Nokkelaks-avfelling og rengjøring: 66 sekunder for to deler ved 3 mg

Oversikt

En kamaksel er en lang, slank akse med en rekke lobeprofiler som er slipt til en nøyaktighet målt i hundredeler av en millimeter. Etter boring er den også en komponent med oljehull som krysser leiestedene og avfasing som ligger nøyaktig der oljen må strømme.

Avfasing av den er derfor et annet problem enn avfasing av en blokk eller et hus. Avfasningen er liten, men overflaten ved siden av den er den ferdige profilen, og en børste eller et skjæreverktøy som fjerner avfasningen mens det berører loben, har skapt en utskiftet del. Rensingen er også et annet problem, fordi oljehullene er små og aksen ikke kan fylles med væske fra utsiden.

Cellen beskrevet her utfører begge operasjonene i én innkapsling på 66 sekunder for to deler, og holder delen på eller under 3 mg. Big Bird Industrial (tidligere Shimada Big Bird Industrial) har bygget rengjørings- og avfugingsanlegg for bilens drivlinjekomponenter siden 2001, og konfigurasjonen følger produksjonslinjer for kamakser i stedet for en laboratorieoppstilling.

1. Hva gjør en kamaksel annerledes

To egenskaper skiller en kamaksel fra andre avfugingsoppgaver: den er slank, og dens funksjonelle overflate er vanskelig å nå uten å berøre den.

En slank del som bøyer seg

En kamaksel som støttes i begge ender bøyer seg under sin egen vekt og under enhver klemmekraft. Dette er viktig fordi avfuging krever kontakt, og kontakt på en slank akse endrer den geometrien den ble slipt til. Å støtte den på mer enn to punkter og bruke verktøy med kontrollert kraft i stedet for kun posisjonskontroll er det som holder profilen intakt.

Profilen er referansen

På en blokk er overflaten ved siden av en kantstripe vanligvis en generell støpeflate med generøse toleranser. På en kamaksel er overflaten ved siden av kantstripa kammen, og kammen er grunnen til at delen eksisterer. Hver avfellingmetode må vurderes ut fra om den kan fjerne materiale fra kanten uten å endre den tilstøtende overflaten.

2. Hvor kantstripene faktisk befinner seg

Kamakselskantstripene er konsentrert på et lite antall steder, og hvert sted krever en annen behandlingsmetode.

Oljeborhullskrysninger

Hvert boret oljeull muner ut i en leiestelle eller en kamsideflate, og utgangskanten har en kantstripe på innsiden av hullet. Denne kantstripa er den mest skadelige på delen, fordi den brister løs i oljestrømmen og når en leieoverflate. Den er også vanskeligst å nå, fordi den ligger inne i et hull som kanskje bare er noen få millimeter i diameter.

Kamkanter og nøkkelrender

Sidekantene på en slipeskive har en fin kantfase fra sliping, og en nøkkelrinne eller et tannhjulregister har en tykkere kantfase fra fresing. Den fine kantfasen kan fjernes med en børste; den tykkere krever et verktøy, og verktøyet må nærme seg kanten fra en retning som ikke berører sidekanten.

3. Avfelling uten å berøre profilen

Metoden må fjerne materiale fra en kant samtidig som den tilstøtende flaten forblir uendret, og på en kamaksel er disse to flatene bare millimeter fra hverandre.

Kraftstyring i stedet for posisjonsstyring

En robot som styres til en bestemt posisjon vil presse en børste inn i kamloven med en kraft som avhenger av posisjonsfeilen. En robot med kraftstyring følger kanten med en definert kontaktkraft, slik at børsten holder seg på kanten uavhengig av hvor den slipeflate faktisk befinner seg. På en tynn del er dette forskjellen mellom en avfelt kamaksel og en kassert kamaksel.

Våt avfelling i samme celle

Avfelling inne i rensecellen, der prosessen skjer under væske, fanger opp fragmentene i væsken i stedet for å slippe dem ut i luften. Dette er viktigere for en kamaksel enn for en motorblokk, fordi fragmentene er svært fine og oljeåpningene ligger nær der børsten arbeider.

4. Rensing av oljeåpninger

Et kamaksolje-hull er lite, ofte skråstilt og åpner ut på en overflate som må forbli ren. Å spraye aksen fra utsiden våter den uten å skylle ut hullene.

Å skylle gjennom hullet

Den effektive metoden er å tilføre væske inn i hullet slik at den strømmer ut gjennom utgangen og med seg bort metallspårene. Dette krever en dyse som tettes mot inngangen, eller en stang som går inn i hullet, samt tilstrekkelig trykk for å bevege et metallspår langs veggen i et smalt hull.

