La BMW non è estranea alle automobili. La fama delle automobili BMW è inseparabile dal loro "cuore": la forza costruttiva dei suoi motori. Oggi abbiamo trovato una serie di disegni di progetto del motore BMW e abbiamo anche fornito una spiegazione dettagliata della tecnologia di elaborazione del motore. Con questi, voi esperti di tecnologia di lavorazione ne prendereste in considerazione la costruzione?
Diamo prima un'occhiata a una sezione completa della fabbrica cinese della BMW: l'intero processo di produzione e assemblaggio del blocco motore:
▲Inquadratura reale della linea di produzione dei cilindri
Dal video e dall'esperienza storica, possiamo riassumere i seguenti punti chiave per garantire l'accuratezza del complesso processo di produzione del cilindro: utilizzo di un centro di lavoro con funzione di compensazione automatica e utilizzo di attrezzature speciali per il posizionamento e il bloccaggio una tantum, selezione di strumenti chiave di processo, ottimizzazione dei programmi CNC e di levigatura del centro di lavoro, garanzia di condizioni di produzione di temperatura e umidità costanti, ecc. Diamo uno sguardo più da vicino all'esempio seguente.
uno
Esempio: Requisiti sulle caratteristiche dimensionali del cilindro
La figura seguente è un diagramma schematico delle dimensioni del prodotto finale di un motore, comprese le dimensioni di finitura della superficie superiore del blocco cilindri, dell'alesaggio del cilindro e dell'alesaggio dell'albero motore. I requisiti rilevanti sono i seguenti:
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▲Diagramma schematico della dimensione del prodotto finale del motore 1
Dimensioni della superficie superiore del blocco cilindri: La tolleranza dimensionale della distanza dalla superficie superiore del blocco cilindri al foro dell'albero motore è {{0}}.08 mm, la rugosità del la superficie superiore è Rmax12,5 μm, il parallelismo della superficie superiore rispetto al foro dell'albero motore è 0,05 mm e la planarità della superficie superiore è 0,05 mm.
Dimensioni dell'alesaggio del cilindro: la tolleranza del diametro dell'alesaggio del cilindro è {{0}}~0.015 mm, il requisito di verticalità dell'alesaggio del cilindro rispetto all'alesaggio dell'albero motore è 0,05 mm/150 mm, la precisione della posizione di elaborazione del foro del cilindro è di 0,2 mm di diametro, il requisito di precisione della cilindricità del foro del cilindro è di 0,01 mm, la rugosità del foro del foro del cilindro è Rz2~5μm.
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▲Diagramma schematico delle dimensioni del prodotto finale del motore 2
Dimensioni del foro dell'albero motore del cilindro: la rugosità del foro dell'albero motore è Rz10 μm, la tolleranza del diametro è 0~0.018 mm, la precisione della posizione del foro dell'albero motore richiede un diametro di 0,2 mm, una rotondità di 0,005 mm e una cilindricità di 0,005 mm. Il foro dell'albero motore è n. 2, la coassialità della 3a e 4a marcia è 0,008 mm.
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Vari controlli di processo per la finitura della superficie superiore
1. Il bloccaggio e il posizionamento del corpo del cilindro sono progettati in base ai disegni del prodotto. Poiché il Riferimento della dimensione del disegno è la superficie inferiore e i due fori dei perni di posizionamento sulla superficie inferiore, e questo tipo di Riferimento è stato elaborato nel processo precedente, il Riferimento di posizionamento per l'elaborazione della superficie superiore del cilindro è la superficie inferiore e il due fori per i perni di posizionamento sulla superficie inferiore. Ciò elimina il problema causato dalla conversione dei dati. Errore di precisione.
2. A causa dell'ampio spazio del cilindro, se il bloccaggio non è stretto durante la lavorazione, il cilindro tremerà leggermente, compromettendo seriamente la precisione della lavorazione. Pertanto, è necessario progettare diversi punti di supporto ausiliari autobloccanti e punti di bloccaggio sull'attrezzatura, e dovrebbero garantire che la forza di bloccaggio del cilindro sia uniforme ed evitare che una forza di bloccaggio irregolare e il rilascio di stress dopo la lavorazione influenzino la planarità del cilindro. cilindro.
3. Il centro di lavoro ha aggiunto un metodo di ispezione del gas a 3-punto. Se il bloccaggio non è a posto, emetterà un allarme in tempo, garantendo la stabilità della lavorazione del prodotto.
