Машина за заравняване и почистване на разпределителни валове: интегрирана обработка за 66 секунди на 2 части с чистота под 3 mg

Общ преглед

Разпределителните валове имат два ключови участъка, където може да останат заострени ръбове от машинната обработка: ръбовете на отворите за смазка и профилите на кулачите. Тези участъци изискват различни подходи за отстраняване на заострените ръбове. Като компоненти, работещи при често циклично движение, разпределителните валове също изискват ефективно премахване на отпадъците от машинната обработка и замърсяванията от повърхностите им и вътрешните им канали за смазка.

Гъвкавата роботизирана машина за отстраняване на заострени ръбове и почистване на разпределителни валове интегрира процесите за отстраняване на заострени ръбове, високоналячно почистване и сушене в един автоматизиран цикъл. Системата е проектирана да обработва две части за 66 секунди при конфигурация А или за 78 секунди при конфигурации Б, В, Г и Д. Зададената обща степен на почистване е под 3 mg, с максимален размер на частиците 300 μm и напълно сух крайно състояние.

Ключови думи: машина за почистване на разпределителни валове, отстраняване на заострени ръбове от разпределителни валове, отстраняване на заострени ръбове от отворите за смазка, отстраняване на заострени ръбове от профилите на кулачите, високоналячно почистване на разпределителни валове, промишлено почистване, степен на почистване, размер на частиците

1. Къде се образуват заострените ръбове по разпределителния вал?

Разпределителният вал управлява моментите на отваряне и затваряне на клапаните чрез повтарящ се контакт между ками-издатините му и съответните толачки или ролки. Точността на профила и състоянието на повърхността на всяка кама-издатина директно влияят върху поведението при контакт и точността на работата на клапаните.

Разпределителните валове също съдържат вътрешни маслени канали, които подават смазка към шийките и други критични области. Зачупвания или свободни машинни отпадъци в тези канали могат да станат замърсители в смазочната система, ако не бъдат ефективно премахнати.

Две типични места за зачупвания изискват особено внимание.

1.1 Зачупвания по ръбовете на камите-издатини

Машинната обработка и шлифоването могат да оставят малки издадени ръбове или зачупвания около границите на камите-издатини. Те могат да повлияят върху локалните условия на контакт и да станат източник на свободно метално замърсяване.

Деканирането трябва да премахне нежеланите материали, като запази зададения профил на камерата и качеството на повърхността.

1.2 Зачупвания по ръбовете на маслените отвори

Сверленето може да остави метални заострени ръбове около отворите за маслото. Ако тези ръбове се отделят по време на последваща обработка или работа на двигателя, получените частици могат да влязат в смазъчната система и потенциално да повлияят на лагерните повърхности, лагерите и други компоненти.

Поради това премахването на заострените ръбове около отворите за масло е важно не само за качеството на ръба, но и за контролиране на остатъчното замърсяване в смазъчната система.

Тъй като геометрията и достъпността на ръбовете на кулачните куки и отворите за масло се различават, ефективното решение трябва да съответства на метода за премахване на заострените ръбове за всяка конкретна локация.

2. Интегриран процес: премахване на заострените ръбове, почистване и сушене

Гъвкавата роботизирана машина за премахване на заострените ръбове и почистване на разпределителни валове обединява няколко операции в една система. Интегрирането на тези процеси намалява междинното ръчно обслужване и помага да се ограничи риска от допълнителни механични въздействия или повторно замърсяване между работните станции.

Типичната последователност на процеса е:

Зареждане чрез портален робот → Премахване на заострените ръбове → Почистване под високо налягане → Сушене → Изпразване

Интегрираният процес включва три основни етапа.

Етап 1: Отстраняване на заострените ръбове

• Отстраняване на заострените ръбове от отворите за масло

• Отстраняване на заострените ръбове от ръбовете на ками

Етап 2: Почистване

• Почистване чрез високоналягано вкарване в маслените канали

• Пълно почистване на компонента

• Високоналягано почистване на външните повърхности

Етап 3: Сушене

• Издухване с въздух

• Сушка под вакуум

Последователността е от съществено значение. Отстраняването на заострените ръбове може да генерира метални фрагменти, които трябва да бъдат премахнати преди завършването на крайния етап на почистване. Ако тези фрагменти останат върху работната част или проникнат във вътрешните канали, крайният резултат от почистването може да бъде компрометиран.

Комбинирането на заравняване и почистване в една автоматизирана система помага да се установи контролирана последователност от премахване на заострени ръбове до окончателно премахване на замърсяванията и изсушаване.

3. Защо високонапреженото вмъкване при почистване е важно за маслените канали

Маслените канали на разпределителния вал могат да са тесни, дълбоки и труднодостъпни. Обикновеното външно пръскане за почистване може да не осигури достатъчно ефективно почистване в по-дълбоките участъци на вътрешния канал.

Високонапреженото вмъкване при почистване преодолява това ограничение, като вмъква тънък накрайник в масления канал и насочва почистващата течност по вътрешния път. Струята от течността помага да се отделят замърсяванията и да се изнесат стружките от обработката от канала.