Hvorfor rekkefølgen er viktig

Å skylle før avburving er bortkastet arbeid, siden avburvingen skaper metallspårene. Å skylle etter avburving men før skylling lar metallspårene ligge igjen i oljehullet inntil skyllingen fortynner dem. Den riktige rekkefølgen er: avburve, skyll gjennom, skyll, tørk – der skylling gjennom utføres med separat filtrert væske, slik at forrige dels rester ikke returneres.

5. Den todelte syklusen på 66 sekunder

Cellen kjører to kamaksel per syklus i 66 sekunder og holder delen på eller under 3 mg. To deler per syklus er ikke en tilfeldighet knyttet til maskinstørrelsen: det balanserer avburings-tiden mot rengjørings-tiden, slik at ingen av de to stadiene må vente på det andre.

Hvorfor paringsløsning fungerer på en slank del

En kamaksel opptar lite volum i forhold til lengden sin, så en kammerstørrelse som er dimensjonert for én aksel er for det meste tom. Å laste inn to akser, støttet ved endene og adskilt, utnytter dette volumet uten å øke kammerstørrelsen, noe som forbedrer gjennomstrømningen per enhet av omslutning i stedet for per enhet energi.

Hva bestemmer de 66 sekundene

Syklustiden er bestemt av avburingsbevegelsen, ikke av vasken. Et børsteprogram som følger flere lopper og flere oljeutløp på to akser er langt, og vaskestadiene er kortere enn avburingsstadiet. Denne fordelingen er grunnen til at en kamaksel-celle ser annerledes ut enn en kasse-celle, der vasken dominerer.

6. Verifikasjon

Verifikasjon av en kamaksel har to deler som ofte forveksles: kantutstikk og renhet. En del kan være fri for kantutstikk, men likevel ikke oppfylle massebegrensningen, fordi fragmenter fra kantutstikkbehandling fortsatt befinner seg inne i oljehullet. En del kan oppfylle massebegrensningen, men likevel ha et kantutstikk som vil brytes løs senere.

Den praktiske verifikasjonen er en visuell sjekk av de angitte kantene under forstørrelse, kombinert med en måling av oljehullenes indre som bekrefter at gjennomstrømming er tilfredsstillende. Å sjekke bare utsiden av akselen tester overflaten som kunden aldri vil se. På en kamaksel utføres de to sjekkene også på ulike tidspunkter: kantsjekken kan utføres på den første delen av et parti, mens gjennomstrømmingssjekken er en prøve fra midten og slutten av partiet, fordi en børste som slites ned under partiet endrer hva som når inn i hullene.

Ofte stilte spørsmål

Kan kamakslar rengjøres fra kantutstikk i samme maskin som sylindriske blokker?

Sjelden i samme syklus. En blokkcelle bruker høyt trykk og stor strømningshastighet på en tung del, mens en kamaksel krever kraftstyrte verktøy på en slank del. De kan dele bygningen og en filtrasjonsfilosofi, men ikke en kammer.

Hvordan beskyttes lobbene mot børsten?

Ved å styre kontaktkraften i stedet for posisjonen, og ved å velge en børste med tilstrekkelig lav stivhet til å ikke etterlate merker på en slipeoverflate ved den aktuelle kraften. De to innstillingene velges sammen.

Er 3 mg realistisk for en del av denne lengden?

Det er realistisk når oljeåpningene skylles i stedet for sprøytes, og når skyllingskretsen holdes adskilt. De fleste feilene på kamaksler skyldes åpningene, ikke ytteroverflaten.

Hva begrenser sykeltiden?

Avfugningsprogrammet. Å følge flere lobber og flere hullutganger med et styrt verktøy tar lengre tid enn å vaske den samme delen, noe som er motsatt av en boliglinje.

Konklusjon

En kamaksel blir avfaset mot en ferdig overflate i stedet for en rå overflate, og det er dette som begrenser metoden. Verktøy med kraftstyring, våt drift og spølning gjennom hver smørekanal er de tre avgjørelsene som gjør at en kombinert celle fungerer.

Spesifikasjonen bør navngi kantene som skal avfases, smørekanalene som skal spøles, renhetsgrensen og syklusenheten. En kamakselcelle som er anslått til to deler per syklus på 66 sekunder er bare sammenlignbar når det andre tallet oppgis sammen med det første. Det samme gjelder en celle som er anslått til tre milligram, fordi området som dette tallet gjelder for er like viktig som selve verdien. Et tall som er målt på akselens ytre beskriver en annen del enn ett som er målt inne i smørekanalene.