BMW không còn xa lạ với ô tô. Danh tiếng của ô tô BMW không thể tách rời khỏi “trái tim” - sức mạnh chế tạo động cơ của hãng. Hôm nay, chúng tôi đã tìm thấy bộ bản vẽ thiết kế động cơ BMW, đồng thời cung cấp giải thích chi tiết về công nghệ xử lý động cơ. Với những thứ này, liệu các chuyên gia công nghệ gia công có cân nhắc việc chế tạo một cái không?
Trước tiên chúng ta hãy xem một khu vực hoàn chỉnh của nhà máy BMW tại Trung Quốc - toàn bộ quy trình sản xuất và lắp ráp khối động cơ:
▲ Ảnh thật của dây chuyền sản xuất xi lanh
Từ video và kinh nghiệm lịch sử, chúng ta có thể tóm tắt những điểm chính sau để đảm bảo tính chính xác của quy trình sản xuất xi lanh phức tạp: sử dụng trung tâm gia công có chức năng bù tự động và sử dụng đồ gá đặc biệt để định vị và kẹp một lần, lựa chọn các công cụ xử lý chính, Tối ưu hóa chương trình máy CNC và mài giũa của trung tâm gia công, đảm bảo điều kiện sản xuất ở nhiệt độ và độ ẩm không đổi, v.v. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn một ví dụ bên dưới.
một
Ví dụ: Yêu cầu về đặc tính kích thước xi lanh
Hình dưới đây là sơ đồ kích thước sản phẩm cuối cùng của động cơ, bao gồm kích thước hoàn thiện của bề mặt trên khối xi lanh, lỗ xi lanh và lỗ trục khuỷu. Các yêu cầu liên quan như sau:
hình ảnh
▲ Sơ đồ kích thước sản phẩm cuối cùng của động cơ 1
Kích thước mặt trên khối trụ: Dung sai kích thước của khoảng cách từ mặt trên khối trụ đến lỗ trục khuỷu là {{0}}.08 mm, độ nhám của mặt mặt trên là Rmax12,5 μm, độ song song của mặt trên với lỗ trục khuỷu là 0,05mm, độ phẳng của mặt trên là 0,05 mm.
Kích thước lỗ xi lanh: Dung sai đường kính lỗ xi lanh là {{0}}~0.015mm, yêu cầu về độ thẳng đứng của lỗ xi lanh đối với lỗ trục khuỷu là 0.05 mm / 150mm, độ chính xác vị trí xử lý lỗ khoan xi lanh là đường kính 0,2mm, yêu cầu độ chính xác hình trụ của lỗ khoan xi lanh là 0,01mm, lỗ khoan xi lanh Độ nhám của lỗ là Rz2 ~ 5μm.
hình ảnh
▲ Sơ đồ kích thước sản phẩm cuối cùng của động cơ 2
Kích thước lỗ trục khuỷu của xi lanh: Độ nhám của lỗ trục khuỷu là Rz10 μm, dung sai đường kính là 0~0.018 mm, yêu cầu độ chính xác của vị trí lỗ trục khuỷu đường kính 0,2 mm, độ tròn 0,005mm và hình trụ 0,005mm. Lỗ trục khuỷu số 2, Độ đồng trục của bánh răng số 3 và số 4 là 0,008 mm.
hai
Kiểm soát quá trình khác nhau để hoàn thiện bề mặt trên cùng
1. Việc kẹp và định vị thân xi lanh được thiết kế theo bản vẽ sản phẩm. Vì mốc chuẩn kích thước bản vẽ là bề mặt đáy và hai lỗ chốt định vị ở mặt dưới và loại mốc này đã được xử lý trong quy trình trước đó, mốc chuẩn định vị để xử lý bề mặt trên của hình trụ là bề mặt đáy và hai lỗ chốt định vị ở mặt dưới. Điều này giúp loại bỏ vấn đề do chuyển đổi dữ liệu gây ra. Lỗi chính xác.
