60 bộ thiết bị, kết quả là dài
các đường quay vòng sản phẩm và diện tích chiếm chỗ lớn. Hiệu quả sản xuất của nó hoàn toàn được tăng cường bởi số lượng các quá trình phân tích thiết bị và lợi nhuận. Công nghệ gia công CNC hiệu quả cao, là đại diện cho năng suất sản xuất tiên tiến trong sản xuất hiện đại, đóng một vai trò cực kỳ quan trọng trong ngành công nghiệp cơ khí, hàng không vũ trụ và khuôn. Kể từ những năm 1990, các quốc gia ở Châu Âu, Hoa Kỳ và Nhật Bản đã cạnh tranh để phát triển và áp dụng một thế hệ mới các công cụ máy CNC tốc độ cao, đẩy nhanh tốc độ phát triển các công cụ máy tốc độ cao. Tốc độ trục chính tốc độ cao của động cơ trục chính tốc độ 15000 ~ 100000r / phút, tốc độ cao và gia tốc / giảm tốc cao của các bộ phận chuyển động của tốc độ truyền nhanh 60 ~ 120m / phút, cắt tốc độ thức ăn lên tới 60m / phút, gia công tốc độ cao trung tâm tốc độ thức ăn lên đến 80m / phút, tốc độ không khí lên đến 100m / phút. Tốc độ nạp công cụ máy HyperMach của CINCINNATI, USA lên đến 60m / phút, tốc độ là 100m / phút, và tốc độ trục chính đã đạt 60,000r / phút. Xét về độ chính xác gia công, trong 10 năm qua, độ chính xác gia công của các máy công cụ CNC thông thường đã tăng từ 10μm lên 5μm, các trung tâm gia công chính xác đã tăng từ 3 đến 5μm lên 1 đến 1.5μm và độ chính xác gia công siêu chính xác đã bắt đầu để vào mức nanomet (0,01 m). Sự phát triển và ứng dụng một thế hệ mới các công cụ máy CNC tốc độ cao, đặc biệt là các trung tâm gia công tốc độ cao, có liên quan chặt chẽ đến việc cắt tốc độ siêu cao.
1. Sự khác biệt về mức độ cắt giữa các trung tâm gia công trong và ngoài nước
Hiện tại, tốc độ cắt và quay ở các nước tiên tiến đã đạt từ 5.000 đến 8.000 m / phút trở lên; tốc độ trục chính của máy công cụ là hơn 30.000 vòng / phút (một số cao tới 100.000 r / phút hoặc hơn). Ví dụ, trong mặt phẳng xay xát, tốc độ cắt ở nước ngoài thường lớn hơn 1000 đến 2000 m / phút, trong khi tương đương trong nước chỉ bằng 1/12 đến 1/15 của nước ngoài, tức là, trong nước khô 12 đến 15 giờ của cuộc sống tương đương với 1 giờ khô nước ngoài. Theo khảo sát, thời gian cắt thực tế của nhiều trung tâm gia công nhỏ hơn 55% thời gian làm việc. Vì vậy, làm thế nào để cải thiện hiệu quả xử lý và giảm tỷ lệ phế liệu đã trở thành một vấn đề phổ biến đối với nhiều công ty. Một cuộc khảo sát về hiệu quả cắt của các trung tâm gia công CNC tại Trung Quốc đã phát hiện ra rằng có rất nhiều vấn đề như độ chính xác của dụng cụ thấp, số lượng lưỡi dao lớn, kết thúc xử lý thấp và thiết bị xử lý chưa từng có.
