Hvordan kan CNC-bearbejdning forbedre konsistensen af ​​bildele?

一,Hovedidéen bag CNC-bearbejdningsteknologi er at ændre den måde, vi tænker på ting fra "erfaringsdrevet" til "datadrevet-."
Traditionel mekanisk bearbejdning afhænger af evnerne og viden hos de personer, der arbejder på den, og den afsluttes ved manuelt at ændre maskinens indstillinger. Denne tilstand har to store problemer: For det første kan menneskelige faktorer få fejl til at ændre sig (f.eks. ikke udskiftning af slidt værktøj til tiden, variation af fastspændingsplacering osv.), og for det andet er det svært at få de samme behandlingsresultater fra forskellige partier og maskiner. For eksempel, når du bruger en typisk drejebænk til at bearbejde krumtapaksler, skal du sikre dig, at dimensionerne er korrekte ved at fastspænde og måle dem i hånden adskillige gange. Fejlområdet er ofte mere end ± 0,1 mm, og bearbejdningsresultaterne kan være meget forskellige afhængigt af, hvem der gør det.
Med numerisk kontrolbearbejdningsteknologi styrer computerprograminstruktioner skæreværktøjer og mekaniske bevægelser. Dette er en stor ændring fra "manuel oplevelse" til "datadrevet-." Hoveddelen af ​​proceduren er
Digital modellering: Fremstilling af 3D-modeller af emner med CAD-software og indstilling af vigtige parametre som overfladeruhed og dimensionelle tolerancer;
Procesplanlægning: Brug CAM-software til at bygge værktøjsbaner og forbedre skæreparametre, herunder tilspænding, skæredybde og spindelhastighed.
Afsendelse af programmet: Send G--kodeinstruktioner til CNC-værktøjsmaskinen for at styre multi-forbindelsesbearbejdning.
Online detektion: et kvalitetskontrolsystem med indbyggede-sensorer, der overvåger bearbejdningsprocessen i realtid og automatisk retter fejl.
Når f.eks. motorcylinderblokke bearbejdes, kan et CNC-bearbejdningscenter med fem-akser udføre multi-facetteret bearbejdning af cylinderhuller, oliepassager, gevindhuller og mere på én gang. Dette undgår gentagne fastspændingsfejl og holder cylinderboringens cylindricitetsfejl inden for 0,005 mm, hvilket er meget bedre end den gamle proces på 0,02 mm.
2, Den vigtigste teknologiske tilgang til at gøre CNC-bearbejdning mere konsekvent
1. Multi-akse koblingsbearbejdning: sænker antallet af gange, du skal spænde og slipper for unøjagtigheder i positionering.
For at udføre forskellige typer overfladebearbejdning skal traditionel bearbejdning klemme stykker sammen mange gange. Hver gang de klemmes, er de måske ikke på det rigtige sted. For eksempel kræver traditionelle metoder tre fastspændingstrin for at behandle gearkassehuset, hvilket kan tilføje op til 0,15 mm fejl. I modsætning hertil behøver fem--akse CNC-bearbejdning kun et fastspændingstrin for at afslutte al overfladebehandling, og positioneringsfejlen kan holdes på 0,01 mm.
I dette tilfælde bruger en bilvirksomhed fem-akse CNC-bearbejdning til at lave aluminiumsmotorcylinderblokke. Skrotraten er faldet fra 12 % til 0,8 %, og dimensionsnøjagtigheden er steget med 85 % sammenlignet med tidligere tilgange.
2. Højhastighedsskæreteknologi (HSM): forbedrer skæreindstillinger og holder bearbejdningskvaliteten stabil
Høj-skæring (op til 3000 m/min eller mere) og fremføringshastighed (op til 400 %) lavere skærekraft og varmedeformation, hvilket holder bearbejdningskvaliteten stabil. Ved skæring af titanlegeringsblade er den normale skærehastighed for eksempel kun 800 m/min, og overfladeruheden Ra er større end eller lig med 1,6 μm. Høj-skæring kan sænke overfladeruheden til Ra Mindre end eller lig med 0,4 μm og få værktøjer til at holde tre gange længere.
Det tekniske princip: Når du skærer med høj hastighed, stiger temperaturen i skærezonen, materialet bliver blødere, og skærekraften falder. Samtidig dannes spånerne hurtigere, hvilket betyder, at varmeledning til emnet sker hurtigere, hvilket er med til at begrænse termisk deformation.