2. Do kích thước không gian lớn của xi lanh, nếu kẹp không chặt trong quá trình xử lý, xi lanh sẽ rung nhẹ, điều này sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ chính xác của quá trình xử lý. Vì vậy, cần thiết kế một số điểm đỡ phụ tự khóa và các điểm kẹp trên đồ gá, chúng phải đảm bảo lực kẹp của trụ là đồng đều và tránh lực kẹp không đồng đều và giải phóng ứng suất sau khi xử lý ảnh hưởng đến độ phẳng của trụ. xi lanh.
3. Trung tâm gia công đã thêm 3-phương pháp kiểm tra khí điểm. Nếu không kẹp đúng vị trí, nó sẽ báo động kịp thời, đảm bảo quá trình xử lý sản phẩm được ổn định.
4. Các lưỡi dao và dao doa khối boron nitrit (CBN) được sử dụng để phay tinh và xử lý lỗ chính xác trên bề mặt trên của hình trụ. Những công cụ này có tuổi thọ dài và có ưu điểm là độ chính xác gia công cao, giá trị thông số độ nhám bề mặt nhỏ và năng suất cao. Nếu sử dụng lưỡi cacbua, các yêu cầu xử lý độ nhám không thể được đảm bảo trong điều kiện sản xuất hàng loạt. Chỉ cần các lưỡi cacbua phủ được xử lý hơn 100 miếng thì độ nhám sẽ dễ dàng xảy ra. Tuy nhiên, hiệu quả sử dụng lưỡi CBN sẽ tốt hơn. Rất nhiều, hơn 200 mảnh có thể được xử lý.
5. Kiểm soát các thông số cắt của trung tâm gia công, tối ưu hóa đường dẫn dao CNC và tăng tốc độ cắt một cách thích hợp, điều này có thể làm giảm độ phẳng quá mức của bề mặt trước và sau của xi lanh do lực không đồng đều trên bề mặt trên của xi lanh gây ra. xi lanh do lực của dụng cụ không đồng đều khi vào và ra khỏi xi lanh. .
6. Sau khi phay tấm lớn, sử dụng chương trình điều khiển CNC và thêm một bàn chải lớn để cạo xung quanh bề mặt trên của hình trụ dọc theo lộ trình xử lý dao phay để loại bỏ các gờ hình trụ.
7. Kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm của xưởng. Kiểm soát và đặt nhiệt độ không đổi ở mức 20 ± 2 độ và độ ẩm tương đối ở mức 40% ~ 60% để giảm tác động của sự giãn nở và co lại do nhiệt đối với quá trình hoàn thiện xi lanh.
Báo cáo kiểm tra độ song song, độ phẳng, độ nhám sau khi hoàn thiện bề mặt đỉnh trụ như sau.
hình ảnh
▲ Báo cáo kiểm tra kích thước bề mặt mặt trên của xi lanh
ba
Kiểm soát quá trình khác nhau để hoàn thiện lỗ khoan xi lanh
Yêu cầu về kích thước hoàn thiện lỗ khoan xi lanh rất cao, đây là trọng tâm của việc kiểm soát quá trình sản xuất. Để đảm bảo chất lượng mài giũa lỗ xi lanh, dung sai kích thước đường kính lỗ xi lanh cần được kiểm soát đến ±0,01 mm trước khi mài. Nghĩa là, chỉ có vùng dung sai 20 μm mới được phép vượt qua quá trình kiểm tra khí trước khi nó có thể được đưa vào máy mài để mài giũa. Trước khi gia công, lỗ xi lanh cần được khoét tinh xảo đến kích thước xác định trước trong trung tâm gia công. Quá trình xử lý như trong hình.
