خدمة التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي ذات 5 محاور: تصنيع محركات السيارات

سعياً وراء الأداء العالي والمتانة في محركات السيارات, التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي خماسي المحاور برزت التكنولوجيا كحل حاسم لتصنيع مكونات محركات السيارات. ويستفيد هذا التقدم من ميزاتها المميزة للتنسيق متعدد المحاور والدقة العالية والمرونة الاستثنائية. تتناول هذه المقالة ويلدو دراسة حالة التصنيع الآلي للشركة لـ EA855 المحرك 5 اسطوانات وسط الكتلة 5 أسطوانات. يتعمق في كيفية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي تتغلب التقنية على القيود التي تفرضها الأشكال الهندسية المعقدة، والمواد التي يصعب التعامل معها آليًا، والتفاوتات الصارمة في التحمل من خلال التحكم في الحرية المكانية، وتحسين قابلية تكييف المواد، والتعويض الذكي، وبالتالي توفير دعم تقني قوي لأنظمة توليد القوة المحركة للسيارات.

5 محاور التصنيع باستخدام الحاسب الآلي باستخدام الحاسب الآلي لجزء محرك السيارة من الفولاذ المقاوم للصدأ (3)
5 محاور التصنيع باستخدام الحاسب الآلي باستخدام الحاسب الآلي جزء محرك السيارة الفولاذ المقاوم للصدأ (3)

خلفية الحالة: تحديات التصنيع والمتطلبات التقنية للطراز EA855 5-اسطوانة 5 المربع الأوسط

باعتبارها مثالاً رائداً لمجموعات نقل الحركة عالية الأداء، فإن EA855 مضمنة المحرك كتلة وسطية مكونة من 5 أسطوانات يوفر الهيكل مزايا رائعة من حيث الاكتناز وإنتاج الطاقة، ومع ذلك يمثل صعوبات هائلة في التصنيع.

التعقيد الهيكلي

إن 5 أسطوانات ينتج عن التصميم قنوات مياه داخلية مكتظة بكثافة وممرات الزيت وتجاويف الأسطوانات، مما يفرض متطلبات صارمة على التصنيع متعدد الأسطح ودقة السطح المكاني. تكافح طرق التصنيع الآلي التقليدية لتلبية مثل هذه المتطلبات الهيكلية المعقدة، في حين أن تقنية التفريز باستخدام الحاسب الآلي متعدد المحاور تعالج هذا التحدي بفعالية.

خصوصية المواد

يستخدم هذا المحرك 316L الفولاذ المقاوم للصدأ، وهو مادة مشهورة بمقاومة التآكل والقوة العالية. ومع ذلك، فإنه يُظهر ميولاً واضحة للتصلب أثناء العمل، مما يؤدي إلى تآكل سريع للأدوات وقابلية للتعرض لعيوب السطح. على الرغم من ذلك، فإن صلابته تجعله أسهل في التشغيل الآلي من الحديد الزهر مع توفير صلابة فائقة، وبالتالي رفع إمكانية تعديل القدرة الحصانية للمحرك.

متطلبات الدقة

تصل متطلبات التفاوت المسموح به إلى ± 0.05 مم (قطر تجويف الأسطوانة، التسطيح) وخشونة السطح Ra 1.2 ميكرومتر (أسطح الختم، أزواج الاحتكاك)، وهو ما يتجاوز بكثير معايير التصنيع الآلي التقليدية. وهذا يفرض متطلبات شبه متطلبة على تقنية التصنيع الآلي، مما يجعل التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي خماسي المحاور-بدقته العالية- الحل المثالي لتلبية هذه المعايير.
يكافح التصنيع الآلي التقليدي ثلاثي المحاور لتحقيق التوازن بين الكفاءة والدقة بسبب تغييرات التثبيت المتكررة ومسارات الأدوات المحدودة. 5 محاور التصنيع باستخدام الحاسب الآليومع ذلك، يتحكم في تغذية الأداة على طول المحاور X وY وZ من خلال البرمجة. وبالاقتران مع المحركات المؤازرة والمحاور الدورانية لقاعدة الشُّغْلَة (المحور A والمحور B)، فإنه يحقق سلاسة في تشغيل أسطح حجرة الاحتراق الخمسة. ويضمن ذلك تشطيب سطح الحجرة، مما يضع الأساس لحركة المكبس الطبيعية ويقلل بشكل كبير من احتمالية تآكل حلقة المكبس واحتراق الزيت الناتج عن القيادة العنيفة.

