5 nuevas tecnologias para el mecanizado CNC de piezas metalicas de motores
El motor es el corazón del automóvil. Las piezas 4C, como el bloque de cilindros, la culata y el cigüeñal, son los componentes principales. Su calidad afecta directamente al rendimiento del motor. En la fabricación de piezas 4C, los problemas de acumulación de viruta en la cámara, el procesamiento de la deformación y el costo del posprocesamiento del fluido de corte siempre han sido los problemas más difíciles en la fabricación de piezas clave de motores. Restringe la mejora de la calidad de entrega del producto y la reducción del costo de fabricación del producto. A través de la práctica de proyectos, hemos estudiado y aplicado nuevas tecnologías, como la tecnología de molienda, la tecnología de limpieza flexible, la tecnología de culata simulada, la tecnología MQL y el diseño de agrupación, que han resuelto efectivamente los problemas anteriores.
Tecnología de molienda invertida:
Es decir, el eje de la muela es perpendicular a la superficie inferior, la pieza de trabajo se coloca verticalmente en la herramienta de la máquina y los dos husillos de la muela impulsan dos muelas de CBN para realizar el rectificado vertical desde ambos lados de la pieza. El principio técnico se muestra en la Fig. 1.
La tecnología de molienda invertida tiene las siguientes tres ventajas en el procesamiento del árbol de levas:
1. La pieza se encuentra en estado vertical durante el mecanizado. La gravedad de la pieza que dificulta el mecanizado en el mecanizado horizontal se convierte en una fuerza de apriete superior útil, que evita la deformación del producto causada por la gravedad de la pieza y mejora la capacidad de garantía de la precisión de rectificado del árbol de levas.
2. El husillo de rectificado doble se distribuye simétricamente a lo largo del eje de la pieza de trabajo. En el método de husillo de rectificado doble, la fuerza radial de la pieza se equilibra contrarrestando la fuerza direccional, y la fuerza de rectificado normal se equilibra con el marco central, logrando así el balance de fuerza del árbol de levas durante el rectificado. Resuelve la deformación del producto causada por la fuerza de rectificado en el mecanizado del árbol de levas.
3. La tecnología de molienda eficiente de CBN duplica la eficiencia. La muela abrasiva de CBN de alta resistencia y larga vida útil se utiliza en la muela, y las dos muelas de CBN funcionan simultáneamente durante la molienda, lo que mejora considerablemente la eficiencia de la molienda.
Proceso de limpieza flexible
El proceso de limpieza flexible expande la gama de aplicaciones del centro de mecanizado y logra de manera innovadora la combinación perfecta de limpieza y mecanizado a alta presión. El proceso aprovecha al máximo la flexibilidad del centro de mecanizado y las características de alta presión del sistema de refrigeración interno del centro de mecanizado. Al optimizar la estructura del orificio de enfriamiento interno de la herramienta en el centro de mecanizado, el fluido de corte de enfriamiento interno de alta presión para enfriar el husillo y la herramienta se pulveriza desde el husillo de la máquina herramienta. El agua fría interna a alta presión de hasta 5 MPa se impacta en la parte de procesamiento, lo que produce un buen efecto de ruptura de viruta auxiliar; Después del procesamiento, se utiliza una herramienta especial para la limpieza a alta presión de punto fijo, y se realiza nuevamente el desbarbado a alta presión; Con la ayuda de las características de conexión del centro de mecanizado, se realiza una limpieza flexible de las piezas que la máquina de limpieza no puede limpiar de manera efectiva.
Las ventajas sobresalientes del proceso de limpieza flexible de la máquina-herramienta son principalmente cuatro puntos:
1. La presión de limpieza es alta.
La fuerza del chorro del lavado a presión es proporcional a la presión de salida de la boquilla. La presión interna en frío de la máquina herramienta es de 5 MPa y la del limpiador a presión tradicional es de 1.5 MPa. En las mismas condiciones, la fuerza del chorro de agua del orificio frío en la herramienta es 2,12 veces mayor que la de la lavadora. Limpiar las virutas con el flujo de agua en los orificios fríos de la máquina herramienta mejorará la calidad de la limpieza.
