Гъвкава машина за заравняване на цилиндрични глави: интегрирано роботизирано заравняване и почистване

Общ преглед

След леенето и машинната обработка цилиндровите глави на двигателите могат да запазят метални заострени ръбове около впускните и изпускателните отвори, маслените канали, отворите на водната рубашка, ръбовете на камерите за горене и резбованите отвори. Ако тези заострени ръбове не бъдат достатъчно премахнати, отделените частици могат да попаднат в маслените канали или в контактните повърхности по време на работа на двигателя, което потенциално може да доведе до драскотини и аномално износване.

Гъвкавото решение за отстраняване на заострените ръбове от цилиндровите глави на Big Bird Industrial използва роботизирано движение на инструмента за премахване на заострените ръбове и интегрира почистването в същото оборудване. Като комбинира методи за отстраняване на заострените ръбове, специфични за приложението, с последващ процес на почистване, системата може да бъде конфигурирана за интеграция в производствена линия или за самостоятелна работа, което помага на производителите да подобрят последователността на процеса и да намалят междинното обслужване.

1. Защо цилиндровите глави изискват отстраняване на заострените ръбове

Главите на цилиндрите преминават през множество производствени операции, включително фрезоване, свредене и разширяване. Тези процеси могат да оставят заострени ръбове около отворите на клапанните канали, маслените канали, отворите на водната рубашка, ръбовете на горивната камера и резбовите отвори.

По време на работа на двигателя вибрациите и потокът на течност може да предизвикат отделянето на недостатъчно прикрепени заострени ръбове или остатъчни частици. Ако попаднат в маслените канали или достигнат повърхностите на движещ се контакт, те могат да допринесат за запушване на масления поток, драскания по цилиндъра или аномално износване на компонентите.

Заострените ръбове също могат да попречат на позиционирането при сглобяване и на уплътнителните повърхности. Поради тази причина производството на глави на цилиндри изисква контролирано отстраняване на заострените ръбове, за да се премахне нежеланата материя, като се запази геометрията и състоянието на повърхността на функционалните елементи.

С увеличаване на обемите на производството ръчното отстраняване на заострени ръбове може да стане трудно за стандартизиране между различните оператори и смени. Роботизираното отстраняване на заострени ръбове осигурява програмируем подход към повтарящите се процеси, като траекториите на инструментите и параметрите на процеса се разработват специално за конкретния дизайн на главата на цилиндъра.

2. Предимства на гъвкавото роботизирано отстраняване на заострени ръбове

Гъвкаво движение на инструмента

Роботът може да следва програмирани траектории по контура на обработваната част и да достига до различни елементи от различни посоки. Тази гъвкавост е полезна при глави на цилиндри с множество отвори, канали и геометрия на ръбовете.

Последователно изпълнение на процеса

След валидиране програмираните траектории помагат за стандартизиране на движението на инструмента и последователността на обработката между отделните части. Подходящият подбор на инструменти и контрол на процеса могат да намалят вариациите, свързани с ръчната обработка, включително пропуснати заострени ръбове и излишно отстраняване на материал.

Интегрирано заостряне и почистване

Отстраняването на заострени ръбове може да води до образуване на метални стружки и откъснати частици. Интегрирането на почистваща операция след отстраняването на заострени ръбове помага за премахване на тези остатъци, преди детайлът да премине към следващата производствена фаза.

Комбинирането на двете операции в една система може да намали прехвърлянията между отделни работни места, да съкрати времето за междинно изчакване и да помогне за ограничаване на риска от повторно замърсяване по време на работа с детайла.

Адаптивност и поддръжка

Модуларното разположение на оборудването и програмируемата управляваща система могат да подпомогнат адаптирането на процеса и поддръжката му. Практичните предимства зависят от конфигурацията на машината, подредбата на инструментите, конструкцията на приспособленията и обхвата от варианти на детайли, които трябва да се обработват.

3. Методи за отстраняване на заострени ръбове и тяхното приложение

Различните местоположения и характеристики на заострените ръбове може да изискват различни методи за премахването им. Окончателният процес може да комбинира четки, режещи инструменти и вода под високо налягане, като се взема предвид геометрията на детайла и изискваното състояние на ръба.

Отстраняване на заостреностите с четка

Формованите четки се използват за обработка на избрани отвори, ръбове и подобни елементи. Отстраняването на заострени ръбове с четка осигурява относително гъвкав контакт и може да е подходящо за приложения, при които се изисква контролирано финиране на ръбовете.

Типът четка, геометрията ѝ, ъгловата скорост и условията на контакт трябва да се избират според характеристиките на заострените ръбове и изискванията към повърхностната шлифовка.

Отстраняване на заострени ръбове с режещ инструмент

Специализираните резачи за отстраняване на заострени ръбове механично премахват заострените ръбове от избрани места. Този метод може да е подходящ за по-твърди или по-добре дефинирани заострени ръбове, които изискват директно рязане.

Геометрията на инструмента, режещите параметри и програмираните траектории трябва да бъдат валидирани, за да се избегне прекомерно премахване на материал или повреждане на машинираните повърхности.

