כיצד עיבוד CNC יכול לשפר את העקביות של חלקי רכב?

一,הרעיון העיקרי מאחורי טכנולוגיית עיבוד שבבי CNC הוא לשנות את הדרך בה אנו חושבים על דברים מ"מונעת ניסיון" ל"מונעת-נתונים."
עיבוד מכני מסורתי תלוי ביכולות ובידע של האנשים שעובדים עליו, והוא מסתיים בשינוי ידני של הגדרות המכונה. למצב הזה יש שתי בעיות גדולות: ראשית, גורמים אנושיים יכולים לגרום לשינוי שגיאות (לדוגמה, אי החלפת כלים שחוקים בזמן, וריאציה של הידוק מיקום וכו'), ושנית, קשה לקבל את אותן תוצאות עיבוד מאצוות ומכונות שונות. לדוגמה, כאשר משתמשים במחרטה טיפוסית לעיבוד גל ארכובה, עליך לוודא שהמידות נכונות על ידי הידוק ומדידה ידנית מספר רב של פעמים. טווח השגיאות הוא לעתים קרובות יותר מ-0.1 מ"מ ±, ותוצאות העיבוד עשויות להיות שונות מאוד בהתאם למי שעושה זאת.
עם טכנולוגיית עיבוד בקרה מספרית, הוראות תוכניות מחשב שולטות בכלי חיתוך ובתנועות מכניות. זהו שינוי גדול מ"חוויה ידנית" ל"נתונים-מונעת". החלק העיקרי של ההליך הוא
דוגמנות דיגיטלית: יצירת מודלים תלת מימדיים של פריטים עם תוכנת CAD וקביעת פרמטרים חשובים כמו חספוס פני השטח וסובלנות ממדים;
תכנון תהליכים: השתמש בתוכנת CAM לבניית נתיבי כלים ולשיפור פרמטרי חיתוך כולל קצב הזנה, עומק חיתוך ומהירות ציר.
שליחת התוכנית: שלח הוראות קוד G-לכלי ה-CNC כדי לשלוט בעיבוד הצמדות מרובה-צירים.
זיהוי מקוון: מערכת בקרת איכות עם חיישנים מובנים-שצופה בתהליך העיבוד בזמן אמת ומתקנת טעויות אוטומטית.
לדוגמה, בעת עיבוד של בלוקי צילינדרים של מנוע, מרכז עיבוד CNC של חמישה-צירים יכול לבצע עיבוד רב-רב-צדדי של חורי צילינדר, מעברי שמן, חורי הברגה ועוד בבת אחת. זה ימנע שגיאות הידוק חוזרות ונשנות ושומר על שגיאת גליליות קדח הצילינדר בטווח של 0.005 מ"מ, וזה הרבה יותר טוב מהתהליך הישן של 0.02 מ"מ.
2, הגישה הטכנולוגית החשובה ביותר להפיכת עיבוד CNC לעקבי יותר
1. עיבוד צירים מרובה-צירים: מוריד את מספר הפעמים שאתה צריך להדק ומפטר מאי דיוקים במיקום.
כדי לבצע סוגים שונים של עיבוד משטח, עיבוד שבבי מסורתי צריך להדק חלקים זה לזה פעמים רבות. בכל פעם שהם מהודקים, ייתכן שהם לא נמצאים במקום הנכון. לדוגמה, שיטות מסורתיות זקוקות לשלושה שלבי הידוק לעיבוד בית תיבת ההילוכים, שיכולים להוסיף עד 0.15 מ"מ של שגיאה. לעומת זאת, עיבוד CNC של חמישה-צירים זקוק רק לשלב הידוק אחד כדי לסיים את כל עיבוד פני השטח, וניתן לשמור על שגיאת המיקום עד 0.01 מ"מ.
במקרה זה, חברת רכב משתמשת בעיבוד CNC של חמישה-צירים לייצור בלוקים של מנוע אלומיניום. שיעור הגרוטאות ירד מ-12% ל-0.8%, ודיוק הממדים עלה ב-85% בהשוואה לגישות קודמות.
2. טכנולוגיית חיתוך במהירות גבוהה (HSM): שיפור הגדרות החיתוך ושמירה על יציבות איכות העיבוד
חיתוך-במהירות גבוהה (עד 3000 מ'/דקה או יותר) וקצב הזנה (עד 400%) מורידים את כוח החיתוך ואת עיוות החום, מה ששומר על איכות העיבוד היציבה. בעת חיתוך להבי סגסוגת טיטניום, למשל, מהירות החיתוך הרגילה היא רק 800 מטר לדקה וחספוס פני השטח Ra גדול או שווה ל-1.6 מיקרומטר. חיתוך מהיר- יכול להוריד את חספוס פני השטח ל-Ra פחות או שווה ל-0.4 מיקרומטר ולגרום לכלים להחזיק פי שלושה יותר.
העיקרון הטכני: כאשר חותכים במהירות גבוהה, הטמפרטורה באזור החיתוך עולה, החומר נהיה רך יותר וכוח החיתוך יורד. יחד עם זאת, השבבים נוצרים מהר יותר, מה שאומר שהולכת חום לחומר העבודה מתרחשת מהר יותר, מה שעוזר להגביל עיוות תרמי.