Тази операция е особено важна след заравняването, когато метални фрагменти все още могат да останат около отворите за масло или в свързаните канали.

Общото почистване и външното почистване под високо налягане премахват замърсяванията от достъпните повърхности, но сами по себе си може да не осигуряват достатъчно покритие на дълбоките вътрешни канали. Затова почистването чрез вмъкване играе ключова роля за постигане на стабилни резултати от почистването, когато в изискванията за приемане са включени вътрешните маслени канали.

Окончателната конфигурация на накрайниците и параметрите за почистване трябва да се избират според диаметъра, дълбочината, геометрията на маслените отвори и изискваното ниво на чистота.

4. Основни технически спецификации

Следващите спецификации се основават на конфигурацията на гъвкавата роботизирана машина за заравняване на заострени ръбове и почистване на разпределителни валове, описана в публикуваната продуктова информация.

Подобно роботизирано гъвкаво решение за отстраняване на заострени ръбове и почистване под високо налягане беше доставено за приложения с разпределителни валове за леки автомобили през 2020 г. Цикловото време и критериите за приемане, специфични за модела, трябва да бъдат потвърдени спрямо действителната конфигурация на проекта.

Забележка за цикловото време: Указаните по-горе стойности се отнасят за две части, а не за отделна част. Действителната производителност на линията зависи от конфигурацията на машината, подредбата на приспособленията, последователността на натоварването и разтоварването, както и от процесните изисквания, специфични за проекта.

5. Разбиране на изискванията за чистота и размер на частиците

Определените граници за чистота и размер на частиците засягат два различни аспекта на остатъчното замърсяване.

5.1 Обща чистота под 3 mg

Общата чистота се отнася до общата маса на остатъчните замърсители, събрани и измерени според уговорения метод за изпитване на чистота.

Границата под 3 mg е изискващо изискване за компонент с вътрешни маслени канали и функционални контактни повърхности. Постигането ѝ зависи от ефективността на целия процес, а не само от финалната стадия на пране.

Интегрираният процес включва:

• Отстраняване на заострени ръбове за премахване на нежелани метални изпъкналости

• Чистене на маслените канали за отстраняване на вътрешно замърсяване

• Общо и външно чистене под високо налягане за премахване на достъпни остатъци

• Издухване с въздух и вакуумно сушене за контрол на остатъчната влага

Ефективността на филтрацията, състоянието на течността за чистене, чистотата на приспособленията и практиките за поддръжка също влияят върху възпроизводимостта. Тези фактори трябва да се контролират през цялото производство.

5.2 Максимален размер на частиците под 300 μm

Изискването за размер на частиците ограничава размерите на остатъчните частици, получени по време на изпитването за чистота.

За разпределителни валове контролът върху по-големите частици е особено важен, тъй като замърсителите могат да проникнат в системата за смазване. Въпреки това максимално допустимият размер на частиците и общата маса на остатъчното замърсяване са отделни критерии за приемане. Изпълнението на единия не означава автоматично съответствие с другия.

Методът за инспекция и потвърждение на чистотата трябва да определя местата за вземане на проби, процедурата за екстракция, метода за измерване на частиците и граничните стойности за приемане преди приемането на оборудването.

5.3 Напълно сухо след почистване

Остатъчната вода може да породи проблеми при съхранението и корозията, в зависимост от материала на компонента, състоянието на повърхността, продължителността на съхранението и изискванията към последващите процеси.

Издухването с въздух отстранява достъпната вода, докато вакуумното сушене може да помогне за отстраняване на влага от области, които са по-трудни за изсушаване. Съответните им функции трябва да бъдат оптимизирани, за да се постигне уговореното крайно изискване за сухота, без ненужно удължаване на цикъла.

Изискваното състояние на сушене трябва да се потвърждава чрез уговорен метод за инспекция, а не само чрез визуална оценка.

6. Как да изберете машина за заравяне и почистване на разпределителни валове

6.1 Потвърждаване на асортимента продукти и конфигурацията на машината

Конфигурациите A и B/C/D/E имат различни декларирани времена на цикъл. Преди избора на машина предоставете пълен списък с модели разпределителни валове, очаквания обем на производството и честотата на промяната на моделите.

Тази информация помага при определяне на подходящата конфигурация на оборудването, инструментите и производствената подредба.

6.2 Преглед на геометрията на маслените канали

Диаметърът, дълбочината, посоката и вътрешната геометрия на маслените отвори определят достъпността и изискванията към движението на насадките за почистване чрез вмъкване.

Чертежите или представителните работни заготовки трябва да бъдат прегледани, за да се установи дали дюзата може да достигне до необходимите области и да отстрани ефективно замърсяванията.

6.3 Идентифициране на всички места за отстраняване на заострени ръбове

Ръбовете на маслените отвори и границите на ками са чести места за отстраняване на заострени ръбове, но действителните изисквания зависят от конструкцията на компонента и последователността на машинната обработка.

