Máy làm sạch và loại bỏ ba via trục cam: Xử lý tích hợp với thời gian 66 giây cho mỗi 2 chi tiết và độ sạch dưới 3 mg

Tổng Quan

Trục cam có hai khu vực chính nơi ba via gia công có thể còn sót lại: mép lỗ dẫn dầu và hình dạng đỉnh cam. Những khu vực này đòi hỏi các phương pháp gọt ba via khác nhau. Là các chi tiết hoạt động dưới chuyển động tuần hoàn thường xuyên, trục cam cũng yêu cầu loại bỏ hiệu quả mảnh vụn gia công và các chất gây nhiễm bẩn khỏi bề mặt cũng như các đường dẫn dầu bên trong.

Máy gọt ba via và làm sạch trục cam linh hoạt sử dụng robot tích hợp ba công đoạn — gọt ba via, làm sạch bằng áp lực cao và sấy khô — thành một quy trình tự động hóa. Hệ thống được thiết kế để xử lý hai chi tiết trong 66 giây ở cấu hình A, hoặc 78 giây ở các cấu hình B, C, D và E. Độ sạch tổng thể theo thông số kỹ thuật dưới 3 mg, kích thước hạt tối đa 300 μm và điều kiện cuối cùng hoàn toàn khô.

Từ khóa: máy làm sạch trục cam, gọt ba via trục cam, gọt ba via lỗ dẫn dầu, gọt ba via đỉnh cam, làm sạch trục cam bằng áp lực cao, làm sạch công nghiệp, độ sạch, kích thước hạt

1. Ba via xuất hiện ở đâu trên trục cam?

Trục cam điều khiển thời điểm mở van thông qua sự tiếp xúc lặp đi lặp lại giữa các gờ cam và các con đội hoặc con lăn tương ứng. Độ chính xác của hình dạng và tình trạng bề mặt của mỗi gờ cam ảnh hưởng trực tiếp đến hành vi tiếp xúc và độ chính xác của hoạt động van.

Trục cam cũng chứa các đường dẫn dầu bên trong để cung cấp chất bôi trơn tới các cổ trục và các khu vực quan trọng khác. Các ba via hoặc mảnh vụn gia công còn sót lại trong các đường dẫn này có thể trở thành tạp chất trong hệ thống bôi trơn nếu không được loại bỏ hiệu quả.

Hai vị trí ba via điển hình cần đặc biệt chú ý.

1.1 Ba via dọc theo mép gờ cam

Quá trình tiện và mài có thể để lại các mép nhô nhỏ hoặc ba via xung quanh ranh giới gờ cam. Những ba via này có thể ảnh hưởng đến điều kiện tiếp xúc cục bộ và có thể trở thành nguồn gây nhiễm bẩn kim loại rời rạc.

Việc làm sạch ba via phải loại bỏ vật liệu thừa trong khi vẫn giữ nguyên hình dạng gờ cam và chất lượng bề mặt yêu cầu.

1.2 Ba via tại mép lỗ dẫn dầu

Việc khoan có thể để lại các gờ kim loại xung quanh các lỗ dẫn dầu. Nếu những gờ này bong ra trong quá trình gia công tiếp theo hoặc khi động cơ vận hành, các hạt vật liệu sinh ra có thể xâm nhập vào mạch bôi trơn và gây ảnh hưởng tiềm tàng đến các bề mặt cổ trục, bạc lót và các bộ phận khác.

Do đó, việc làm sạch mép lỗ dẫn dầu không chỉ quan trọng đối với chất lượng cạnh mà còn thiết yếu nhằm kiểm soát mức độ nhiễm bẩn còn sót lại trong hệ thống bôi trơn.

Vì hình dạng và khả năng tiếp cận của các mép cam và các lỗ dẫn dầu khác nhau, nên giải pháp hiệu quả phải lựa chọn phương pháp làm sạch mép phù hợp riêng cho từng vị trí.