2. Cách cải thiện hiệu quả cắt
(1) Lựa chọn hợp lý về số lượng cắt
Các công nghệ cắt mới như cắt khô và cắt cứng được thể hiện bằng cách cắt tốc độ cao đã cho thấy nhiều ưu điểm và sức sống mạnh mẽ, và đã trở thành cách chính để sản xuất công nghệ nhằm nâng cao hiệu quả xử lý và chất lượng và giảm chi phí. Thực hành đã chứng minh rằng khi tốc độ cắt tăng 10 lần và tốc độ thức ăn tăng gấp 20 lần, vượt xa “vùng bị cấm” truyền thống, cơ chế cắt đã trải qua một thay đổi cơ bản. Kết quả là, tỷ lệ loại bỏ kim loại trên mỗi đơn vị năng lượng được cải thiện 30% đến 40%, lực cắt giảm 30%, tuổi thọ dao cắt của công cụ tăng 70% và nhiệt cắt còn lại trên phôi là giảm đáng kể và độ rung cắt gần như bị loại bỏ. Quá trình cắt diễn ra một bước tiến quan trọng. Theo tình hình máy công cụ hiện tại, để phát huy tối đa khả năng gia công tốc độ cao của các công cụ tiên tiến, gia công tốc độ cao được yêu cầu để tăng khối lượng vật liệu được loại bỏ trên một đơn vị thời gian (tốc độ loại bỏ vật liệu Q).
Trong khi lựa chọn một lượng cắt hợp lý, hãy thử chọn máy cắt dày đặc (số răng cắt trên mỗi inch đường kính ≥ 3), tăng lượng thức ăn cho mỗi răng, cải thiện năng suất và tuổi thọ dụng cụ. Các nghiên cứu thực nghiệm có liên quan đã chỉ ra rằng khi tốc độ dòng là 165m / phút và thức ăn cho mỗi răng là 0.04mm, tốc độ thức ăn là 341m / phút và tuổi thọ dao là 30 miếng. Nếu tốc độ cắt được tăng lên 350 m / phút, lượng thức ăn cho mỗi răng là 0,18 mm và tốc độ thức ăn là 2785 m / phút, tức là 817% hiệu suất gia công ban đầu và tuổi thọ dao được tăng lên 117 miếng.
(2) Chọn vật liệu công cụ có hiệu suất tốt
Trong quá trình cắt của các máy công cụ CNC, vai trò của các dụng cụ cắt kim loại không kém hơn hơi nước do Watt phát minh ra. Các vật liệu được sử dụng để làm cho dụng cụ phải có độ cứng cao và chịu mài mòn ở nhiệt độ cao, độ bền uốn cần thiết, độ dẻo dai và độ trơ hóa học, khả năng xử lý tốt (cắt, rèn, xử lý nhiệt, vv) và không bị biến dạng dễ dàng. Hiện nay, các vật liệu dụng cụ trong nước và nước ngoài có hiệu suất tốt bao gồm: gốm kim loại, dụng cụ tráng hợp kim cứng, dụng cụ gốm, kim cương đa tinh thể (PCD) và công cụ boron nitride khối (CBN). Họ có những đặc điểm riêng của họ, và họ thích nghi với vật liệu phôi gia công khác nhau và tốc độ cắt. CBN phù hợp để cắt thép cứng có độ cứng cao và sắt đúc cứng. Ví dụ, dụng cụ cắt bằng gốm và dụng cụ cắt CBN được sử dụng để gia công thép có độ cứng cao (50 đến 67HRC) và gang đúc lạnh. Trong số đó, phôi gia công có độ cứng từ 60 đến 65HRC hoặc ít hơn có thể được sử dụng cho các dụng cụ cắt gốm. , Và 65HRC trên phôi được sử dụng công cụ cắt CBN; PCD thích hợp để cắt kim loại màu, và hợp kim, nhựa và sợi thủy tinh, vv, khi chế biến các bộ phận hợp kim nhôm, sử dụng chính PCD và các công cụ phủ phim kim cương; Các công cụ bằng thép Các loại thép công cụ bằng thép và hợp kim hiện nay chỉ được sử dụng cho các công cụ như dụng cụ nhàm chán, khuôn dập và vòi; dụng cụ tráng hợp kim cứng (như TiN tráng, TiC, TiCN, TiAIN, vv) có độ cứng cao và nhiều loại phôi gia công khả thi. Nhiệt độ chống oxy hóa thường không cao, do đó tốc độ cắt giảm cũng bị hạn chế, thường trong phạm vi chế biến 400 ~ 500m / phút của các bộ phận thép, và lớp phủ Al2O3 có độ cứng nhiệt độ cao, chế biến ở dải tốc độ cao, mặc của nó Nó là tốt hơn so với TiC và lớp phủ TiN.