2. Buena orientación.
El diámetro del orificio frío en la herramienta es de aproximadamente 1,5 mm, y el diámetro del orificio es pequeño, lo que es beneficioso para mejorar la velocidad de limpieza y la orientación de la columna de agua, y no es fácil de dispersar.
3. Alta flexibilidad.
El centro de mecanizado puede realizar un acoplamiento de 5 ejes, puede lograr múltiples ángulos, no hay limpieza de ángulos muertos, puede resolver eficazmente el problema de los desechos de superficie con forma especial.
4. Bajo costo.
El tiempo de limpieza y procesamiento son coincidentes, lo que mejora considerablemente la utilización del equipo.
Tecnología de culata simulada
En el ensamblaje del motor, una vez completado el ensamblaje del bloque de cilindros y la culata, el orificio del cilindro se somete a la fuerza de presión de la culata, causando deformación, lo que provoca un aumento de la fricción entre el orificio del cilindro y el pistón. Afectando el rendimiento y la vida útil del motor. Antes de que se termine el cilindro, el orificio del cilindro puede terminarse y superacabarse después de ensamblar la culata simulada endurecida, lo que puede reducir la deformación del orificio del cilindro después del ensamblaje de toda la máquina. Esta técnica de montaje de la culata simulada es la tecnología de culata analógica. El ensamblaje del cilindro se simula después de que se termina la culata, y la deformación causada por el ensamblaje del bloque de cilindros y la culata se considera de antemano, y se garantiza efectivamente la calidad del producto ensamblado. El análisis de los datos de deformación del ensamblaje de la culata simulada y la culata del producto se muestra en la Tabla 1 y la Tabla 2.
La tecnología MQL, es decir, la tecnología de microlubricación mixta de gas y líquido, es un nuevo tipo de tecnología de lubricación de corte. La cantidad adecuada de aceite MQL se mezcla con aire comprimido y se pulveriza en la superficie de procesamiento a través del orificio frío en la herramienta para enfriar, lubricar y limpiar las virutas. En la actualidad, esta tecnología se ha aplicado completamente en el campo del procesamiento del cigüeñal, y se ha verificado y aplicado en el procesamiento del cilindro y la culata.
Como tecnología de procesamiento ecológico casi seco, la tecnología MQL tiene las siguientes tres ventajas:
1. No es necesario reemplazar el aceite MQL durante el procesamiento, solo se debe agregar regularmente, no se descarga agua residual y la neblina de aceite se descarga directamente después de la purificación por el equipo. Evitando efectivamente la contaminación ambiental causada por la producción industrial.
2. Mejore las condiciones de corte de la herramienta, elimine y reduzca el calor de corte generado durante el mecanizado y mejore la vida útil de la herramienta.
3. Una pequeña cantidad de aceite MQL reemplaza al fluido de corte, lo que reduce el consumo de excipientes y el costo de post-procesamiento del fluido de corte.
Tecnología de molienda invertida:
Es decir, el eje de la muela es perpendicular a la superficie inferior, la pieza de trabajo se coloca verticalmente en la herramienta de la máquina y los dos husillos de la muela impulsan dos muelas de CBN para realizar el rectificado vertical desde ambos lados de la pieza. El principio técnico se muestra en la Fig. 1.
1. La pieza se encuentra en estado vertical durante el mecanizado. La gravedad de la pieza que dificulta el mecanizado en el mecanizado horizontal se convierte en una fuerza de apriete superior útil, que evita la deformación del producto causada por la gravedad de la pieza y mejora la capacidad de garantía de la precisión de rectificado del árbol de levas.
2. El husillo de rectificado doble se distribuye simétricamente a lo largo del eje de la pieza de trabajo. En el método de husillo de rectificado doble, la fuerza radial de la pieza se equilibra contrarrestando la fuerza direccional, y la fuerza de rectificado normal se equilibra con el marco central, logrando así el balance de fuerza del árbol de levas durante el rectificado. Resuelve la deformación del producto causada por la fuerza de rectificado en el mecanizado del árbol de levas.
3. La tecnología de molienda eficiente de CBN duplica la eficiencia. La muela abrasiva de CBN de alta resistencia y larga vida útil se utiliza en la muela, y las dos muelas de CBN funcionan simultáneamente durante la molienda, lo que mejora considerablemente la eficiencia de la molienda.