2. Quy trình tích hợp: Làm sạch mép, làm sạch và sấy khô

Máy làm sạch mép và làm sạch trục cam linh hoạt sử dụng robot tích hợp nhiều thao tác trong một hệ thống thiết bị duy nhất. Việc tích hợp các quy trình này giúp giảm thao tác xử lý trung gian và hạn chế nguy cơ va chạm bổ sung hoặc tái nhiễm bẩn giữa các trạm.

Trình tự quy trình tiêu biểu là:

Tải phôi bằng robot cần cẩu → Làm sạch mép → Làm sạch áp lực cao → Sấy khô → Dỡ phôi

Quy trình tích hợp bao gồm ba giai đoạn chính.

Giai đoạn 1: Loại bỏ ba via

• Loại bỏ ba via lỗ dầu

• Loại bỏ ba via mép cam

Giai đoạn 2: Làm sạch

• Làm sạch các đường dẫn dầu bằng phương pháp tiêm áp lực cao

• Làm sạch toàn bộ chi tiết

• Làm sạch bề mặt bên ngoài bằng áp lực cao

Giai đoạn 3: Sấy khô

• Thổi khí

• Sấy chân không

Thứ tự thực hiện rất quan trọng. Việc loại bỏ ba via có thể sinh ra các mảnh kim loại cần được loại bỏ trước khi hoàn tất giai đoạn làm sạch cuối cùng. Nếu những mảnh này còn sót lại trên phôi hoặc xâm nhập vào các đường dẫn bên trong, kết quả độ sạch cuối cùng có thể bị ảnh hưởng.

Việc kết hợp làm sạch cạnh sắc và làm sạch trong một hệ thống tự động giúp thiết lập trình tự kiểm soát từ khâu loại bỏ cạnh sắc đến khâu loại bỏ tạp chất cuối cùng và sấy khô.

3. Vì sao làm sạch bằng cách chèn vòi phun áp lực cao lại quan trọng đối với các đường dẫn dầu

Các đường dẫn dầu trên trục cam có thể hẹp, sâu và khó tiếp cận. Phương pháp làm sạch bằng phun ngoài thông thường có thể không tạo đủ tác động làm sạch lên các phần sâu hơn của một đường dẫn bên trong.

Phương pháp làm sạch bằng cách chèn vòi phun áp lực cao khắc phục hạn chế này bằng cách đưa một vòi phun mảnh vào trong đường dẫn dầu và định hướng dòng chất làm sạch dọc theo toàn bộ chiều dài đường dẫn bên trong. Dòng phun chất lỏng giúp tách rời các tạp chất và đẩy các mảnh vụn gia công ra ngoài đường dẫn.

Thao tác này đặc biệt quan trọng sau khi loại bỏ cạnh sắc, vì các mảnh kim loại có thể còn sót lại xung quanh các lỗ dẫn dầu hoặc bên trong các đường dẫn liên thông.

Việc làm sạch tổng thể và rửa áp lực cao bên ngoài loại bỏ các chất gây nhiễm bẩn trên các bề mặt dễ tiếp cận, nhưng riêng chúng có thể không đảm bảo độ phủ đầy đủ cho các đường dẫn dầu sâu bên trong. Do đó, phương pháp làm sạch bằng cách đưa vòi phun vào bên trong đóng vai trò then chốt nhằm đạt được kết quả làm sạch ổn định khi các đường dẫn dầu bên trong nằm trong yêu cầu nghiệm thu.

Cấu hình vòi phun cuối cùng và các thông số làm sạch nên được lựa chọn dựa trên đường kính, độ sâu, hình dạng của lỗ dầu cũng như mức độ sạch yêu cầu.

4. Thông số kỹ thuật chính

Các thông số sau đây dựa trên cấu hình máy gọt burr và làm sạch trục cam sử dụng robot linh hoạt, như mô tả trong tài liệu sản phẩm đã công bố.

