Resumo: Este artigo apresenta a atual linha de produção de virabrequim de motor de carro de passageiros usando novas tecnologias e novos equipamentos para empresas de motores no planejamento de investimento da linha de produção de virabrequim para fornecer referência para gerentes de projeto de processamento de virabrequim para fornecer referência para melhorar o nível de fabricação de virabrequim de motor tem um certo significado de orientação.
Processo de usinagem do virabrequim
Fluxo típico do processo de usinagem do virabrequim para motores turboalimentados de carros de passeio: balanceamento dinâmico, perfuração do centro de massa → torneamento do quinto munhão principal → torneamento do flange → usinagem de desbaste do munhão principal, do munhão da biela e do ressalto → perfuração dos orifícios de passagem de óleo e chanfro → desbaste do munhão principal, dos munhões do munhão da biela, das paredes laterais e das ranhuras de escareamento → limpeza, limpeza, sopro e secagem → laminação arredondada → torneamento e laminação de precisão da superfície de impulso + torneamento de precisão da extremidade menor → torneamento de precisão da extremidade do flange e da ranhura → retificação de precisão do munhão principal, do munhão da biela e da extremidade menor → usinagem de furos roscados, furos de pinos e alargamento do furo central da extremidade do flange do virabrequim → retificação de precisão da extremidade do flange do virabrequim → usinagem de ambas as extremidades, furos de pinos, furos de pinos e alargamento do furo central da extremidade do flange.
e ranhuras → retificação de precisão do munhão principal, do munhão da biela e da extremidade pequena → usinagem de furos roscados em ambas as extremidades, furos de pinos e alargamento dos furos centrais da extremidade do flange → retificação de precisão da extremidade do flange do virabrequim → balanceamento dinâmico e redução de peso do virabrequim → polimento com cinta abrasiva do munhão principal, do munhão da biela e do pescoço externo do flange → verificação e marcação automáticas → limpeza final do virabrequim.
Aplicação de tecnologia avançada
(1) Dynamic balancing and drilling centre of mass holes.
A referência de posicionamento no processo de usinagem do virabrequim é o furo central, que pode ser dividido em furo central geométrico e furo central de qualidade de acordo com sua posição de usinagem. Use o bloco em forma de V ou outras formas para descobrir o centro geométrico do munhão de suporte principal do virabrequim, e o furo central usinado nesse centro é chamado de furo central geométrico. O centro de massa do virabrequim é medido usando equipamentos de teste especiais, e o furo central usinado nesse centro é chamado de furo central de massa. Quando o furo de centro geométrico é usado para torneamento e retificação subsequentes, a força centrífuga gerada pela rotação da peça de trabalho afetará a qualidade da usinagem, e o desnível dinâmico remanescente após a usinagem é grande, o que precisa ser medido e despesado várias vezes no processo de balanceamento dinâmico para atender aos requisitos técnicos, o que é ineficiente, afeta o ritmo de produção e resulta em um aumento na taxa de rejeição de produtos semiacabados e na perda de elementos de posicionamento. O uso de um furo de centro de massa resolve esses problemas e melhora os tempos de ciclo.
A Figura 1 mostra a máquina de medição do centro de massa do virabrequim COMAU SYMES10, o virabrequim é colocado na gaiola de ratos do equipamento, girando com a gaiola de ratos, a medição da gaiola de ratos e das peças juntamente com a quantidade de desnível de M, a quantidade de desnível da gaiola de ratos (M1) é conhecida, a quantidade de desnível das peças M2 = M – M1. Com a fórmula especial, o equipamento pode ser calculado automaticamente por meio de M2. A posição da coordenada do eixo de equilíbrio do virabrequim é calculada automaticamente a partir de M2. O resultado da medição é transmitido para o centro de usinagem de duas extremidades do virabrequim totalmente automático do tipo COMAUSDC700L, que tem uma incerteza de medição de ≤40 μm. É possível medir diversas variedades de virabrequins, e as variedades de peças podem ser identificadas automaticamente, com um tempo de ciclo de 1,2 minuto, tornando o equipamento simples e confiável.