hình ảnh
▲ Sơ đồ quy trình gia công
Công cụ doa chính xác sử dụng cấu trúc làm mát bên trong để đảm bảo nhiệt sinh ra trong quá trình cắt được loại bỏ kịp thời, từ đó giảm nhiệt độ xử lý cục bộ và cải thiện chất lượng bề mặt của lỗ xi lanh. Theo so sánh của các bản vẽ sản phẩm cuối cùng, sau khi đường kính lỗ xi lanh được khoét tinh xảo trong quá trình mài giũa trước, dung sai gia công là 0.04~0.{{ 9}}5mm được dành riêng cho máy mài tiếp theo, độ nhám được kiểm soát ở Rz1{11}}~20μm và độ trụ được kiểm soát ở 0,015mm. Đường kính định vị 0,2mm và độ thẳng đứng 0,05mm/150mm phù hợp với bản vẽ sản phẩm, nghĩa là độ nhám, đường kính và độ trụ của lỗ xi lanh được kiểm soát bằng cách doa trong khi vẫn đảm bảo vị trí và độ thẳng đứng. Sau khi lỗ khoan xi lanh được khoan chính xác, đường kính lỗ xi lanh được phát hiện bằng thiết bị kiểm tra khí trực tuyến và các sản phẩm đủ tiêu chuẩn được đưa vào máy mài thông qua bàn lăn có động cơ. Mặc dù khoản đầu tư một lần vào thiết bị doa và mài lỗ xi lanh nhập khẩu (chẳng hạn như máy mài giũa nổi tiếng ở Đức) tương đối lớn nhưng chi phí xử lý sau đó cực kỳ thấp và chất lượng xử lý ổn định.
Sử dụng máy mài dọc để xử lý. Trong quá trình xử lý, đá mài của đầu mài được đưa vào xuyên tâm theo cơ chế co giãn và phôi dần dần được xử lý theo kích thước yêu cầu. Có 6 đến 9 thanh cát mài giũa có bản lề ở ngoại vi bên ngoài của đầu mài. Sáu có thể được sử dụng để mài giũa thô. Chín thanh mài giũa được sử dụng và chiều dài khoảng 1/3 ~ 2/3 chiều dài của lỗ xi lanh. Khi mài giũa, tốc độ tịnh tiến được kiểm soát ở mức 25 ~ 35 m / phút và hiệu quả mài giũa cao. Gia tốc mài giũa qua lại càng lớn thì diện tích chuyển tiếp hồ quang được hình thành trong quá trình đảo chiều càng nhỏ và chất lượng của kết cấu mài giũa càng cao.
Áp lực của đá mài lên thành lỗ được kiểm soát ở mức {{0}},3~0,5MPa. Áp lực của đá mài ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bề mặt của phôi, độ mài mòn của đá dầu, độ chính xác về kích thước và độ nhám bề mặt của phôi.
Sau khi lỗ khoan xi lanh được mài mịn, mài thô và mài mịn có thể đáp ứng các yêu cầu về kích thước sản phẩm. Sau khi mài giũa, sẽ tạo ra kiểu mài giũa 20 độ ~ 30 độ, điều này có tác dụng tốt đến việc lưu trữ chất bôi trơn của màng dầu trong lỗ xi lanh. Báo cáo kiểm tra đường kính, vị trí, hình trụ, độ thẳng đứng và độ nhám của lỗ xi lanh sau khi mài giũa như sau.
hình ảnh
bốn
Các quy trình điều khiển khác nhau để hoàn thiện lỗ trục khuỷu
Tốc độ tối đa của động cơ xăng thông dụng có thể đạt 6{1}}00r/phút, điều này đặt ra yêu cầu cao về công nghệ lỗ trục khuỷu. Để đảm bảo chất lượng mài giũa lỗ trục khuỷu, dung sai kích thước đường kính lỗ trục khuỷu cần được kiểm soát đến ± 0,015mm trước khi mài giũa, nghĩa là chỉ cho phép dung sai 0,03mm. Sau khi dây đai vượt qua quá trình kiểm tra khí, nó có thể đi vào máy mài để mài nền. Trước khi lỗ trục khuỷu được mài giũa, lỗ trục khuỷu cần được khoét tinh xảo đến kích thước xác định trước trên trung tâm gia công. Sơ đồ quy trình xử lý được thể hiện trong hình.