Ngoài ra, các thông số hình học của phần cắt của công cụ cắt có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất cắt và chất lượng gia công. Trong cắt tốc độ cao, góc cào của công cụ thường nhỏ hơn 10 ° so với cắt thông thường, và góc sau là 5 ° -8 °. Để ngăn chặn sự hao mòn nhiệt ở đầu công cụ, đầu của các cạnh cắt chính và phụ trợ nên được sử dụng với đầu tròn hoặc đầu vát để tăng góc mũi địa phương và tăng chiều dài cạnh cắt gần đầu và công cụ khối lượng vật liệu. Cải thiện độ cứng của dụng cụ và giảm công cụ vỡ.
(3) Tăng tốc độ phát triển công nghệ phủ
Kể từ khi thành lập, công nghệ phủ công cụ đã đóng một vai trò quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất công cụ và công nghệ chế biến. Công cụ tráng đã trở thành biểu tượng của các công cụ hiện đại và tỷ lệ công cụ trong công cụ đã vượt quá 50%. Vào đầu thế kỷ 21, tỷ lệ các công cụ tráng sẽ tăng thêm, và hy vọng rằng công nghệ phủ CBN sẽ mang tính đột phá về mặt kỹ thuật, và hiệu suất tuyệt vời của CBN sẽ được áp dụng cho nhiều công cụ và quy trình cắt hơn (bao gồm cả tinh vi và công cụ phức tạp và công cụ tạo hình). Điều này sẽ làm tăng mức độ cắt kim loại đen đã qua chế biến. Ngoài ra, việc phát triển và ứng dụng các vật liệu phủ siêu lớp và siêu mỏng siêu mỏng sẽ tăng tốc và lớp phủ sẽ trở thành cách chính để cải thiện hiệu suất của công cụ.
(4) Chọn lưỡi chính xác cao
Độ chính xác thấp của lưỡi dao, lượng chạy ra quá cao, bề mặt hoàn thiện của dao phay khuôn mặt sẽ bị giảm và thậm chí một mương sẽ xuất hiện. Lưỡi dao chạy trên một máy công cụ CNC có độ chính xác cao phải được kiểm soát ở mức 2 đến 5 μm. Với sự phát triển của các công cụ máy CNC, sự xuất hiện của xử lý lớp phủ bề mặt lưỡi dao (bề mặt là thép tốc độ cao, WCo carbide, Ti-based cermet), đến một mức độ lớn, cải thiện độ chính xác của lưỡi dao. Đồng thời, nhiều cấu trúc chèn có thể lập chỉ mục mới đã xuất hiện, chẳng hạn như lưỡi dao hiệu quả để quay, lưỡi dao hình lưỡi dao phức tạp, lưỡi dao phay bóng, và lưỡi cắt phay tốc độ cao ngăn bay chờ. Chèn có thể lập chỉ mục đã bước vào giai đoạn mới của sự phát triển toàn diện của vật liệu, lớp phủ và rãnh. Theo sự kết hợp hợp lý của vật liệu, lớp phủ và các loại rãnh trong quá trình gia công vật liệu và gia công, lưỡi dao có kết quả gia công tốt nhất có thể được phát triển để đáp ứng các yêu cầu. Các yêu cầu khác nhau đối với công nghệ sản xuất gia công cắt tốc độ cao, cao cấp.