(2) High-speed external milling for roughing crankshafts
O fresamento externo de alta velocidade para desbaste do munhão principal do virabrequim, do munhão da biela e do ressalto, em comparação com o torneamento CNC, o fresamento interno CNC e a tração de carros, apresenta alta produtividade e qualidade estável. Por exemplo, o processo de torneamento e tração CNC para processar o munhão da biela em dois processos, enquanto o fresamento externo de alta velocidade CNC pode ser concluído em apenas um processo: velocidade de corte de até 350 m/min, o tempo de corte é curto, o tempo de ciclo do processo é menor, a força de corte é menor, a temperatura da peça de trabalho é baixa, a vida útil da ferramenta é alta, o número de trocas de ferramentas é menor e a precisão da usinagem é maior, a flexibilidade é melhor, é a direção de desenvolvimento do munhão principal do virabrequim e do desbaste do munhão da biela.
A fresadora externa de virabrequim N20 da NILES-SIMMONS (veja a Fig. 2) permite a usinagem simultânea dos munhões principais do virabrequim e dos munhões da biela. A máquina é equipada com dois eixos-ferramenta, cada um com movimento independente, cada um com um único disco de corte e cada um com um programa de usinagem independente e seus parâmetros. A peça é colocada no dispositivo de carregamento auxiliar, que a coloca na área de usinagem; o mandril prende o flange da peça e o centro é pressionado pela parte traseira; a peça é girada e os discos de corte esquerdo e direito giram a uma determinada velocidade no fuso da ferramenta enquanto se movem para frente e para trás na direção radial para realizar a usinagem do munhão principal e do pescoço da biela.
O sistema de controle CNC é baseado nos dados técnicos do SINUMERIK 840D sl, o controle de trajetória contínua CNC microprocessado modular da operação de fresagem com PLC integrado com solução digital completa SINAMICS S120.
(3) CNC crankshaft grinding machine application.
Retificação grosseira dos munhões do eixo principal, munhões do munhão da biela, paredes laterais e ranhuras de rebaixamento. A retificadora de virabrequim CNC pode retificar todos os munhões principais do virabrequim e o munhão da biela em uma única fixação. Esse tipo de retificadora é geralmente equipado com cabeçote de rebolo duplo, que pode atender aos requisitos de produção de várias espécies, baixo custo, alta precisão e alto volume, e a aplicação da tecnologia de controle de servo-ligação de rotação da peça e alimentação do rebolo pode concluir a retificação de todos os munhões sem alterar o centro rotativo do virabrequim em uma única fixação, incluindo o acompanhamento da retificação dos munhões da biela. O uso de um eixo hidrostático, uma guia hidrostática, um parafuso de alimentação hidrostática (suporte do cabeçote do rebolo) e um sistema de controle de circuito fechado de codificador linear garantem alta precisão na circularidade do munhão de retificação e alta eficiência de retificação.
MARPOSS.——- A retificadora cilíndrica de virabrequim CNC JUCRANK 6S 10-10 (veja a Fig. 3) é usada para a retificação de desbaste dos munhões principais do virabrequim e dos munhões da biela, bem como para rebaixar ranhuras. O robô que acompanha a máquina pega as peças da pista de carga e as coloca no bloco de pré-suporte dentro da máquina; a fixação prende automaticamente as peças; as peças giram, os dois rebolos avançam e se movem radialmente de acordo com o programa, retificando os moentes principal e da biela ao mesmo tempo; após a usinagem, os rebolos recuam, as peças param de girar, a fixação se solta e o robô pega as peças e as coloca na pista de descarga; a precisão de posicionamento do eixo X/Z é de 0.004 mm; a precisão do posicionamento repetido é de 0,002 mm; o medidor automático de diâmetro e o medidor axial MARPOSS são adotados para garantir o monitoramento preciso do diâmetro e das dimensões axiais.
Retificação de precisão do pescoço do eixo, do pescoço da biela e da extremidade do cabeçote pequeno. Os moentes principais e de biela do virabrequim são retificados com uma retificadora cilíndrica de virabrequim CNC JUCENTER 6L CRANK (veja a Fig. 4) com duas estações, a primeira para retificar os moentes de biela do virabrequim e a segunda para retificar os moentes principais do virabrequim. O próprio manipulador da máquina pega a peça dos rolos de carregamento e a coloca no bloco de suporte pré-carregado da primeira estação dentro da máquina, onde a fixação da primeira estação é feita automaticamente.