3. Adaptiv kontrol og realtidskompensation-: Skift indstillingerne med det samme for at håndtere ændringer i materialet
Forskellige partier af bilkomponentmaterialer (såsom aluminiumslegering og høj-styrkestål) har forskellige ydeevneegenskaber (såsom hårdhed og sejhed). Traditionel produktion skal stoppes og startes ofte for at ændre parametre. CNC-systemet har sensorer (sådan kraftsensorer og temperatursensorer), der holder øje med ting som skærekraft, vibration, temperatur og andre egenskaber i realtid. Den ændrer derefter automatisk tilspændingshastigheden, skæredybden og andre indstillinger for at sikre, at bearbejdningen altid er den samme.
Ved bearbejdning af krumtapaksler i høj-stål bemærker CNC-systemet en hurtig stigning i skærekraften og sænker øjeblikkeligt fremføringshastigheden med 20 % for at beskytte værktøjerne mod beskadigelse, samtidig med at dimensionerne holdes ensartede.
4. Digital inspektion og kvalitetssporbarhed: Etablering af et lukket-sløjfekontrolsystem
Ved at bruge onlinedetekteringsværktøjer som laserscannere og koordinatmålemaskiner kan numerisk kontrolbearbejdning opnå lukket-sløjfekontrol af "behandler detektionsfeedback". For eksempel, når man fremstiller tandhjul, kan CNC-værktøjsmaskinen automatisk kontrollere tandprofilfejlen, når bearbejdningen er færdig. Hvis det går ud over grænsen, vil kompensationsprogrammet starte for at genbehandle delene og sikre, at de alle passer til designspecifikationerne. MES-systemet holder også styr på behandlingsparametrene og inspektionsdata for hver del, så kvaliteten kan spores.
Understøttelse af data: En gearkasseproducents digitale inspektion reducerede geartandprofilens unøjagtighed fra 0,008 mm til 0,003 mm og afvisningsraten fra 8 % til mindre end 1 %.
3, eksempel fra den virkelige-verden: Brug af CNC-bearbejdning til at holde de væsentlige dele af en bil ensartede.
1. Bearbejdning af motorens krumtapaksel: Fem-akser og hurtig skæring
Krumtapakslen er en meget vigtig bevægelig del af motoren, og hvor godt den passer afgør, hvor godt motoren fungerer. Traditionelt håndværk involverer flere processer, mange klemmer og en masse fejl. En bestemt virksomhed bruger et fem--akset CNC-bearbejdningscenter og gør tingene mere konsistente ved at gøre følgende:
Foretag al overfladebehandling i én fastspænding for at skære ned på positioneringsfejl;
Til skæring med høj-hastighed er optimeringsparametrene: tilspændingshastighed op til 1200 mm/min, skæredybde på 0,5 mm og overfladeruhed Ra < 0,4 μm.
Online detektionskompensation: Efter forarbejdning kontrolleres automatisk koaksialiteten af ​​spindelhalsen og plejlstangshalsen. Hvis fejlen er for stor, ændres værktøjsruten med det samme.
Effekt: Bearbejdningscyklussen for krumtapakslen skæres med 60%, ensartetheden af ​​dimensionerne forbedres med 90%, og skrotmængden går fra 5% til 0,2%.
2. Bearbejdning af gearkasse gear: gear hobbing og slibning udføres sammen
Præcisionen af ​​tandprofilen på tandhjul har en direkte effekt på, hvor godt de fungerer, og hvor meget de larmer. I traditionelt håndværk udføres gearvalsning og -slibning separat, med mange fastspændingscyklusser. Gearslibning vil sandsynligvis også forårsage varmedeformation. For at gøre tingene mere konsekvente bruger en bestemt virksomhed CNC gear hobbing og slibning af kompositmaskiner med følgende teknologier:
Synkron bearbejdning: Hobbing og slibning udføres på den samme maskine for at undgå at skulle klemme to gange;
Adaptiv slibning: Skift slibetrykket automatisk afhængigt af, hvor hårdt gearmaterialet er for at forhindre, at det bliver for varmt og ændrer form.
Digital tvillingsimulering: Brug et virtuelt miljø til at simulere bearbejdningsprocessen og finde de bedste værktøjsstier og indstillinger.
Geartandprofilfejlen er faldet fra ± 0,012 mm til ± 0,005 mm, støjen er faldet med 3 dB, og produktionseffektiviteten er steget med 40 %.