Flexible robotergestützte Nockenwellen-Entgrat- und Reinigungsmaschine: Integrierte Entgrat- und Hochdruckreinigungslösung

Übersicht

Verbleibende Grate im Bereich der Nockenwellen-Ölbohrungen und der Nockenlaufflächen können während des Motorbetriebs die Stößel und Lagerflächen beschädigen, was den Verschleiß beschleunigt und möglicherweise die Lebensdauer der Ventilsteuerung beeinträchtigt.

Die flexible robotergestützte Nockenwellen-Entgrat- und -Reinigungsmaschine von Big Bird Industrial integriert das Entgraten von Ölbohrungen, das Entgraten der Kanten an den Nockenlaufflächen, die Hochdruckreinigung innerer Bohrungen sowie die Gesamtreinigung der Komponente in ein automatisiertes System. Die Lösung ist darauf ausgelegt, eine Gesamtreinheit von weniger als 3 mg zu erreichen und die Partikelgröße unter 300 μm zu halten.

Durch die Kombination von Entgraten und Präzisionsreinigung innerhalb eines automatisierten Prozesses bietet das System eine integrierte Lösung für Nockenwellen-Fertigungslinien, die in Personenkraftwagen und Nutzfahrzeugen eingesetzt werden.

Warum ist das Entgraten von Nockenwellen notwendig?

Die Nockenwelle ist ein kritisches Bauteil des Ventiltriebs eines Motors. Die Nocken laufen direkt auf den Stößeln auf, während die Öllöcher die Lagerzapfen und Nockenflächen schmieren.

Nach der Bearbeitung können Grate an den Öllöchern sowie entlang der Kanten der Nocken verbleiben. Werden diese Grate nicht wirksam entfernt, können sie während des Betriebs abbrechen, in das Schmiersystem gelangen oder direkten Kontaktschaden verursachen. Dadurch kann der Verschleiß der Stößel und Lagerflächen beschleunigt werden; zudem können ungewöhnliche Geräusche im Ventiltrieb oder Ausfälle von Komponenten auftreten.

Nockenwellen sind ebenfalls lange, schlanke Komponenten mit mehreren Entgratungsstellen und engen Maßtoleranzen. Eine manuelle Entgratung ist schwer zu standardisieren und kann zu inkonsistenter Verarbeitungsqualität führen. Die automatisierte robotergestützte Entgratung bietet konsistentere Werkzeugwege und bessere Prozesskontrolle für die Serienfertigung.

Integrierter Entgratungs- und Reinigungsprozess für Nockenwellen

Das System kombiniert mehrere Prozesse zu einer automatisierten Fertigungssequenz:

1. Automatisches Be- und Entladen

Ein Portalroboter übernimmt das automatische Ein- und Auslagern der Nockenwellen in bzw. aus der Bearbeitungsstation, wodurch manuelle Handhabung reduziert und die Fertigungskonsistenz verbessert wird.

2. Entgratung der Ölbohrungen

Das System führt eine automatisierte Entgratung der Ölbohrungen entlang der Nockenwelle durch und entfernt dabei Grat um die Bohrungsöffnungen.

3. Entgratung der Nockenlappen-Kanten

Das Robotersystem folgt der vorgegebenen Kontur entlang der Kanten der Nockenlappen, um Bearbeitungsgrate zu entfernen und gleichzeitig das geforderte Oberflächenprofil einzuhalten.

4. Hochdruck-Innenreinigung der Ölbohrungen

Eine Hochdruckdüse wird in die Öllöcher eingeführt, um die inneren Kanäle zu reinigen und Bearbeitungsspäne sowie Restschmutz zu entfernen.

5. Gesamtreinigung der Komponente

Der Reinigungsprozess umfasst die Nockenwellenlagerstellen, die Nockenflankenoberflächen und andere externe Bereiche, um verbliebene Verunreinigungen zu entfernen.

6. Hochdruck-Reinigung der Außenflächen

Wichtige Außenflächen werden gezielt mit Hochdruck gereinigt, um die Entfernung von Bearbeitungsrückständen und Partikeln zu verbessern.

7. Trocknung

Das System kombiniert Luftabblasen und Vakuumtrocknung, um Restfeuchte zu entfernen und die Komponente vor dem nächsten Fertigungsschritt vollständig zu trocknen.

Schlüsseltechnische Parameter

Produktionszykluszeit

Konfiguriert entsprechend dem Maschinenmodell, einschließlich:

• Modell A: 66 Sekunden / 2 Stück
• Modelle B/C/D/E: 78 Sekunden / 2 Stück

Gesamtreinheit: Weniger als 3 mg

Partikelgröße: Unter 300 μm

Trocknen: Vollständige Trocknung

Laden und Entladen: Automatischer Portalkranroboter

Die tatsächliche Konfiguration und der Produktionszyklus können an das Nockenwellenmodell, die Produktionsanforderungen und die Linienkonfiguration angepasst werden.

