Pou satisfè demann pou gwo -efikasite, segondè-masinasyon presizyon nan C-EPS pwofil angrenaj vè k'ap manje kadav, etid sa a sistematik mennen ankèt sou aspè teknik kle-tankou seleksyon pwosesis, optimize fraisage, ak kontwòl fanm k'ap pile-pou detèmine konplo pwosesis la pi bon. Yo pwopoze amelyorasyon nan plizyè domèn: seleksyon ekipman, metòd pou kenbe travay, paramèt zouti koupe, sistèm refwadisman, ak paramèt pwosesis. Solisyon espesifik yo enkli amelyore frigidité gwo -presizyon machin toubiyon CNC, optimize efikasite atravè blocage idwolik ak otomatik chaje/dechaje, konsepsyon paramèt pou zouti carbure ultra-amann kouvwi, ak kontwole gwo-lè presyon-refwadisman brouyar ak pwofil pwosesis fanm k'ap pile. Pwosesis optimize a asire presizyon ki estab IT7-klas pou pwofil vè k'ap manje kadav la, siyifikativman amelyore kalite sifas ak efikasite machin, epi redwi anpil pri pwodiksyon an.
1
Entwodiksyon
Sistèm volan elektrik (C-EPS) kalite kolòn-yo lajman itilize nan machin pasaje ki soti nan Klas A0 rive nan Klas B akòz estrikti kontra enfòmèl ant yo ak pri yo jere. Vè involute a (gade Figi 1) sèvi kòm eleman transmèt koupl debaz C-EPS la; si erè pwofil dan an depase 0.01 mm, pwoblèm tankou lag volan oswa bri nòmal yo gen anpil chans rive [1]. Kontinwe, pwosesis machin lan mande strik presizyon IT7-klas pandan y ap satisfè kondisyon efikasite pwodiksyon an mas.
Imaj
Figi 1: Vè envolute
Pwosesis machin vè k'ap manje kadav aktyèl yo fè fas a twa gwo defi: ① Pwosesis tradisyonèl yo vire ak fanm k'ap pile soufri nan efikasite ki ba, ak yon sèl -pwodiksyon chanjman tonbe anba 500 inite. ② Pwosesis hobbing ak woule bay yon pòv konsistans pwofil; presizyon depann anpil sou presizyon chob, ak fluctuations erè rive nan ± 0.02 mm kòm zouti a mete-l. ③ Pwosesis fraisage konvansyonèl yo echwe pou satisfè kondisyon bon jan kalite sifas yo, sa ki lakòz valè brutality sifas (Ra) nan 1.6 μm oswa pi wo. Devlope yon teknoloji machining vè k'ap manje kadav C{-EPS ki balanse gwo presizyon ak efikasite segondè se yon gwo enpòtans pratik pou amelyore compétitivité sou mache a nan pwodwi C{-EPS.
2
Eta aktyèl rechèch (domestik ak entènasyonal)
Entènasyonalman, efò pou amelyore presizyon machin vè k'ap manje kadav souvan konte sou ekipman segondè -fen -tankou machin k'ap pile vè k'ap manje kadav CNC devlope pa konpayi Alman KAPP la. Lè w itilize teknoloji konpansasyon erè tèmik, ekipman sa a kontwole erè helix kimilatif nan 0.005 mm; sepandan, pri a pou chak inite depase 8 milyon RMB, sa ki kreye yon baryè trè wo pou antre. Rechèch domestik te konsantre sitou sou optimize pwosesis; pandan ke gen kèk constructeur oto itilize yon pwosesis hobbing-plis-woule pou pwodiksyon an mas vè, presizyon machin lan sèlman rive nan klas IT8, li pa satisfè kondisyon yo pou modèl machin segondè-.
Rechèch ki egziste deja yo poko etabli yon solisyon machin entegre ki konbine gwo -degrosaj efikasite ak gwo-finisyon presizyon. Baze sou yon pwosesis konbine nan toubiyon ak fòm fanm k'ap pile, papye sa a konstwi yon sistèm optimize konplè-ki enkli ekipman, zouti koupe, ak paramèt pwosesis-pou konble diferans ki genyen nan gwo-efikasite, segondè-teknoloji machin presizyon pou vè C{{7}EPS.