4. Le lame e gli alesatori in nitruro di boro cubico (CBN) vengono utilizzati per la fresatura fine e la lavorazione di fori di precisione sulla superficie superiore del cilindro. Questi utensili hanno una lunga durata e presentano i vantaggi di un'elevata precisione di lavorazione, valori ridotti dei parametri di rugosità superficiale ed elevata produttività. Se si utilizzano lame in metallo duro, i requisiti di lavorazione della rugosità non possono essere garantiti in condizioni di produzione di massa. Finché le lame in carburo rivestite vengono lavorate in più di 100 pezzi, si verificherà facilmente la rugosità. Tuttavia, l’effetto dell’utilizzo delle lame CBN è migliore. Moltissimo, si possono lavorare più di 200 pezzi.
5. Controllare i parametri di taglio del centro di lavoro, ottimizzare il percorso dell'utensile CNC e aumentare adeguatamente la velocità di taglio, in modo da ridurre l'eccessiva planarità delle superfici anteriori e posteriori del cilindro causata dalla forza irregolare sulla superficie superiore del il cilindro a causa della forza irregolare dell'utensile durante l'entrata e l'uscita dal cilindro. .
6. Dopo aver fresato la piastra grande, utilizzare il programma di controllo CNC e aggiungere una spazzola grande per raschiare la superficie superiore del cilindro lungo il percorso di lavorazione della fresa per rimuovere le bave del cilindro.
7. Controllo della temperatura e dell'umidità dell'officina. Controllare e impostare una temperatura costante di 20±2 gradi e un'umidità relativa del 40%~60% per ridurre l'impatto dell'espansione e della contrazione termica sulla finitura del cilindro.
Il rapporto di ispezione di parallelismo, planarità e rugosità dopo la finitura della superficie superiore del cilindro è il seguente.
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▲Rapporto di ispezione delle dimensioni della superficie superiore del cilindro
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Vari controlli di processo per la finitura dell'alesaggio del cilindro
I requisiti relativi alle dimensioni di finitura dell'alesaggio del cilindro sono elevati e costituiscono il fulcro del controllo del processo di produzione. Per garantire la qualità della levigatura del foro del cilindro, la tolleranza della dimensione del diametro del foro del cilindro deve essere controllata a ±0,01 mm prima della levigatura. Cioè, solo una zona di tolleranza di 20 μm può superare l'ispezione del gas prima di poter essere inserita nella levigatrice per l'alesatura. Prima della lavorazione, il foro del cilindro deve essere finemente alesato alla dimensione predeterminata nel centro di lavoro. Il processo di lavorazione è come mostrato in figura.
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▲Diagramma del processo di elaborazione
L'utensile di alesatura di precisione adotta una struttura di raffreddamento interna per garantire che il calore generato durante il processo di taglio venga eliminato nel tempo, riducendo così la temperatura della lavorazione locale e migliorando la qualità della superficie della canna del cilindro. Secondo il confronto dei disegni del prodotto finale, dopo che il diametro dell'alesaggio del cilindro è stato finemente forato durante il processo di pre-levigatura, un sovrametallo di lavorazione è di 0.04~0.{{ 9}}5 mm sono riservati per la successiva levigatrice, la rugosità è controllata a Rz10~20μm e la cilindricità è controllata a 0,015 mm. Il diametro di posizionamento di 0,2 mm e la verticalità di 0,05 mm/150 mm sono coerenti con i disegni del prodotto, ovvero la rugosità, il diametro e la cilindricità del foro del cilindro sono controllati mediante alesatura garantendo al tempo stesso il posizionamento e la verticalità. Dopo che l'alesaggio del cilindro è stato forato con precisione, il diametro dell'alesaggio del cilindro viene rilevato da un'apparecchiatura di ispezione del gas in linea e i prodotti qualificati entrano nella levigatrice attraverso una tavola a rulli motorizzata. Sebbene l'investimento una tantum in attrezzature per l'alesatura e la levigatura del foro del cilindro importate (come una nota levigatrice in Germania) sia relativamente elevato, i costi di lavorazione successivi sono estremamente bassi e la qualità della lavorazione è stabile.
Utilizzare la levigatrice verticale per la lavorazione. Durante la lavorazione, la pietra per affilare della testa levigatrice viene alimentata radialmente sotto il meccanismo di espansione e contrazione e il pezzo viene gradualmente lavorato fino alla dimensione richiesta. Ci sono da 6 a 9 barre di sabbia incernierate sulla periferia esterna della testa di levigatura. Sei possono essere utilizzati per la levigatura grossolana. Vengono utilizzate nove aste di levigatura e la lunghezza è circa 1/3~2/3 della lunghezza del foro del cilindro. Durante la levigatura, la velocità alternativa è controllata a 25~35 m/min e l'efficienza della levigatura è elevata. Maggiore è l'accelerazione alternativa della levigatura, minore è l'area di transizione dell'arco formata durante l'inversione e maggiore è la qualità della struttura della levigatura.
