BMW は自動車に精通しています。 BMW 自動車の名声は、その「心臓部」、つまりエンジンの製造強度と切り離すことができません。本日はBMWエンジンの設計図一式を発見し、エンジン加工技術についても詳しく説明していただきました。これらを踏まえて、加工技術の専門家の方は構築を検討していただけますか?
まず、BMW の中国工場の完全なセクション、つまりエンジン ブロックの製造および組み立てプロセス全体を見てみましょう。
▲シリンダー生産ラインの実物写真
ビデオと過去の経験から、シリンダーの複雑な製造プロセスの精度を確保するための重要なポイントを次のように要約できます。自動補正機能を備えたマシニング センターを使用すること、一度の位置決めとクランプに特別な治具を使用すること、主要なプロセス ツール、マシニング センターの CNC およびホーニング マシン プログラムの最適化、一定の温度と湿度の生産条件の確保など。以下の例を詳しく見てみましょう。
1つ
例: シリンダーの寸法特性要件
下図はエンジンの最終製品寸法（シリンダーブロック上面、シリンダーボア、クランクシャフトボアの仕上がり寸法を含む）の模式図です。関連する要件は次のとおりです。
写真
▲エンジンの最終製品サイズ模式図１
シリンダブロック上面寸法：シリンダブロック上面からクランク軸穴までの距離の寸法公差は{{0}}.08mm、表面粗さは08mmです。上面のＲｍａｘ１２．５μｍ、クランク軸穴に対する上面の平行度は０．０５ｍｍ、上面の平面度は０．０５ｍｍである。
シリンダーボアサイズ：シリンダーボア径の公差は{{0}}~0.015mm、クランクシャフトボアに対するシリンダーボアの垂直性要件は0.05です。 mm/150mm、シリンダボア加工位置精度は直径0.2mm、シリンダボア円筒度精度要件は0.01mm、シリンダボア穴粗さはRz2～5μm。
写真
▲エンジン最終製品寸法模式図２
シリンダークランクシャフト穴サイズ：クランクシャフト穴の粗さはRz10μm、直径公差は0〜0。018 mm、クランクシャフト穴の位置精度は必要です直径は0.2 mm、真円度は0.005 mm、円筒度は0.005 mmです。クランクシャフト穴は2番、3速と4速の同軸度は0.008mmです。
二
上面仕上げのためのさまざまなプロセス制御
1. シリンダ本体のクランプと位置決めは製品図に従って設計されています。図面サイズ基準は底面と底面の2つの位置決めピン穴であり、この種の基準は前工程で加工済みであるため、シリンダ上面を加工する際の位置決め基準は底面と底面となります。底面に位置決めピン穴が2つあります。これにより、データム変換によって生じる問題が解消されます。精度誤差。
2. シリンダの空間サイズが大きいため、加工中にクランプがしっかりしていないとシリンダがわずかに振れ、加工精度に重大な影響を与えます。したがって、治具にはいくつかのセルフロック補助支持点とクランプ点を設計する必要があり、シリンダのクランプ力が均一になるようにし、加工後のクランプ力の不均一や応力解放が治具の平面度に影響を及ぼさないようにする必要があります。シリンダー。
3. マシニング センターに 3- ポイントのガス検査方法が追加されました。クランプが所定の位置にない場合は、時間内に警告が発せられ、製品処理の安定性が確保されます。
4. 立方晶窒化ホウ素 (CBN) ブレードとリーマーは、シリンダー上面の精密フライス加工と精密穴加工に使用されます。これらの工具は寿命が長く、加工精度が高く、表面粗さパラメータ値が小さく、生産性が高いという利点があります。超硬ブレードを使用した場合、量産条件下では粗さ加工要件を保証できません。コーティング超硬刃は100枚以上加工すると荒れが発生しやすくなります。ただし、CBNブレードを使用した方が効果は優れています。 200枚以上の大量加工が可能です。
5. マシニング センターの切削パラメータを制御し、CNC ツール パスを最適化し、切削速度を適切に高めることで、シリンダー上面にかかる不均一な力によって引き起こされるシリンダーの前端面と後端面の過度の平坦度を減らすことができます。シリンダーに出入りする際の工具の不均一な力により、シリンダーが破損することがあります。 。
6. 大きなプレートをフライス加工した後、CNC 制御プログラムを使用し、大きなブラシを追加して、フライス加工ルートに沿ってシリンダーの上面の周囲をこすり、シリンダーのバリを除去します。
7. 作業場の温度と湿度の管理。シリンダーの仕上げに対する熱膨張と収縮の影響を軽減するために、温度を20±2度、相対湿度を40%〜60%の一定に制御および設定します。
シリンダー上面仕上げ後の平行度、平面度、粗さの検査成績書は以下の通りです。
写真
▲シリンダー上面寸法検査報告書
三つ
シリンダボア仕上げの各種工程管理
シリンダーボアの仕上げサイズの要件は高く、これがプロセス製造管理の焦点です。シリンダーボアホーニングの品質を確保するには、ホーニング加工前のシリンダーボア径の寸法公差を±0.01 mmに管理する必要があります。つまり、リーミングホーニングのためにホーニングマシンに入れる前に、20 μm の公差ゾーンのみがガス検査に合格することが許可されます。機械加工を行う前に、マシニングセンタでシリンダ穴を所定の大きさに微細に穴開けする必要があります。加工の流れは図の通りです。
写真
▲加工工程図