Một giải pháp tương tự về loại bỏ ba via linh hoạt bằng robot và làm sạch áp suất cao đã được cung cấp cho ứng dụng trục cam xe du lịch vào năm 2020. Thời gian chu kỳ theo từng mẫu và tiêu chí chấp nhận cần được xác nhận dựa trên cấu hình dự án thực tế.

Ghi chú về thời gian chu kỳ: Các con số nêu trên được tính cho hai chi tiết, không phải cho từng chi tiết riêng lẻ. Hiệu suất thực tế của dây chuyền phụ thuộc vào cấu hình máy, cách bố trí đồ gá, trình tự cấp/phơi chi tiết và các yêu cầu quy trình đặc thù cho dự án.

5. Hiểu rõ các yêu cầu về độ sạch và kích thước hạt

Các giới hạn về độ sạch và kích thước hạt đã nêu đề cập đến hai khía cạnh khác nhau của nhiễm bẩn còn sót lại.

5.1 Độ sạch tổng thể dưới 3 mg

Độ sạch tổng thể đề cập đến tổng khối lượng chất nhiễm bẩn còn sót lại được thu thập và đo lường theo phương pháp kiểm tra độ sạch đã được thống nhất.

Giới hạn dưới 3 mg là yêu cầu khắt khe đối với một chi tiết có các đường dẫn dầu bên trong và các bề mặt tiếp xúc chức năng. Việc đạt được giới hạn này phụ thuộc vào hiệu suất của toàn bộ quy trình, chứ không chỉ riêng giai đoạn rửa cuối cùng.

Quy trình tích hợp bao gồm:

• Gia công loại bỏ ba via nhằm loại bỏ các gờ kim loại không mong muốn

• Làm sạch đường dẫn dầu để xử lý nhiễm bẩn bên trong

• Làm sạch áp lực cao tổng thể và bên ngoài nhằm loại bỏ các chất cặn dễ tiếp cận

• Thổi khí và sấy chân không nhằm kiểm soát độ ẩm còn sót lại

Hiệu suất lọc, tình trạng dung dịch làm sạch, độ sạch của đồ gá và các thực hành bảo trì cũng ảnh hưởng đến khả năng lặp lại. Các yếu tố này cần được kiểm soát chặt chẽ trong suốt quá trình sản xuất.

5.2 Kích thước hạt tối đa dưới 300 μm

Yêu cầu về kích thước hạt giới hạn kích thước của các hạt còn sót lại được thu hồi trong quá trình kiểm tra độ sạch.

Đối với trục cam, việc kiểm soát các hạt lớn hơn đặc biệt quan trọng vì các chất gây nhiễm bẩn có thể xâm nhập vào hệ thống bôi trơn. Tuy nhiên, kích thước hạt tối đa cho phép và tổng khối lượng chất gây nhiễm bẩn còn sót lại là hai tiêu chí chấp nhận riêng biệt. Việc đáp ứng một tiêu chí không tự động chứng minh sự tuân thủ tiêu chí còn lại.

Phương pháp kiểm tra và xác minh độ sạch cần xác định rõ vị trí lấy mẫu, quy trình chiết tách, phương pháp đo hạt và giới hạn chấp nhận trước khi nghiệm thu thiết bị.

5.3 Hoàn toàn khô sau khi làm sạch

Nước còn sót lại có thể gây lo ngại về bảo quản và ăn mòn, tùy thuộc vào vật liệu chi tiết, tình trạng bề mặt, thời gian bảo quản và yêu cầu của quy trình tiếp theo.

Việc thổi khí giúp loại bỏ nước dễ tiếp cận, trong khi sấy chân không có thể hỗ trợ loại bỏ độ ẩm ở những khu vực khó làm khô hơn. Vai trò riêng biệt của từng phương pháp cần được tối ưu hóa nhằm đáp ứng yêu cầu độ khô cuối cùng đã thỏa thuận, mà không kéo dài chu kỳ một cách không cần thiết.

Điều kiện sấy yêu cầu phải được xác minh bằng phương pháp kiểm tra đã thỏa thuận, thay vì chỉ dựa vào quan sát bằng mắt.