La pressione della pietra levigatrice sulla parete del foro è controllata a {{0}},3~0,5MPa. La pressione della pietra abrasiva influisce direttamente sulla qualità della superficie del pezzo, sul grado di usura della pietra ad olio, sulla precisione dimensionale e sulla ruvidità superficiale del pezzo.
Dopo che l'alesaggio del cilindro è stato forato finemente, la levigatura grossolana e la levigatura fine possono soddisfare i requisiti dimensionali del prodotto. Dopo la levigatura, verrà prodotto un disegno di levigatura di 20 gradi ~ 30 gradi, che ha un buon effetto sulla conservazione del lubrificante del film d'olio nell'alesaggio del cilindro. Di seguito sono riportati i rapporti di ispezione di diametro, posizione, cilindricità, verticalità e rugosità dell'alesaggio del cilindro dopo la levigatura.
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Vari controlli di processo per la finitura dei fori dell'albero motore
La velocità massima dei motori a benzina comunemente utilizzati può raggiungere 6000 giri/min, il che pone requisiti elevati alla tecnologia dei fori dell'albero motore. Per garantire la qualità della levigatura del foro dell'albero motore, la tolleranza della dimensione del diametro del foro dell'albero motore deve essere controllata a ±0,015 mm prima della levigatura, ovvero è consentita solo una tolleranza di 0,03 mm. Dopo che il nastro ha superato l'ispezione del gas, può entrare nella levigatrice per la levigatura della piattaforma. Prima che il foro dell'albero motore venga levigato, il foro dell'albero motore deve essere perforato finemente fino a una dimensione predeterminata nel centro di lavoro. Lo schema del processo di lavorazione è mostrato in figura.
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▲Diagramma del processo del foro dell'albero motore
L'utensile noioso di precisione del centro di lavoro adotta una struttura di raffreddamento interna. Poiché la profondità del foro dell'albero motore è ampia, raggiungendo i 300 mm, anche i requisiti per l'utensile di alesatura sono elevati. Vengono utilizzate lame in CBN, la cui struttura è mostrata in figura.
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▲ Schema strutturale dell'utensile noioso
La scelta dello strumento è molto importante. L'utensile è dotato di 4 inserti per barenatura semifinita e 6 inserti per barenatura di precisione. Durante il processo di lavorazione, il foro guida viene prima allargato dalla lama e la maggior parte del margine viene tagliato via, quindi la lama per alesatura semifinita viene alesata fino a un diametro di 48,79 mm, lasciando un margine di 0,2 mm per la lama di diametro 48,995 mm per il taglio; il foro dell'albero motore viene prima forato nelle posizioni della 1a e della 2a marcia, quindi ruotare il giradischi per forare la 5a, 4a e 3a marcia del foro dell'albero motore sull'altro lato. Secondo il confronto dei disegni del prodotto finale, dopo che il diametro del foro dell'albero motore del cilindro è stato finemente alesato durante il processo di pre-levigatura, un sovrametallo di lavorazione di 0.04~0,05 mm è riservato per la levigatura la successiva piattaforma della levigatrice.
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Rispetto ai normali fori dell'albero motore levigati, il foro dell'albero motore con struttura della piattaforma è ridotto di 1/3~1/2, la durata è aumentata dell'10%~20%, la coppia è aumentata del 5% e il consumo di olio si riduce del 50%~60%. La rugosità della levigatura della piattaforma è controllata a Rz10~20μm, la cilindricità è controllata a 0,01 mm, mentre il diametro di posizione è 0,2 mm, la rotondità è 0,01 mm e la coassialità è 0,008 mm. I requisiti dimensionali del prodotto vengono soddisfatti anche attraverso il perfezionamento della piattaforma.
Per garantire la precisione dimensionale, il foro dell'albero motore viene levigato in posizione in un unico passaggio, ovvero dalla piattaforma della prima marcia alla quinta marcia, durante la rotazione e il movimento alternativo. Nella figura è mostrato il rapporto di ispezione di diametro, rotondità, posizione, coassialità, cilindricità e rugosità del foro dell'albero motore del cilindro dopo la levigatura.
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▲Rapporto di ispezione delle dimensioni del foro dell'albero motore
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Per la suddetta lavorazione fine della superficie superiore del blocco motore, dell'alesaggio del cilindro e dell'alesaggio dell'albero motore, vengono adottati il dispositivo autobloccante e il design del supporto ausiliario, vengono selezionati materiali avanzati per gli utensili e strutture combinate di utensili, la temperatura e l'umidità di lavorazione sono controllate e i parametri del processo di lavorazione e il margine del truciolo sono ben controllati. e altre misure di processo per garantire i requisiti di precisione della finitura del prodotto, garantendo così l'assemblaggio del prodotto e le prestazioni della produzione di massa.