Допълнителните места, склонни към образуване на заострени ръбове, трябва да бъдат идентифицирани по време на техническата оценка, за да могат процесите за отстраняване на заострени ръбове и почистване да бъдат проектирани въз основа на цялата работна заготовка.

6.4 Дефиниране на критериите за чистота и приемливи размери на частиците

Уточнете необходимата обща маса на остатъчното замърсяване, максималния размер на частиците, местата за вземане на проби и метода за изпитване.

Ясните критерии за приемане помагат при определяне на необходимите стадии на почистване, подредбата на филтрацията и процедурата за валидация.

6.5 Вземане предвид на последващата обработка и корозионната защита

Ако след почистването разпределителният вал премине към нанасяне на покритие, сглобяване, корозионна защита или складиране, тези изисквания трябва да се вземат предвид при планирането на оборудването.

Финалният процес трябва да осигурява необходимото състояние на повърхността, сухота и контрол върху замърсяването за следващата производствена стъпка.

Big Bird Industrial предлага конфигурации на машини за отстраняване на заешини и почистване на разпределителни валове в моделния диапазон A–E. Окончателният избор трябва да се базира на действителното семейство работни части, геометрията на маслените канали, такта на производството и изискванията за чистота.

Често задавани въпроси

В1. Защо разпределителният вал има нужда и от отстраняване на заешини, и от почистване?

Отстраняването на заешини и почистването решават различни проблеми.

Отстраняването на заешини премахва нежеланите метални израстъци от ръбовете на маслените отвори и границите на ками. Пochистването премахва свободните стружки, маслото и другите отпадъци, които се образуват по време на машинната обработка и отстраняването на заешини.

Операциите трябва да се извършват в правилна последователност: след отстраняването на заострените ръбове трябва да последва ефективно почистване, за да не останат фрагментите, получени при това отстраняване, върху готовата детайла.

Въпрос 2. Защо се използва вмъкване за почистване на маслените канали на разпределителния вал?

Маслените канали могат да са твърде тесни или дълбоки, за да осигурят адекватно почистващо действие по цялата вътрешна дължина при конвенционално външно пръскане.

Почистването чрез вмъкване включва вкарване на дюза в канала и насочване на почистващата течност към вътрешните повърхности. Това помага да се отделят и изнесат остатъците, които иначе биха останали в недостъпни области.

Конструкцията на дюзата и параметрите за почистване трябва да съответстват на действителната геометрия на канала и на изискванията за приемане.

Въпрос 3. Какво е времето за един цикъл на целия процес?

Указаното време за един цикъл е 66 секунди за две части при конфигурация А и 78 секунди за две части при конфигурациите Б, В, Г и Д.

Тези цифри се основават на двучастно обработващо устройство. Те не трябва да се бъркат с цикълното време за едночастна обработка. Крайната производствена мощност зависи от избраната конфигурация, зареждането и разтоварването, инструментите и проектно-специфичните технологични условия.

Въпрос 4. Как се постига чистота под 3 mg?

Целта зависи от интегрираните процеси за отстраняване на заешини, почистване и сушене.

Почистването на маслените канали е насочено към вътрешно замърсяване, докато общото и външното почистване под високо налягане обхваща достъпните повърхности. Отдухването с въздух и вакуумното сушене контролират остатъчната влага. Филтрирането, управлението на течности и поддръжката на приспособленията помагат за стабилност на процеса с течение на времето.

Резултатът трябва да се потвърди чрез уговорения метод за екстракция и измерване на чистотата върху репрезентативни серийни части.

Въпрос 5. Може ли една машина да обработва различни модели разпределителни валове?

Гъвкава роботизирана система може да се конфигурира за множество модели на обработвани детайли, като се имат предвид механичният обхват на машината, инструментите, достъпът до дюзата и контролни възможности.

Необходимият обхват от модели, честотата на промяна и обемът на производството трябва да се анализират по време на планирането на проекта. Оценката модел по модел помага да се установи дали една конфигурация е подходяща или дали са необходими различни инструменти или конфигурации на оборудването.

Заключение

Производството на разпределителни валове изисква ефективен контрол върху заострените ръбове и остатъчното замърсяване както по ръбовете на маслените отвори, така и по границите на ками. Интегрирането на процесите за заравняване на заострените ръбове, високонапрежено почистване, почистване на вътрешните маслени канали и сушене в една автоматизирана система може да намали междинното обслужване и да подпомогне по-последователно качество на компонентите.

Машината за гъвкаво роботизирано заравняване и почистване на разпределителни валове осигурява декларирано време на цикъл от 66 секунди за две части при конфигурация А и 78 секунди за две части при конфигурации B/C/D/E, с обща чистота под 3 mg и максимален размер на частиците под 300 μm.

Big Bird Industrial, предишно Harbin Shimada Big Bird Industrial Co., Ltd., предоставя промишлени решения за почистване и процеси в автомобилното производство. При проекти за разпределителни валове изборът на оборудване трябва да се основава на геометрията на детайлите, местата за заравняване, изискванията към маслените канали, производствената мощност и валидираните критерии за чистота.