(5) Cải thiện chất lượng bề mặt gia công
Trong khi duy trì hiệu suất cắt tương tự (ví dụ, cùng giá trị Q), tăng tốc độ cắt có thể cải thiện quá trình hình thành chip và tăng giảm xóc, giảm rung, và giảm lượng thức ăn trên mỗi lưỡi dao có thể giảm sự hình thành dấu vết Chiều cao bề mặt cắt, cải thiện độ nhám bề mặt, có lợi cho việc xử lý các bộ phận chính xác và khuôn mẫu.
(6) Thiết lập hàng tồn kho công cụ hợp lý
Các công cụ ở đây là các công cụ hiệu quả cắt cao và giá của các công cụ này cao hơn. Đường kính tương tự của dao phay, giá của một dụng cụ tốt có thể nhiều lần hoặc thậm chí gấp 10 lần so với công cụ thông thường. Nếu một công ty giữ một số lượng lớn các công cụ tốt trong một thời gian dài, và những công cụ này có thể không được sử dụng trong một thời gian dài, nó sẽ gây ra một tồn đọng vốn. Tuy nhiên, nếu một công cụ không thường được dành riêng, hoặc số lượng dự trữ quá nhỏ, nó sẽ được sử dụng hết nhanh chóng, và công cụ mới sẽ không thể mua được tại một thời điểm. Điều này chắc chắn sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả của gia công CNC. Các tạp chí công cụ của hầu hết các trung tâm gia công của các công ty có thể chứa hơn 40 máy cắt, và có các tạp chí công cụ với số lượng dao cắt khác nhau như 60, 90, 120, vv để lựa chọn. Thời gian trao đổi giữa các công cụ ngày càng ngắn hơn. Thời gian thay đổi công cụ của BZ-26 từ STEINEL ở Đức, MCC86 từ MAKINO tại Nhật Bản và MAXIM500 từ CINCINNATI ở Hoa Kỳ chỉ mất 3 đến 4 giây.
(7) Kẹp mài được thiết kế đơn giản
Máy cắt phay cắt có hiệu quả cao và dễ sử dụng. Họ được chào đón bởi các nhà khai thác. Tuy nhiên, tiêu thụ lưỡi dao cao và chi phí sử dụng cao. Trong hầu hết các trường hợp, thiệt hại của lưỡi dao là do mài mòn cạnh, do đó việc mài lại và tái sử dụng lưỡi dao Nhà máy có thể thu được lợi ích kinh tế cao hơn. Xi măng cacbua chèn có độ cứng cao và hiệu quả mài thấp. Việc sử dụng mài đơn chip sẽ không đạt được mục tiêu tiết kiệm. Nó là cần thiết để thiết kế một hiệu suất cao và đơn giản fixture để nhận ra nhiều kẹp tại một thời điểm.
(8) Lựa chọn phương pháp chế biến
Phương pháp chế biến có thể được chia thành hai loại, nghiền phay và phay ngược. Hệ thống truyền động cơ học và cấu trúc của chính trung tâm gia công có độ chính xác và độ cứng cao hơn, hệ số ma sát của bề mặt chuyển động tương đối nhỏ, độ hở của thành phần truyền nhỏ, quán tính của truyền dẫn nhỏ và tỷ lệ giảm chấn là thích hợp, vì vậy máy nghiền có thể được sử dụng. Phương pháp chế biến để nâng cao hiệu quả xử lý. Ngoài ra, theo kinh nghiệm chế biến, tuổi thọ dụng cụ được tăng hơn một lần so với phay cắt. Việc sử dụng phương pháp phay không đối xứng cuối có thể làm tăng tuổi thọ dụng cụ thêm 2 đến 3 lần.