3
Seleksyon Worm Dan Wofil D' pwosesis
3.1 Konparezon Plan Pwosesis yo
Yon konparezon quantitative te fèt nan mitan twa endikap pwosesis pou worm dan wofil D': vire plis broyage, hobbing plis woule, ak fraisage (toubiyon) plis broyage. Konparezon an te evalye endikatè debaz yo-tankou brutality sifas, klas presizyon, ak konsistans pwofil dan-ak mezi pwodiksyon tankou efikasite machinn ak tan chanjman. Tablo 1 konpare endikatè debaz yo nan diferan pwosesis yo, pandan y ap Tablo 2 konpare efikasite yo.
Tablo 1 Konparezon Endikatè Debaz pou Pwosesis Diferan
[Imaj]
Remak: Done ki sòti nan mezi aktyèl sou liy pwodiksyon yon constructeur; gwosè echantiyon n=500.
Tablo 2 Konparezon Efikasite pou Pwosesis Diferan
[Imaj]
Remak: Pwodiksyon chanjman sèl -ki baze sou mezi yon vè k'ap manje kadav φ30mm × 120mm; ekipman gen yon sèl -konfigirasyon koton.
3.2 Detèminasyon Pwosesis Optimal la
Jan yo montre nan Tablo 1 ak 2, pwosesis la fraisage -plis-broyage (toubiyon pou degrossaj/semi-fini ki te swiv pa fini fanm k'ap pile) siyifikativman depase lòt rapid yo nan tou de endikatè machin debaz yo ak efikasite pwodiksyon an. Anplis de sa, li elimine nesesite pou yon pwosesis machin hobbing devwe, diminye depans pou machin nan apeprè 40%. An konsekans, papye sa a konsantre sou pwosesis sa a pou plis -rechèch pwofondè.
4
Optimizasyon Worm Fraisage
Fraisage sèvi kòm etap degrosaj ak semi-fini pou vè a; presizyon machin li yo ak efikasite dirèkteman detèmine bon jan kalite a referans ak tan sik pwodiksyon pou pwosesis la fin fanm k'ap pile ki vin apre. Etid sa a fè konsepsyon optimize atravè senk aspè: seleksyon ekipman, metòd pou kenbe travay, paramèt zouti koupe, sistèm refwadisman, ak paramèt pwosesis. 4.1 Seleksyon ekipman ak amelyorasyon rèd.
(1) Seleksyon gwo -Precision CNC Whirling Machine: Pou satisfè egzijans IT7 presizyon, yo te chwazi yon machin Whirling CNC ki ekipe ak gwo -presizyon manje ak sistèm file. Espesifikasyon teknik kle yo se jan sa a:
1) Sistèm manje: Rezolisyon mwens pase oswa egal a 0.0001 mm; plen-presizyon pozisyon konjesyon serebral nan ± 0.002 mm.
2) Sistèm Spindle: Radial runout Mwens pase oswa egal a 0.001 mm; axial runout Mwens pase oswa egal a 0.0005 mm; estabilite vitès wotasyon nan ± 5 r / min.
Done eksperimantal endike ke lè presizyon pwezante machin zouti a amelyore soti nan ± 0.01 mm a ± 0.002 mm, erè kimilatif nan helix vè k'ap manje kadav la diminye soti nan 0.025 mm a 0.008 mm, ki reprezante yon amelyorasyon dirèk nan presizyon D 'pa de klas.
(2) Estrateji amelyorasyon rèd machin zouti: rèd zouti machin ensifizan gen tandans pwovoke vibrasyon koupe, sa ki lakòz yon ogmantasyon plis pase 30% nan erè tras dan vè k'ap manje kadav. Ka rèd machin zouti ka amelyore atravè de mezi sa yo:
1) Fondasyon Anchoring: Yo jete yon baz zouti machin ki gen yon epesè ki pi gran pase oswa egal a 500 mm lè l sèvi avèk konkrè C30 epi li konekte solidman ak etaj la atravè boulon ekspansyon M30; se nivo baz la kenbe nan 0.02 mm / m.
2) Optimizasyon estriktirèl: Yon mekanis bloke -di ki kalite bon rapò sere travay nan koneksyon ki genyen ant rès zouti ak kabann nan machin, ogmante zòn nan kontak pa 40% ak ogmante rèd estatik zouti machin nan a 250 N / μm.
