hyvän suljetun silmukan saavuttamiseksi
Prosessien välinen tarkastus-: lisää karkean työstön jälkeen online-mittauslinkki. Käytä laserskanneria löytääksesi olennaiset mitat ja korjaa välittömästi mahdolliset rajan ylittävät erot. Tämä menetelmä on nostanut tietyn vaihteistokotelon tuotantolinjan kokoonpanovälyksen pätevyysastetta 85 %:sta 98 %:iin.
Purseenpoisto ja kiillotus: Magneettikenttä siirtää hioma-ainetta kaarevan pinnan kiillottamiseksi jättämättä kuolleita kulmia. Tämä menetelmä alentaa virtauskanavan pinnan karheutta Ra 3,2 μm:stä 1,6 μm:iin imusarjan käsittelyn aikana ja se myös alentaa ilmavirran vastusta 15 %.
Pinnan modifiointi: Laserpinnoitustekniikkaa käytetään ruostumattomasta teräksestä valmistettujen pinnoitteiden levittämiseen, joiden kovuus on vähintään HRC50, kohteille, joiden on oltava erittäin korroosionkestäviä, mukaan lukien jarrulevyt. Suolaruiskutustestijakso on myös pidennetty 1000 tuntiin.