Warum Deburring und Reinigung in einem System kombinieren?

Nockenwellen erfordern eine präzise Bearbeitung und eine kontrollierte Oberflächenqualität. Eine konventionelle Produktionsanlage verwendet möglicherweise separate Entgrat- und Reinigungsmaschinen, wobei das Werkstück zwischen verschiedenen Stationen transferiert werden muss.

Mehrere Transfers können mehrere potenzielle Probleme verursachen, darunter:

• Zusätzliche Handlingszeit
• Risiko einer Kollision oder Oberflächenschädigung des Werkstücks
• Sekundäre Kontamination
• Zusätzliche Material-Transfer-Ausrüstung
• Kompliziertere Koordination der Fertigungslinie

Eine integrierte Entgrat- und Reinigungslösung führt Entgraten der Ölbohrungen, Entgraten der Nockenflanken, Hochdruck-Innenreinigung sowie Gesamtreinigung innerhalb desselben automatisierten Fertigungsablaufs durch.

Dadurch werden unnötige Transfers reduziert, während die Prozesskonsistenz und die Produktionseffizienz verbessert werden.

Für die Herstellung von Nockenwellen für Personenkraftwagen und Nutzfahrzeuge bietet der integrierte Ansatz eine praktikable Lösung zur Kombination von Bearbeitungsrückstandsentfernung, Gratkontrolle, Präzisionsreinigung und automatisiertem Materialhandling.

FAQ

Warum ist das Entgraten der Ölbohrungen bei Nockenwellen wichtig?

Grate an den Öffnungen der Ölbohrungen können sich lösen und in das Schmiersystem gelangen. Diese Partikel können Lagerflächen oder Stößel beschädigen und sich negativ auf Lebensdauer und Zuverlässigkeit des Ventiltriebs auswirken. Daher stellt das Entgraten der Ölbohrungen einen wichtigen Prozess in der Nockenwellenfertigung dar.

Was ist der Unterschied zwischen Hochdruck-Reinigung von Innengewinden und herkömmlicher Sprühreinigung?

Die herkömmliche Sprühreinigung richtet sich vorrangig auf zugängliche Außenflächen, während die Hochdruck-Reinigung von Innengewinden eine Düse in das Öloch einführt, um den inneren Kanal direkt zu reinigen.

Der Hochdruck-Wasserstrahl entfernt Bearbeitungsspäne und Verunreinigungen von der Lochwand und dem inneren Kanal und erreicht damit Bereiche, die durch herkömmliche externe Sprühreinigung möglicherweise nicht wirksam bearbeitet werden können.

Was bedeutet ein gesamter Reinheitsgrad von weniger als 3 mg?

Eine gesamte Reinheitsanforderung von weniger als 3 mg stellt ein strenges Produktionsreinheitsziel für präzise Motorkomponenten dar. Die Erreichung und Aufrechterhaltung dieses Niveaus erfordert eine stabile Abstimmung zwischen dem Entgratungsprozess und mehreren Reinigungsstufen.

Solche Anforderungen sind insbesondere bei der Großserienfertigung präziser Nockenwellen für Pkw- und Nutzfahrzeuganwendungen relevant.

Kann die Maschine mehrere Nockenwellenmodelle verarbeiten?

Ja. Das System kann mit unterschiedlichen Entgrat- und Reinigungsprogrammen entsprechend dem Nockenwellenmodell konfiguriert werden.

Konfigurationen wie die Modelle A, B, C, D und E können mit entsprechenden Prozessprogrammen ausgestattet werden, während das automatische Portalkran-Handhabungssystem automatisiertes Beladen und Entladen für die Mehrmodellfertigung unterstützt.

Dadurch können verschiedene Nockenwellenvarianten in einer flexiblen Produktionsumgebung verarbeitet werden.

Fazit

Die flexible robotergestützte Nockenwellen-Entgrat- und Reinigungsmaschine von Big Bird Industrial integriert robotergestütztes Entgraten, Hochdruck-Innenbohrungsreinigung, Gesamtreinigung, Hochdruck-Außenreinigung und Trocknung in eine einzige automatisierte Produktionssolution.

Mit einem Gesamtreinheitsziel von weniger als 3 mg und einer Partikelgröße unter 300 μm ist das System darauf ausgelegt, die Anforderungen an Reinheit und Prozesskonsistenz bei der präzisen Nockenwellenfertigung zu erfüllen.

Der integrierte Prozess reduziert Werkstücktransfers und Risiken einer sekundären Kontamination und bietet gleichzeitig eine flexible Lösung für automatisierte Nockenwellenfertigungslinien.