精密ボーリングツールは内部冷却構造を採用しており、切削加工中に発生する熱を確実に逃がし、局部加工温度を下げ、シリンダーボアの表面品質を向上させます。最終製品図の比較によると、プレホーニング工程でシリンダボア径を細かく穴開けした後の取り代は、0.04~0.{{ 9}}5mmは次のホーニングマシン用に確保されており、粗さはRz10～20μm、円筒度は0.015mmに管理されます。位置決め直径0.2mm、垂直度0.05mm/150mmは製品図面と一致しており、位置決めと垂直度を確保しながらリーマ加工によりシリンダ穴の粗さ、直径、円筒度を管理しています。シリンダーボアが精密穴あけされた後、オンラインガス検査装置によってシリンダーボア径が検出され、合格した製品が電動ローラーテーブルを通ってホーニングマシンに投入されます。シリンダーボアのリーミング・ホーニング設備（ドイツの有名なホーニングマシンなど）を輸入すると、一時的な投資額は比較的大きくなりますが、その後の加工コストは極めて低く、加工品質は安定しています。
加工には縦型ホーニングマシンを使用します。加工中はホーニングヘッドの砥石が伸縮機構により放射状に送り出され、ワークを徐々に必要なサイズに加工します。ホーニングヘッドの外周には6～9本のヒンジ付きホーニングサンドバーが付いています。 6本で荒ホーニングが可能です。ホーニングロッドは9本使用し、長さはシリンダー穴の長さの1/3～2/3程度です。ホーニング時の往復速度は25～35m/minに制御されており、ホーニング効率が高いです。ホーニング加工の往復加速度が大きいほど、反転時に形成されるアーク遷移領域が小さくなり、ホーニング加工の質感が向上します。
ホーニング砥石の穴壁への圧力は{{0}}.3~0.5MPaに制御されます。ホーニング砥石の圧力は、ワークの表面品位、オイルストーンの摩耗量、ワークの寸法精度、表面粗さに直接影響します。
シリンダーボアを精密に穴あけした後、粗ホーニングと精密ホーニングを行うことで、製品のサイズ要件を満たすことができます。ホーニング後、20度〜30度のホーニングパターンが生成され、シリンダーボア内の油膜の潤滑剤の貯蔵に良い影響を与えます。ホーニング後のシリンダボアの直径、位置、円筒度、垂直度、粗さの検査成績書は以下の通りです。
写真
4
クランクシャフト穴仕上げの各種工程管理
一般的に使用されるガソリン エンジンの最高速度は 6000r/min に達するため、クランクシャフト穴技術に高い要求が課せられます。クランクシャフト穴ホーニング加工の品質を確保するには、ホーニング加工前のクランクシャフト穴径寸法公差を±0.015mmに管理する必要があり、公差は0.03mmまでしか許容されません。ベルトはガス検査に合格した後、プラットフォームホーニングのためにホーニングマシンに入れられます。クランクシャフト穴をホーニング加工する前に、マシニングセンタでクランクシャフト穴を所定の大きさまで精密に穴あけする必要がある。加工工程図を図に示します。
写真
▲クランクシャフト穴加工図
マシニングセンタの精密中ぐり工具は内部冷却構造を採用しています。クランクシャフト穴の深さは300mmと深く、ボーリング工具への要求も高くなります。 CBNブレードを使用しており、その構造を図に示します。
写真
▲ボーリング工具の構造図
ツールの選択は非常に重要です。このツールには 4 個の中仕上げボーリング チップと 6 個のファイン ボーリング チップが装備されています。機械加工プロセスでは、まずガイド穴がブレードによって拡大され、取り代の大部分が切り取られます。その後、中仕上げボーリングブレードが直径 48.79 mm まで穴あけされ、0.2 mm の取り代が残ります。切断用の直径48.995mmの刃の場合。クランクシャフトの穴をあけます。まず1速と2速の位置をあけ、ターンテーブルを回転させて反対側のクランクシャフトの穴の5速、4速、3速をあけます。最終製品図面の比較によると、プレホーニング工程でシリンダークランクシャフト穴径を細かく穴開けした後、ホーニング加工のための取り代0.04~0.05mmが確保されています。その後のホーニングマシンのプラットフォーム。
写真
通常のホーニングクランクシャフト穴と比較して、プラットフォームテクスチャ付きクランクシャフト穴は1/3〜1/2短くなり、寿命は10%〜20%増加し、トルクは増加します5%減少し、オイル消費量は50%~60%削減されます。プラットフォームホーニング粗さはRz10～20μm、円筒度は0.01mmに管理されており、ポジション径は0.2mm、真円度は0.01mm、同軸度は0.008mmです。製品サイズの要件もプラットフォームホーニングによって満たされます。
クランクシャフト穴は寸法精度を確保するため、1速台から5速までを回転・往復させながら一度にホーニング加工を行っております。ホーニング後のシリンダークランクシャフト穴の直径、真円度、位置、同軸度、円筒度、粗さの検査成績書を図に示します。
写真
▲クランクシャフト穴径検査報告書
写真
エンジンブロック、シリンダーボア、クランクシャフトボアの上面の上記の微細加工のために、セルフロック治具と補助サポートの設計が採用され、高度な工具材料と工具の組み合わせ構造が選択され、加工温度と湿度が制御されます。 、加工プロセスパラメータとチップマージンは適切に制御されています。製品の仕上げ精度要件を確保するためのその他のプロセス対策により、製品の組み立てと量産のパフォーマンスが保証されます。