Отстраняване на заострени ръбове с вода под високо налягане

Високонапрежени водни струи прилагат хидравлична сила за премахване на подходящи застрани и остатъци. В зависимост от характеристиките на застрани и условията за достъп този метод може да се окаже полезен за вътрешни кухини и сложни повърхности, които е трудно да се достигнат с конвенционални инструменти.

Ефективността му зависи от фактори като налягане, геометрия на дюзата, посока на струята, воден поток и механичните свойства на застрани.

Комбинирани процеси за премахване на застрани

За цилиндрови глави с разнообразни местоположения на застрани комбинация от четка, режещ инструмент и процес с високонапрежена вода може да осигури по-широк обхват в сравнение с единичен метод.

Последователността на процеса трябва да се разработи според действителното разпределение на застрани, достъпността на инструментите и изискванията за качество. Репрезентативни пробни обработки на работни заготовки помагат да се определи най-подходящата комбинация.

4. Приложения и интеграция в производството

Гъвкавата машина за заравняване на ръбовете на цилиндровата глава е предназначена за комбинирани операции по заравняване на ръбовете и почистване на цилиндрови глави на двигатели. В зависимост от конфигурацията на оборудването може да се интегрира в линия за масово производство или да се използва като самостоятелна работна станция.

Типични приложения включват:

• Заравняване на ръбовете около отворите на впускателните и изпускателните клапани

• Довършаване на ръбовете около отворите на маслените канали и водната рубашка

• Заравняване на избрани механично обработени ръбове и области около резбовани отвори

• Премахване на заострени ръбове от ръбовете на камерата за горене

• Почистване на метални стружки и остатъци от машинна обработка след заравняването на ръбовете

За производство, при което се обработват няколко модела цилиндрови глави, специфични за всеки модел програми и подходящи приспособления могат да подпомогнат превключването между модели. Съвместимостта зависи от разликите в геометрията на детайлите, местоположението на заострените ръбове, достъпа на инструментите и изискванията за обработката.

Цикълното време и интеграцията в производствената линия трябва да бъдат потвърдени спрямо тактовото време на производството на клиента, метода за зареждане и разтоварване, както и изискванията на последващите процеси.

Често задавани въпроси

Въпрос 1: Как да се избере между четка за отстраняване на заострени ръбове и режещ инструмент за отстраняване на заострени ръбове?

Отстраняването на заострени ръбове с четка е подходящо за определени ръбове и отвори, където е предимство гъвкавият контакт и контролираната финишна обработка. Режещите инструменти могат да са по-подходящи за по-твърди или добре дефинирани заострени ръбове, които изискват директно механично премахване. Изборът зависи от геометрията на заострените ръбове, материала, изискванията към повърхностната обработка и риска от засягане на съседни машинирани елементи. Комбинирането на методите може да е уместно, когато детайлът има различни типове заострени ръбове.

Въпрос 2: Защо е необходимо почистване след отстраняването на заострени ръбове от цилиндровата глава?

Отстраняването на заострени ръбове може да генерира метални стружки и откъснати частици, докато остатъците от машинната обработка може да останат върху детайла. Етапът на почистване след тази операция помага за премахването на тези замърсявания преди сглобяването или следващата производствена операция. Интегрирането на отстраняването на заострени ръбове и почистването може да намали междинното обслужване, въпреки че крайната чистота все още трябва да бъде проверена според зададените критерии за приемане.

Въпрос 3: Как се осигурява последователността при роботизираното заравняване?

Последователността зависи от валидирани роботни траектории, подходящ избор на инструменти, контролирани технологични параметри и надеждно позициониране на обработваните детайли. В зависимост от приложението могат да се използват офлайн програмиране, програмиране чрез обучение (teach-in), плаващи инструменти или контрол на силата, за да се компенсира геометричната вариация и да се регулира контактът между инструмента и детайла. Необходимата конфигурация трябва да бъде потвърдена за конкретната машина.

Въпрос 4: Подходяща ли е машината за серийно производство?

Системата може да бъде конфигурирана като автоматизирана станция в производствена линия или като самостоятелна машина. Пригодността ѝ за серийно производство зависи от необходимото време за цикъл, броя на варианти на обработваните детайли, начините за зареждане и разтоварване, живота на инструментите, ефективността на почистването и интеграцията със съседните операции.

Заключение

Последователното заравняване на цилиндровата глава е важно за премахване на стружките, възникнали при машинната обработка, като се запазват функционалните повърхности и качеството на двигателя в по-нататъшните етапи. Гъвкава роботизирана система може да комбинира заравняване с четка, заравняване с режещ инструмент и обработка с вода под високо налягане според геометрията и характеристиките на детайла.

Чрез интегриране на заравняването с почистването производителите могат да намалят междинното обслужване и да премахнат остатъците от обработката преди следващия производствен етап. Окончателният избор на процес трябва да се основава на тестове с представителни детайли, потвърдено качество на заравняването, изискванията за чистота и тактовото време на производствената линия.

Big Bird Industrial, порано Harbin Shimada Big Bird Industrial Co., Ltd., предоставя промишлени почистващи системи и автоматизирани технологични оборудвания за автомобилни компоненти и приложения в прецизното производство. Конфигурацията на оборудването може да се адаптира според дизайна на цилиндровата глава, разпределението на стружките и производствените изисквания.