(9) Chọn một tuyến đường xử lý hợp lý
Các máy công cụ CNC, đặc biệt là các trung tâm gia công bốn trục, thường là một công đoạn kẹp và đa trục, và tất cả đều có các tạp chí công cụ có thể tự động thay đổi các công cụ và định hình chúng một lần. Do đó, việc xác định lộ trình xử lý chính xác và đơn giản là cơ sở để đảm bảo chất lượng xử lý và nâng cao hiệu quả. Nguyên tắc xác định lộ trình xử lý trong quá trình lập trình chủ yếu như sau: Các yêu cầu về xử lý chính xác và độ nhám bề mặt của bộ phận phải được đảm bảo; tuyến đường xử lý phải được rút ngắn càng nhiều càng tốt và thời gian đi lại của công cụ nhàn rỗi sẽ giảm; việc tính toán số nên đơn giản và số lượng các khối nên được giảm xuống để giảm số lượng khối. Lập trình khối lượng công việc. Đối với gia công lỗ có yêu cầu cao về độ chính xác vị trí và dung sai chiều, đường xử lý cho đường kính lỗ nhỏ hơn 18 đến 20 mm là: khoan lỗ khoan-reaming-reaming, và đường kính lỗ lớn hơn 18-20 mm. Các tuyến đường quá trình khoan - reaming - thô lỗ khoan - tốt khoan.
Ngoài ra, thông qua ứng dụng tích hợp của công nghệ xử lý, số lượng các cài đặt phôi có thể giảm, có thể rút ngắn thời gian xử lý và lắp đặt một cách hiệu quả. Ví dụ, một trung tâm gia công năm trục và năm trục và một máy tiện đứng được kết hợp để tạo thành một trung tâm gia công phổ quát, và hầu hết (hoặc tất cả) gia công các bộ phận có thể được thực hiện cùng một lúc.
(10) Lựa chọn kẹp phôi
Do quá trình tập trung trong quá trình gia công CNC, nên xem xét toàn diện về vị trí của các bộ phận, thiết kế kẹp, lựa chọn và thiết kế vật cố định. Trước hết, cần phải sử dụng jig kết hợp càng nhiều càng tốt. Do tính linh hoạt kém của vật cố định và độ chính xác định vị tương đối thấp, một vật cố định đặc biệt có thể được thiết kế khi lô sản phẩm lớn và độ chính xác xử lý cao. Thứ hai, khi lựa chọn công cụ, trao đổi công cụ và đo lường trực tuyến cần được tạo điều kiện để tránh nhiễu sóng va chạm.
(11) Trang thiết bị phụ của trung tâm gia công phải được trang bị
Trong trung tâm gia công, các thiết bị đo lường như công cụ xác định, thiết bị đo tự động và máy dò tinh vi được sử dụng. Với thiết bị đo tự động, người vận hành không cần đảm bảo tính chính xác của việc định vị các bộ phận và không yêu cầu người vận hành di chuyển và điều chỉnh các bộ phận bất kỳ lúc nào để phù hợp với một số hệ thống tọa độ cố định của chương trình gia công. giảm thời gian cài đặt. Với sự trợ giúp của phép đo, một quá trình yêu cầu 2,5 giờ, bao gồm cả thời gian lắp đặt, đã giảm xuống còn 1,5 giờ. Ngoài ra, việc áp dụng các thiết bị đo này cũng có thể giảm lỗi gia công.
(12) Kỹ năng điều hành và đào tạo kiến thức
Hiệu suất gia công của trung tâm gia công phần lớn phụ thuộc vào tỷ lệ thời gian cắt đến thời gian làm việc của trung tâm gia công. Tỷ lệ càng lớn thì hiệu suất gia công càng cao. Đồng thời, nội dung công nghệ của thiết bị chế biến hiện đại ngày càng cao, và các yêu cầu về chất lượng cho nhân sự ngày càng cao. Trong thực tế sản xuất, do trình độ kỹ thuật thấp của nhân sự và hoạt động không có kỹ năng, thời gian dành cho thời gian không xử lý như gỡ lỗi chương trình và thay đổi phôi gia công quá dài, dẫn đến hiệu suất xử lý trung tâm gia công thấp. Ngoài ra, chuyên môn của họ là quá ít, và họ thiếu hướng dẫn khoa học về các nguyên tắc xử lý kiểm soát số, công nghệ điều khiển số, các công cụ điều khiển số và các thông số cắt. Do đó, rất cần thiết để thiết lập một hệ thống đào tạo toàn diện, chuẩn bị tài liệu giảng dạy mới phù hợp với phát triển công nghệ cắt và chế biến hiện đại, tăng cường nghiên cứu kiến thức lý thuyết của nhân viên kỹ thuật và tăng cường trao đổi công nghệ nội bộ và bên ngoài giữa các doanh nghiệp.