4.2 Optimizasyon Metòd Blocage ak Chaje / Dechaje
(1) Kontwòl Precision nan Blocage Idwolik: Tradisyonèl manyèl blocage rezilta nan erè pwezante axial ki rive jiska ± 0.1 mm, sa ki lakòz fluctuations enpòtan nan presizyon nan pozisyon axial nan pwofil la dan vè k'ap manje kadav. Lè w itilize yon mandrin idwolik pwòp tèt ou-santre ak yon fòs blocage 5–8 kN-ansanm ak yon pwent-pozman figi ak yon bag pouse axial-erè pozisyon blocage a kontwole nan ±0.03 mm. Sa a amelyore presizyon pozisyon axial vè k'ap manje kadav la twa fwa, li bay yon done machin ki estab pou pwosesis fini -broyaj ki vin apre yo. (2) Amelyorasyon efikasite atravè chaj ak dechaje otomatik: Yo te adopte yon robo bastengal pou ranplase travay manyèl pou chaje ak dechaje otomatik vè k'ap manje kadav [2]. Tan sere yo te redwi soti nan 20 s/moso a 5 s/moso, itilizasyon ekipman ogmante soti nan 65% a 90%, ak pwodiksyon sèl -chanjman ogmante pa plis pase 300 moso.
4.3 Konsepsyon paramèt zouti koupe ak kontwòl mete
Yo te chwazi bon kalite -aye alyaj kòm matyè premyè pou arbr vè k'ap manje kadav C-EPS la, ki te reyalize yon dite 28-32 HRC apre trempe ak trempe [3]. Ki baze sou karakteristik materyèl la, pwosesis konsepsyon an te adrese seleksyon materyèl zouti, optimize paramèt jeyometrik, ak kontwòl mete pandan enstalasyon.
(1) Seleksyon materyèl zouti: Yon konparezon nan pèfòmans nan koupe nan wo -vitès asye (W18Cr4V), estanda carbure simante (WC{-Co), ak ultrafine -karbure kouvwi (seri YBG) [4] yo montre nan Tablo 3. YBG ultrafin - substrate yo te finalman te chwazi carbure grenn kouvwi.
Tablo 3 Konparezon pèfòmans koupe pou diferan materyèl zouti
[Imaj]
Remak: Kondisyon koupe yo te yon pousantaj manje nan 0.15 mm / r ak yon pwofondè nan koupe nan 1.2 mm.
Zouti a gen yon substra WC-Co ak Niobyòm (Nb) te ajoute ak yon kouch TiAlN nano- 3-5 μm epè. Dite kouch la rive nan 3200 HV, ak dite cho a rete estab jiska 800 degre, satisfè kondisyon pwosesis yo pou koupe gwo vitès -.
(2) Zouti optimize paramèt jeyometrik: Ki baze sou karakteristik pwofil dan involute nan arbr vè k'ap manje kadav la,
paramèt jewometrik espesyalize yo te fèt pou kouto fraisage ki graj (ZA-tip kouto fòm) ak kouto fraisage fini (ZI-tip kouto fòm) (gade Tablo 4), balanse fòs koupe, fòs koupe kwen, ak bon jan kalite sifas machin.
Tablo 4 Konsepsyon paramèt jeyometrik zouti espesyalize yo
[Imaj]
(3) Enstalasyon zouti ak siveyans mete: Enstalasyon zouti ak siveyans mete dwe respekte kondisyon teknik sa yo . 1) Konfigirasyon tèt kouto: Yon tèt kouto presizyon ak yon klas balans dinamik nan G2.5 anplwaye. Jan yo montre nan Figi 2, tèt kouto a gen sis pozisyon aliye ranje ant twa kouto ki graj -fraisage ak twa fini-fraisage. Fraisaj ki graj-yo pwolonje 0.12–0.20 mm pi lwen pase kouto-fini yo, sa ki pèmèt tou de machin ki graj ak semi-fini yo fini nan yon sèl pas.
Imaj
Figi 2: Chema enstalasyon tèt kouto
2) Korespondan ang Helix: Tèt kouto a panche epi vire pou fè aliman ang helix kouto a ak ang plon vè k'ap manje kadav la ( ). Fòmil pou kalkile ang plon an se:
tan=Pz / (πd1) (1)
Ki kote ang plon an (degre), Pz se plon axial (mm), ak d se dyamèt sèk anplasman (mm).
3) Siveyans mete: Yo itilize yon enstriman enspeksyon vè k'ap manje kadav pou kontwole erè pwofil dan an tan reyèl-. Kouto yo ranplase san pèdi tan lè mete rive nan 0.005 mm; foure yo ka reyitilize twa oswa kat fwa apre regrinding.