6. Cách chọn máy đánh bóng cạnh và làm sạch trục cam

6.1 Xác nhận dải sản phẩm và cấu hình máy

Các cấu hình A và B/C/D/E có thời gian chu kỳ công bố khác nhau. Trước khi chọn máy, hãy cung cấp đầy đủ danh sách các mẫu trục cam, khối lượng sản xuất dự kiến và tần suất chuyển đổi sản phẩm.

Thông tin này giúp xác định cấu hình thiết bị phù hợp, dụng cụ gia công và bố trí sản xuất.

6.2 Đánh giá hình học đường dẫn dầu

Đường kính, độ sâu, hướng và hình học bên trong của lỗ dẫn dầu quyết định khả năng tiếp cận cũng như yêu cầu chuyển động của vòi phun làm sạch dạng chèn.

Các bản vẽ hoặc các phôi đại diện cần được xem xét để xác định liệu vòi phun có thể tiếp cận được các khu vực yêu cầu và loại bỏ hiệu quả các chất gây nhiễm bẩn hay không.

6.3 Xác định tất cả các vị trí cần vát mép

Các mép lỗ dầu và ranh giới của các cam là những vị trí thường cần vát mép, nhưng các yêu cầu thực tế phụ thuộc vào thiết kế chi tiết và trình tự gia công.

Bất kỳ khu vực nào dễ phát sinh ba via bổ sung nào cũng cần được xác định trong quá trình đánh giá kỹ thuật để các quy trình vát mép và làm sạch có thể được thiết kế phù hợp với toàn bộ phôi.

6.4 Xác định tiêu chí chấp nhận về độ sạch và kích thước hạt

Nêu rõ khối lượng nhiễm bẩn còn lại tổng thể yêu cầu, kích thước hạt tối đa, vị trí lấy mẫu và phương pháp thử nghiệm.

Các tiêu chí chấp nhận rõ ràng giúp xác định số giai đoạn làm sạch cần thiết, bố trí hệ thống lọc và quy trình kiểm chứng.

6.5 Cân nhắc xử lý ở công đoạn sau và bảo vệ chống ăn mòn

Neu truc cam tiep tuc qua cac quy trinh phu len mat, lap rap, ngan chan gỉ sat hoac luu kho sau khi lam sach, nhung yeu cau nay can duoc xem xet trong khau lap ke hoach thiet bi.

Quy trinh cuoi cung phai dam bao trang thai be mat, do kho va viec kiem soat nhiem ban phu hop voi giai doan san xuat tiep theo.

Big Bird Industrial cung cap cac cau hinh may lam sach va loai bo ba via cho truc cam trong pham vi cac mo hinh tu A den E. Viec lua chon cuoi cung nen dua tren ho chi tiet thuc te, hinh dang duong dan dau, chu ky san xuat (takt) va cac yeu cau ve do sach.

Các câu hỏi thường gặp

Cau hoi 1. Tai sao truc cam can ca loai bo ba via va lam sach?

Loai bo ba via va lam sach giai quyet nhung van de khac nhau.

Loai bo ba via loai bo cac phan kim loai thua o canh cac lo troi dau va ranh cam. Lam sach loai bo cac mui cat tho, dau mo va bac kha sinh ra trong qua trinh gia cong co khi va loai bo ba via.

Các thao tác phải được sắp xếp theo đúng trình tự: sau khi vát mép cần tiến hành làm sạch hiệu quả để các mảnh vụn sinh ra trong quá trình loại bỏ ba via không còn bám trên chi tiết đã hoàn tất.

Câu hỏi 2. Vì sao sử dụng phương pháp làm sạch bằng đầu phun chèn vào cho các đường dẫn dầu trục cam?

Các đường dẫn dầu có thể quá hẹp hoặc quá sâu khiến phương pháp làm sạch phun bên ngoài thông thường không tạo đủ lực làm sạch dọc toàn bộ chiều dài đường dẫn bên trong.