Trục khuỷu động cơ: Sau khi gia công composite thay thế thủ công cũ và bước vào thế kỷ 21, những thay đổi lớn đã diễn ra trong trục khuỷu của động cơ về quy trình sản xuất, công cụ, v.v. Dẫn đầu quá trình quay nhiều con dao và quá trình mài thủ công trong hơn nửa thế kỷ, nó đang dần rút khỏi giai đoạn lịch sử do độ chính xác xử lý thấp và tính linh hoạt kém. Công nghệ chế biến và thiết bị tổng hợp tốc độ cao, hiệu quả cao, nhanh chóng tham gia vào ngành công nghiệp sản xuất ô tô và linh kiện, và công nghệ gia công tổng hợp tốc độ cao và hiệu quả cao đã được áp dụng ở mức độ đáng kể trong chế biến và sản xuất trục khuỷu, và sẽ không thể tránh khỏi xu hướng phát triển.
Thiết bị công nghệ chế biến trục khuỷu
Hiện nay, các dây chuyền sản xuất trục khuỷu cũ ở Trung Quốc chủ yếu bao gồm các máy công cụ thông thường và các dụng cụ máy móc đặc biệt, hiệu quả sản xuất và tự động hóa của chúng tương đối thấp. Thiết bị thô thường sử dụng máy tiện đa dao để biến các tạp chí chính trục khuỷu và các tạp chí thanh nối. Chất lượng quá trình kém ổn định và dễ dàng tạo ra ứng suất xử lý lớn, khiến cho khó đạt được mức gia công hợp lý. Gia công chung của các trục khuỷu như máy nghiền trục khuỷu MQ8260 thường được sử dụng để nghiền thô, nghiền bán hoàn thiện, nghiền mịn và đánh bóng. Thông thường, thao tác thủ công được sử dụng và chất lượng gia công không ổn định và độ nhất quán của chiều kém.
Một trong những tính năng chính của dây chuyền sản xuất cũ là có quá nhiều thiết bị thông thường. Theo chế biến của crankshafts gang dẻo, một dây chuyền sản xuất có 35 đến 40 bộ thiết bị. Tác giả đã xem xét một dây chuyền sản xuất trục khuỷu bằng thép rèn trong nước. Gia công thô thông qua gia công phay bên ngoài thông thường của trục chính và cổ thanh nối, sau đó là trục chính hoàn thiện được điều khiển bằng số và cổ thanh nối, sau đó đi qua nhiều quy trình nghiền và chuyển đến gia công hoàn thiện. Quá trình. Do đó, dây chuyền sản xuất này có nhiều hơn
Ngành công nghiệp sản xuất động cơ xe crankshaft hiện tại đang đối mặt với các vấn đề sau:
1. Đa dạng, sản xuất hàng loạt nhỏ;
2. thời gian giao hàng được rút ngắn đáng kể;
3. Giảm chi phí sản xuất;
4. Sự xuất hiện của các vật liệu khó cắt khiến cho việc xử lý trở nên khó khăn hơn. Có nhiều vấn đề cần giải quyết trong quá trình xử lý, chẳng hạn như cắt cứng;
5. Để bảo vệ môi trường, phải sử dụng ít hoặc không có chất lỏng cắt để đạt được cắt khô hoặc cắt khô gần như khô;