A fixação da primeira estação prende automaticamente a peça, a peça gira, o rebolo correspondente à primeira estação avança, move-se radialmente de acordo com o programa e retifica o pescoço da biela; após a conclusão da usinagem, o rebolo se retira, a peça para de girar e a fixação é solta. O robô agarra a peça e a coloca no bloco de pré-suporte da segunda estação; a fixação da segunda estação prende automaticamente a peça; a peça gira, o rebolo correspondente à segunda estação avança, move-se radialmente de acordo com o programa e retifica o pescoço do fuso; após a conclusão da usinagem, o rebolo recua, a peça para de girar e a fixação é solta. O robô pega a peça, coloca-a no rolo de descarga e inicia o próximo ciclo de usinagem. A precisão do posicionamento do eixo X/Z é de 0,004 mm; a precisão do posicionamento repetitivo é de 0,002 mm.
O torno horizontal CNC é amplamente utilizado
O torno de acabamento da face axial do virabrequim DANOBAT NA750 é equipado com um dispositivo de inspeção automática. Depois que o componente é fixado, o cabeçote de medição detecta automaticamente a largura da face de empuxo, determina sua linha central, toma-a como referência de usinagem e a compensa automaticamente de acordo com a usinagem do virabrequim anterior, realizando assim o torneamento de acabamento dos dois lados da face de empuxo com a linha central como referência de usinagem e com margens iguais, e a largura da face de empuxo é detectada automaticamente após a conclusão do torneamento.
Após o torneamento, a largura da face de impulso é detectada automaticamente, e o processamento da extremidade pequena e da ranhura é concluído ao mesmo tempo. Após a conclusão do torneamento, a ferramenta de torneamento é devolvida e a cabeça do rolo é estendida, e as duas superfícies finais da face de impulso são laminadas ao mesmo tempo. A máquina-ferramenta para torneamento fino de flanges e ranhuras do tipo NA500 é equipada com um dispositivo de detecção automática. Depois que o componente é fixado, a sonda detecta automaticamente a distância entre a superfície de empuxo e a face da extremidade do flange. A precisão de posicionamento do eixo X é de 0,022 mm, a repetibilidade da precisão de posicionamento é de 0,006 mm, a precisão de posicionamento do eixo Z é de 0,008 mm, a repetibilidade da precisão de posicionamento é de 0,004 mm.
Aplicação da máquina de polimento e lixamento de correia do virabrequim
A máquina de polimento com correia do virabrequim GRINDMASTER é usada para polir o pescoço do selo de óleo, o pescoço do eixo principal e o pescoço da biela do virabrequim. Durante o polimento, a peça de trabalho é primeiramente pulverizada e limpa e, em seguida, polida com o uso de cintas abrasivas para envolver os componentes. Há duas direções de rotação durante o polimento, e a direção final do polimento é a mesma que a direção normal de funcionamento do motor (vista do lado do volante); após o polimento, ele realiza o trabalho de secagem e desengorduramento, e o equipamento precisa ser equipado com seu próprio sistema de tratamento de líquido de polimento.
Máquina de arredondamento e laminação de virabrequim
Com relação à máquina de laminação de virabrequim HEGENSCHEIDT MFD7895, o sistema de controle adota o PLC S7-300 da Siemens, e a máquina é instalada com 9 unidades de laminação, que são usadas para laminar e endireitar os virabrequins, com uma pressão máxima de laminação de 30kN; laminação do tipo pulso dos moentes da biela, que reduz a deformação das peças de trabalho; detecção e monitoramento da pressão de laminação por meio de sensores de pressão e sensores de posição e laminação.
Os sensores de pressão e posição integrados na unidade de laminação e o sensor de profundidade de laminação permitem a detecção e o monitoramento da pressão de laminação; a excentricidade do munhão principal é detectada automaticamente após a laminação e endireitada pela laminação; um dispositivo de detecção de ferramenta quebrada é equipado; a excentricidade radial de todos os munhões principais do virabrequim é medida por sondas de medição eletrônicas; e o ponto mais alto dos pescoços da biela é detectado por um cabeçote a laser, o que permite a identificação do tipo de componente.
Máquinas para furos de óleo no virabrequim
A máquina-ferramenta para chanfrar e fazer o furo de passagem de óleo do virabrequim HORKOS Imql utiliza três etapas no processamento do furo de passagem de óleo, plano de fresagem → furos de passagem de óleo → furos de passagem de óleo.
Crankshaft dynamic balancing de-weighting machine
COMAU SYME S10