3. שליטה אדפטיבית ופיצוי בזמן אמת-: שנה את ההגדרות תוך כדי כדי להתמודד עם שינויים בחומר
לקבוצות שונות של חומרים לרכיבי רכב (כגון סגסוגת אלומיניום ופלדה בעלת חוזק- גבוה) יש מאפייני ביצועים שונים (כמו קשיות וקשיחות). יש להפסיק את הייצור המסורתי ולהתחיל לעתים קרובות כדי לשנות פרמטרים. למערכת CNC יש חיישנים (חיישני כוח וחיישני טמפרטורה כאלה) שפוקחים עין על דברים כמו כוח חיתוך, רטט, טמפרטורה ומאפיינים אחרים בזמן אמת. לאחר מכן הוא משנה אוטומטית את קצב ההזנה, עומק החיתוך והגדרות אחרות כדי לוודא שהעיבוד תמיד זהה.
בעת עיבוד גלי ארכובה מפלדה עם חוזק- גבוה, מערכת ה-CNC מבחינה בעלייה מהירה בכוח החיתוך ומורידה מיד את קצב ההזנה ב-20% כדי להגן על הכלים מפני נזק תוך שמירה על מידות עקביות.
4. בדיקה דיגיטלית ועקיבות איכות: הקמת מערכת בקרה-סגורה
על ידי שימוש בכלי זיהוי מקוונים כמו סורקי לייזר ומכונות מדידת קואורדינטות, עיבוד בקרה מספרי יכול להשיג בקרה סגורה-בלולאה של "עיבוד משוב זיהוי". לדוגמה, בעת ייצור גלגלי שיניים, כלי ה-CNC יכול לבדוק אוטומטית את טעות פרופיל השן לאחר ביצוע העיבוד. אם זה חורג מהמגבלה, תוכנית הפיצוי תתחיל לעבד מחדש את החלקים, ולוודא שכולם מתאימים למפרטי העיצוב. מערכת MES גם עוקבת אחר פרמטרי העיבוד ונתוני הבדיקה של כל חלק כדי שניתן יהיה לעקוב אחר האיכות.
תמיכה בנתונים: בדיקה דיגיטלית של יצרן תיבת הילוכים אחת חתכה את אי דיוק פרופיל שן ההילוכים מ-0.008 מ"מ ל-0.003 מ"מ ואת שיעור הדחייה מ-8% לפחות מ-1%.
3, דוגמה בעולם האמיתי-: שימוש בעיבוד שבבי CNC כדי לשמור על עקביות החלקים החיוניים של המכונית.
1. עיבוד גל הארכובה של המנוע: קישור חמישה-צירים וחיתוך מהיר
גל הארכובה הוא חלק נע חשוב מאוד של המנוע, ומידת ההתאמה שלו קובעת עד כמה המנוע עובד. הביצוע המסורתי כולל מספר תהליכים, הרבה מהדקים והרבה טעויות. עסק מסוים משתמש במרכז עיבוד CNC של חמישה-צירים והופך את הדברים לעקביים יותר על ידי ביצוע הפעולות הבאות:
בצע את כל עיבוד פני השטח בהידוק אחד כדי לצמצם טעויות מיקום;
עבור חיתוך מהיר-, פרמטרי האופטימיזציה הם: קצב הזנה של עד 1200 מ"מ לדקה, עומק חיתוך של 0.5 מ"מ וחספוס פני השטח Ra < 0.4 מיקרומטר.
פיצוי זיהוי מקוון: לאחר העיבוד, בדוק אוטומטית את הקואקסיאליות של צוואר הציר וצוואר מוט החיבור. אם הטעות גדולה מדי, מסלול הכלי ישתנה מיד.
אפקט: מחזור העיבוד של גל הארכובה נחתך ב-60%, אחידות המידות משתפרת ב-90%, ושיעור הגרוטאות הולך מ-5% ל-0.2%.
2. עיבוד גלגלי שיניים של תיבת הילוכים: חיטוי גלגלים והשחזה נעשים יחד
לדיוק פרופיל השן של גלגלי שיניים יש השפעה ישירה על מידת העבודה שלהם וכמה רעש הם עושים. במלאכת יד מסורתית, גלגול והשחזה של ציוד נעשים בנפרד, עם הרבה מחזורי הידוק. שחיקה של ציוד עשויה גם לגרום לעיוות חום. כדי להפוך את הדברים לעקביים יותר, חברה מסוימת משתמשת במכונות כיריים של ציוד CNC והשחזה עם מכונות מרוכבות עם הטכנולוגיות הבאות:
עיבוד שבבי סינכרוני: חיתוך וטחינה נעשים באותה מכונה כדי למנוע את הצורך להדק פעמיים;
שחיקה אדפטיבית: שנה את לחץ הטחינה באופן אוטומטי בהתאם למידת הקשה של חומר הציוד כדי למנוע ממנו להתחמם מדי ולשנות צורה.
הדמיית תאומים דיגיטלית: השתמש בסביבה וירטואלית כדי לדמות את תהליך העיבוד ולמצוא את נתיבי הכלים וההגדרות הטובים ביותר.
שגיאת פרופיל שן ההילוכים ירדה מ-±0.012 מ"מ ל-±0.005 מ"מ, הרעש ירד ב-3dB, ויעילות הייצור עלתה ב-40%.