Phương pháp làm sạch bằng đầu phun chèn đưa một vòi phun vào bên trong đường dẫn và hướng chất làm sạch về các bề mặt bên trong. Điều này giúp đánh bật và cuốn đi các cặn bẩn có thể còn sót lại ở những khu vực khó tiếp cận.

Thiết kế vòi phun và các thông số làm sạch phải phù hợp với hình học thực tế của đường dẫn cũng như các yêu cầu nghiệm thu.

Câu hỏi 3. Thời gian chu kỳ của toàn bộ quy trình là bao nhiêu?

Thời gian chu kỳ nêu ra là 66 giây cho hai chi tiết đối với cấu hình A và 78 giây cho hai chi tiết đối với các cấu hình B, C, D và E.

Các con số này dựa trên một bộ phận xử lý gồm hai phần. Chúng không nên bị nhầm lẫn với thời gian chu kỳ một phần. Công suất sản xuất cuối cùng phụ thuộc vào cấu hình được chọn, việc nạp và dỡ phôi, dụng cụ gia công cũng như các điều kiện quy trình cụ thể theo từng dự án.

Câu hỏi 4. Làm thế nào để đạt được độ sạch dưới 3 mg?

Mục tiêu phụ thuộc vào quy trình tích hợp gồm khâu loại bỏ ba via, làm sạch và sấy khô.

Làm sạch lối đi của dầu nhằm xử lý nhiễm bẩn bên trong, trong khi làm sạch áp lực cao tổng thể và bên ngoài đảm bảo làm sạch tất cả các bề mặt có thể tiếp cận được. Thổi khí và sấy chân không giúp loại bỏ độ ẩm còn sót lại. Lọc, quản lý dung dịch và bảo trì đồ gá góp phần duy trì ổn định quy trình theo thời gian.

Kết quả cần được xác minh bằng phương pháp chiết tách và đo độ sạch đã thỏa thuận, áp dụng trên các chi tiết sản xuất tiêu biểu.

Câu hỏi 5. Một máy có thể xử lý nhiều mô hình trục cam khác nhau hay không?

Một hệ thống robot linh hoạt có thể được cấu hình cho nhiều mô hình phôi, tùy thuộc vào phạm vi cơ học của máy, dụng cụ, khả năng tiếp cận vòi phun và khả năng điều khiển.

Phạm vi mô hình yêu cầu, tần suất chuyển đổi và khối lượng sản xuất cần được xem xét trong giai đoạn lập kế hoạch dự án. Việc đánh giá từng mô hình giúp xác định xem một cấu hình duy nhất có phù hợp hay cần sử dụng các cấu hình dụng cụ hoặc thiết bị khác nhau.

Kết luận

Việc sản xuất trục cam đòi hỏi kiểm soát hiệu quả các mép ba via và tạp chất còn sót lại cả ở rìa lỗ dẫn dầu lẫn biên giới gờ cam. Việc tích hợp các công đoạn làm sạch ba via, làm sạch áp lực cao, làm sạch đường dẫn dầu bên trong và sấy khô vào một hệ thống tự động hóa duy nhất có thể giảm thao tác xử lý trung gian và hỗ trợ nâng cao tính nhất quán về chất lượng chi tiết.

Máy làm sạch và loại bỏ ba via linh hoạt cho trục cam có thời gian chu kỳ công bố là 66 giây cho hai chi tiết ở cấu hình A và 78 giây cho hai chi tiết ở các cấu hình B/C/D/E, với độ sạch tổng thể dưới 3 mg và kích thước hạt tối đa dưới 300 μm.

Big Bird Industrial, trước đây là Công ty TNHH Công nghiệp Harbin Shimada Big Bird, cung cấp các giải pháp làm sạch và xử lý công nghiệp cho sản xuất ô tô. Đối với các dự án trục cam, việc lựa chọn thiết bị cần dựa trên hình học chi tiết gia công, vị trí cần loại bỏ ba via, yêu cầu về đường dẫn dầu, năng lực sản xuất và tiêu chí độ sạch đã được xác nhận.