Proceso de limpieza flexible
Las ventajas sobresalientes del proceso de limpieza flexible de la máquina-herramienta son principalmente cuatro puntos:
1. La presión de limpieza es alta.
La fuerza del chorro del lavado a presión es proporcional a la presión de salida de la boquilla. La presión interna en frío de la máquina herramienta es de 5 MPa y la del limpiador a presión tradicional es de 1.5 MPa. En las mismas condiciones, la fuerza del chorro de agua del orificio frío en la herramienta es 2,12 veces mayor que la de la lavadora. Limpiar las virutas con el flujo de agua en los orificios fríos de la máquina herramienta mejorará la calidad de la limpieza.
2. Buena orientación.
El diámetro del orificio frío en la herramienta es de aproximadamente 1,5 mm, y el diámetro del orificio es pequeño, lo que es beneficioso para mejorar la velocidad de limpieza y la orientación de la columna de agua, y no es fácil de dispersar.
3. Alta flexibilidad.
El centro de mecanizado puede realizar un acoplamiento de 5 ejes, puede lograr múltiples ángulos, no hay limpieza de ángulos muertos, puede resolver eficazmente el problema de los desechos de superficie con forma especial.
4. Bajo costo.
El tiempo de limpieza y procesamiento son coincidentes, lo que mejora considerablemente la utilización del equipo.
Tecnología de culata simulada
En el ensamblaje del motor, una vez completado el ensamblaje del bloque de cilindros y la culata, el orificio del cilindro se somete a la fuerza de presión de la culata, causando deformación, lo que provoca un aumento de la fricción entre el orificio del cilindro y el pistón. Afectando el rendimiento y la vida útil del motor. Antes de que se termine el cilindro, el orificio del cilindro puede terminarse y superacabarse después de ensamblar la culata simulada endurecida, lo que puede reducir la deformación del orificio del cilindro después del ensamblaje de toda la máquina. Esta técnica de montaje de la culata simulada es la tecnología de culata analógica. El ensamblaje del cilindro se simula después de que se termina la culata, y la deformación causada por el ensamblaje del bloque de cilindros y la culata se considera de antemano, y se garantiza efectivamente la calidad del producto ensamblado. El análisis de los datos de deformación del ensamblaje de la culata simulada y la culata del producto se muestra en la Tabla 1 y la Tabla 2.
A través del análisis y comparación de la deformación después de ensamblar la culata real y la culata simulada. Se puede encontrar que la tendencia de deformación después de ensamblar la culata simulada es la misma que cuando se ensambla la culata real, y la diferencia de deformación es pequeña. Se puede usar una culata simulada en lugar de una culata real para el acabado de los orificios de los cilindros y el acabado final.
En el caso de ensamblar la culata simulada, el orificio del cilindro se mecaniza de acuerdo con los requisitos de parámetros requeridos para el rendimiento del producto, y el orificio del cilindro se deforma después de retirar la culata simulada. Sin embargo, una vez que la línea de ensamblaje se ensambla con la culata real, el orificio del cilindro se restaura al estado de tensión cuando se aprieta la culata, lo que garantiza la precisión después del ensamblaje.
Tecnología MQL
En el caso de ensamblar la culata simulada, el orificio del cilindro se mecaniza de acuerdo con los requisitos de parámetros requeridos para el rendimiento del producto, y el orificio del cilindro se deforma después de retirar la culata simulada. Sin embargo, una vez que la línea de ensamblaje se ensambla con la culata real, el orificio del cilindro se restaura al estado de tensión cuando se aprieta la culata, lo que garantiza la precisión después del ensamblaje.
Tecnología MQL
Como tecnología de procesamiento ecológico casi seco, la tecnología MQL tiene las siguientes tres ventajas:
1. No es necesario reemplazar el aceite MQL durante el procesamiento, solo se debe agregar regularmente, no se descarga agua residual y la neblina de aceite se descarga directamente después de la purificación por el equipo. Evitando efectivamente la contaminación ambiental causada por la producción industrial.
2. Mejore las condiciones de corte de la herramienta, elimine y reduzca el calor de corte generado durante el mecanizado y mejore la vida útil de la herramienta.
3. Una pequeña cantidad de aceite MQL reemplaza al fluido de corte, lo que reduce el consumo de excipientes y el costo de post-procesamiento del fluido de corte.