hình ảnh
▲ Sơ đồ quá trình lỗ trục khuỷu
Công cụ doa chính xác của trung tâm gia công sử dụng cấu trúc làm mát bên trong. Do độ sâu của lỗ trục khuỷu lớn, đạt tới 300mm nên yêu cầu đối với dụng cụ khoét cũng cao. Các lưỡi CBN được sử dụng và cấu trúc của chúng được thể hiện trong hình.
hình ảnh
▲Sơ đồ cấu tạo của dụng cụ khoan
Việc lựa chọn công cụ là rất quan trọng. Dụng cụ này có 4 hạt dao móc lỗ bán tinh và 6 hạt dao móc lỗ tinh. Trong quá trình gia công, lỗ dẫn hướng đầu tiên được lưỡi dao mở rộng và phần lớn dung sai được cắt đi, sau đó lưỡi móc lỗ bán thành phẩm được khoét đến đường kính 48,79mm, để lại dung sai 0.2mm đối với lưỡi cắt có đường kính 48,995mm; lỗ trục khuỷu trước tiên được khoan vị trí của bánh răng số 1 và số 2, sau đó quay bàn xoay để nhàm chán các bánh răng số 5, 4 và 3 của lỗ trục khuỷu ở phía bên kia. Theo so sánh của các bản vẽ sản phẩm cuối cùng, sau khi đường kính lỗ trục khuỷu của xi lanh được khoét tinh xảo trong quá trình mài giũa trước, dung sai gia công là 0.04~0,05mm được dành riêng cho việc mài giũa nền tảng máy mài giũa tiếp theo.
hình ảnh
So với các lỗ trục khuỷu được mài giũa thông thường, lỗ trục khuỷu với kết cấu nền tảng được rút ngắn 1/3 ~ 1/2, tuổi thọ sử dụng tăng thêm 10%~20%, mô-men xoắn tăng lên giảm 5% và mức tiêu thụ dầu giảm 50%~60%. Độ nhám mài giũa của nền tảng được kiểm soát ở Rz10 ~ 20μm, độ trụ được kiểm soát ở mức 0,01mm, trong khi đường kính vị trí là 0,2mm, độ tròn là 0,01mm và độ đồng trục là 0,008mm. Các yêu cầu về kích thước sản phẩm cũng được đáp ứng thông qua việc mài giũa nền tảng.
Để đảm bảo độ chính xác về kích thước, lỗ trục khuỷu được mài tại chỗ trong một bước, nghĩa là từ bệ bánh răng thứ nhất đến bánh răng thứ năm, trong khi quay và chuyển động tịnh tiến. Báo cáo kiểm tra đường kính, độ tròn, vị trí, độ đồng trục, độ trụ và độ nhám của lỗ trục khuỷu xi lanh sau khi mài giũa được thể hiện trên hình.
hình ảnh
▲Báo cáo kiểm tra kích thước lỗ trục khuỷu
hình ảnh
Để gia công tinh xảo bề mặt trên của khối động cơ, lỗ xi lanh và lỗ trục khuỷu, thiết bị cố định tự khóa và thiết kế hỗ trợ phụ được áp dụng, vật liệu công cụ tiên tiến và cấu trúc kết hợp công cụ được chọn, nhiệt độ xử lý và độ ẩm được kiểm soát , và các tham số quá trình xử lý và biên độ chip được kiểm soát tốt. và các biện pháp quy trình khác để đảm bảo yêu cầu về độ chính xác khi hoàn thiện sản phẩm, từ đó đảm bảo hiệu suất lắp ráp sản phẩm và sản xuất hàng loạt.