4.4 Optimizasyon sistèm refwadisman ak paramèt pwosesis
(1) Konsepsyon refwadisman lè -wo presyon lè-: Vitès koupe pou fraisage toubiyon rive nan 260-360 m/min, ak tanperati nan zòn koupe a ap monte a 600-800 degre. Yon gwo -presyon lè-sistèm refwadisman vapè dlo [5] ki opere nan 0.80–1.38 MPa. Mwayen refwadisman an konsiste de yon melanj 5% emulsyon ekstrèm-presyon ak lè konprese, ki delivre atravè kat bouch simetrik ki gen fòm fanatik-(1.5 mm dyamèt) pou dirèkteman lave zòn nan koupe. Sistèm sa a amelyore efikasite refwadisman pa 60% konpare ak refwadisman inondasyon tradisyonèl ak diminye pousantaj rezidi chip la pi ba pase 0.5%.
(2) Optimisation paramèt fraisage: Metòd tès orthogonal yo itilize pou detèmine konbinezon optimal paramèt pwosesis pou fraisage vè k'ap manje kadav, balanse efikasite machin ak bon jan kalite D. 1) Pwofondè koupe: Pwofondè total koupe pou fraisage Kovèti pou kalkile ki baze sou wotè dan plen, *h *:
*h*=[(d1 + 2mx) - (d1 - 2.4mx)] / 2 (2)
Ki kote *h* se wotè dan konplè (mm), ki reprezante pwofondè total koupe a; *d1* se dyamèt sèk anplasman angrenaj (mm); *m* se modil axial (mm); faktè a nan 2 nan "2m" koresponn ak koyefisyan adisyonèl la (addendum estanda se 1 * m *, kidonk tou de bò total 2 * m ** x *); epi 2.4 se koyefisyan ki gen rapò ak dedendum-(dedendum estanda se 1.2*m*, kidonk tou de bò yo total 2.4*m*).
2) Pousantaj manje: To manje a se 0.13-0.20 mm / r, ajiste dinamik ki baze sou dite materyèl.
3) Vitès wotasyon: Vitès koton pyès la se 12-18 r / min, ak vitès la tèt kouto se 6000-8000 r / min (koupe vitès lineyè nan 300-400 m / min).
4) Fini fanm k'ap pile alokasyon: Alokasyon an se 0.5-0.7 mm, balanse efikasite fanm k'ap pile ak presizyon D 'final.
Sèvi ak paramèt ki anwo yo, tan sik pwodiksyon an pou yon sèl machin toubiyon rive nan 90-105 moso / h; brutality sifas (Ra) vè k'ap manje kadav la apre fraisage se 0.8-1.2 μm, ak erè pwofil dan an se ± 0.004 mm [6].
5
Kontwòl wofil dan vè k'ap manje kadav fanm k'ap pile
Manje se pwosesis fini pou vè k'ap manje kadav C-EPS la epi li detèmine dirèkteman presizyon machin final la. Etid sa a aplike kontwòl pwosesis konsènan ekipman fanm k'ap pile / seleksyon wou fanm k'ap pile ak paramèt fanm k'ap pile / kontwòl refwadisman pou asire presizyon vè k'ap manje kadav la toujou satisfè klas IT7 la.
5.1 Seleksyon ekipman fanm k'ap pile ak wou fanm k'ap pile
Yo chwazi yon machin k'ap pile CNC vè k'ap manje kadav ak yon fonksyon aliyman otomatik dan-; presizyon pwezante machin nan se ± 0.001 mm. Yo itilize yon metòd fanm k'ap pile fòm [7], lè l sèvi avèk yon Dresser CNC pou abiye wou fanm k'ap pile a nan yon fòm involute matche vè k'ap manje kadav la, kidonk asire konsistans nan D 'profil dan. Yo chwazi yon wou fanm k'ap pile alumina fusion blan (WA), ki gen yon dite H5, yon gwosè gravye F80, ak yon kosyon résine (ofri ekselan rezistans enpak); dyamèt wou a se 405 mm, ak vitès la lineyè opere se 45 m / s. Wou alumina fusion blan yo genyen bon pwopriyete pwòp tèt -file ak efektivman minimize jenerasyon chalè fanm k'ap pile-pwodwi mwens chalè pase wou carbure Silisyòm-konsa anpeche fanm k'ap pile boule sou pyès la.
5.2 Manje paramèt ak kontwòl refwadisman
(1) Paramèt pwosesis fanm k'ap pile: Baze sou referans referans etabli apre fraisage vè k'ap manje kadav ak egzijans presizyon final yo, paramèt pi bon fanm k'ap pile yo te detèmine jan sa a:
1) Vitès wotasyon: Vitès koton pyès travay la se 5-8 r / min; vitès wou fanm k'ap pile se 1800-2000 r / min (vitès wou lineyè se 2289-2543 m / min).
2) Pousantaj manje: pousantaj manje ki graj fanm k'ap pile se 180-200 mm / min; fini fanm k'ap pile pousantaj manje se 50-80 mm / min.
3) Sik abiye wou: wou fanm k'ap pile a abiye apre chak 5-8 vè pou asire presizyon pwofil wou a.
(2) Manje kontwòl refwadisman: ekstrèm -presyon lwil oliv koupe ak yon viskozite nan 20-30 mm² / s nan 40 degre yo itilize kòm mwayen refwadisman an. Refwadisman fòse reyalize atravè yon ponp presyon wo-2 MPa ak yon pousantaj koule ki pi gran pase oswa egal a 50 L/min [7]. Sa a asire bon jan refwadisman nan zòn nan fanm k'ap pile ak efektivman retire chips fanm k'ap pile, anpeche obstrue grenn abrazif ki ta ka konpwomèt bon jan kalite D.
5.3 Verifikasyon Rezilta Manje
Enspeksyon lè l sèvi avèk yon tèstè wo -presizyon vè k'ap manje kadav konfime ke vè usinage ak fòm optimize -pwosesis fanm k'ap pile a reyalize yon presizyon dan pwofil ki estab nan klas IT7, yon sifas ki brutality (Ra) nan 0.2-0.4 μm, ak yon erè aliyman dan nan mwens pase oswa egal a 0.008 mm. Tan sik pwodiksyon an se 60-72 moso/èdtan, satisfè kondisyon pwosesis pou pwodiksyon an mas vè C-EPS. Pwofil abiye ak retansyon pwofil wou fanm k'ap pile a se pwen kontwòl kritik nan pwosesis fanm k'ap pile; nenpòt devyasyon nan pwofil la wou dirèkteman mennen nan erè twòp nan plon vè k'ap manje kadav la ak pwofil dan. Se poutèt sa, abiye wou ak enspeksyon yo dwe entèdi egzekite an akò ak kondisyon pwosesis.
6
Konklizyon
Papye sa a etabli yon gwo -efikasite, gwo-presizyon sistèm teknoloji fabrikasyon pou vè C-EPS atravè optimize pwosesis ak paramèt milti-, ki bay rezilta rechèch kle sa yo:
1) Konbinezon toubiyon (pou degrossaj/semi-fini) ak fanm k'ap pile fòm (pou fini) te idantifye kòm pwosesis fabrikasyon pi bon pou vè C-EPS. Konpare ak metòd tradisyonèl vire ak fanm k'ap pile, apwòch sa a ogmante efikasite pa 10-13 fwa, reyalize presizyon D 'IT7-klas, epi redwi depans pwodiksyon pa apeprè 40%.
2) Yo te pwopoze yon konplo amelyorasyon rèd ak yon estrateji blocage idwolik pou gwo -presizyon machin toubiyon CNC; mezi sa yo ogmante rèd estatik zouti machin nan a 250 N / μm ak redwi erè pozisyon blocage soti nan ± 0.1 mm a ± 0.03 mm.
3) Yo te devlope zouti YBG ultra-amann carbure (apwopriye pou vè asye alyaj) ak yon gwo -presyon (0.80-1.38 MPa) lè- sistèm refwadisman vapè dlo, ki pèmèt gwo -koupe vitès nan 300-400 m / min ak reyalize yon diminisyon nan sifas{9}. egal a 0.8 μm.
4) Fòm fanm k'ap pile pwosesis paramèt yo te optimize, etabli yon entèval abiye wou nan 5-8 pati. Post -broyage sifas brut te redwi a Ra 0.2-0.4 μm, ak plon erè te kenbe nan mwens pase oswa egal a 0.008 mm, satisfè egzijans presizyon ak estabilite pou pwodiksyon an mas.
Rechèch nan lavni ta ka entegre teknoloji entèlijans atifisyèl pou reyalize fabrikasyon entèlijan pou vè C-EPS: itilize sistèm vizyon machin pou kontwole mete zouti an tan reyèl-ak modèl aprantisaj pwofon pou ajiste dinamikman paramèt koupe yo; ak devlope algorithm konpansasyon erè tèmik pou zouti machin pou amelyore plis presizyon vè k'ap pile fanm k'ap pile nan klas IT6. Avansman sa yo ta bay sipò teknik pou R&D ak pwodiksyon pwodwi C-EPS segondè yo epi elaji aplikasyon pou mache yo.