5 محاور التصنيع باستخدام الحاسب الآلي باستخدام الحاسب الآلي لجزء محرك السيارة من الفولاذ المقاوم للصدأ (7)
5 محاور التصنيع باستخدام الحاسب الآلي باستخدام الحاسب الآلي لجزء محرك السيارة من الفولاذ المقاوم للصدأ (7)

تحليل الماكينات بنظام التحكم الرقمي ذات 5 محاور المزايا:

الاختراقات الشاملة من الكفاءة إلى الدقة
أدوات أحادية الإعداد لتقليل الأخطاء المتراكمة
تتيح إضافة المحورين الدوَّارين A وC في الماكينات بنظام التحكم الرقمي خماسية المحاور إمكانية التشغيل الآلي متعدد الأسطح بإعداد قطعة عمل واحدة، مما يزيل بشكل فعال أخطاء تحديد المواقع المتراكمة من خلال إعدادات متعددة في التشغيل الآلي التقليدي ثلاثي المحاور. في التصنيع الآلي لـ EA855 خمس أسطوانات الأسطوانة الوسطى للمحرك، قللت التقنية خماسية المحاور بشكل كبير من عمليات التثبيت من 6 عمليات إلى عمليتين فقط. تم تثبيت تفاوت قطر تجويف الأسطوانة في حدود ± 0.04 مم، مع خطأ في التسطيح ± 0.03 مم - مما يمثل تحسنًا في الدقة بمقدار 40% مقارنة بالطرق التقليدية. توضح هذه الميزة تمامًا التصنيع باستخدام الحاسب الآلي قدرة الطحن الاستثنائية في التحكم الدقيق.

تحسين مسار الأدوات يعزز إمكانية تصنيع المواد التي يصعب تصنيعها آليًا

بالنسبة للمواد الصعبة مثل 316L الفولاذ المقاوم للصدأ التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي خماسي المحاور يضبط زوايا الأداة ديناميكيًا ويرفع القاطع بشكل دوري أثناء الحفر. وهذا يضمن توزيعًا موحدًا لقوى القطع، مما يقلل من خطر السخونة الزائدة أثناء التشغيل الآلي. وبالاقتران مع نظام التبريد الداخلي عالي الضغط، يتم خفض درجات حرارة القطع بواسطة 30%، وإطالة عمر الأداة بواسطة 30%، واستقرار خشونة السطح في حدود Ra 1.2 ميكرومتر. تنطبق هذه الميزة التكنولوجية أيضًا على تصنيع مواد مثل سبائك التيتانيوم والسبائك عالية الحرارة في مكونات مثل علب الشاحن التوربيني ومشعبات السحب، مما يدل على التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآليالقدرة المادية الهائلة على التكيف مع المواد.

5 محاور التصنيع باستخدام الحاسب الآلي باستخدام الحاسب الآلي لجزء محرك السيارة من الفولاذ المقاوم للصدأ (11)
5 محاور التصنيع باستخدام الحاسب الآلي باستخدام الحاسب الآلي لجزء محرك السيارة من الفولاذ المقاوم للصدأ (11)

معالجة الأسطح المنحنية عالية الدقة بالقطع السطحي المنحني

تتطلب أسطح ختم المحرك (على سبيل المثال، أسطح تلامس حشية رأس الأسطوانة) وأزواج الاحتكاك (على سبيل المثال، تجاويف مسمار المكبس) خشونة سطح عالية للغاية (Ra ≤ 1.6 ميكرومتر). وظيفة RTCP (تحديد موضع مركز الأداة الدوارة) وتقنية قمع الاهتزاز في المحاور المتعددة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي يضمن التصنيع الآلي بقاء الأداة متعامدة على السطح المشغول آليًا، مما يزيل تموج السطح الناجم عن الانحراف الزاوي في التصنيع الآلي التقليدي. في EA855 معالجة سطح كتلة الأسطوانة المانعة للتسرب بالماكينة، حققت خشونة السطح Ra 1.0-1.2 ميكرومتر - وهو ما يمثل تحسنًا بمقدار 25% مقارنةً بالمعالجة الآلية ثلاثية المحاور - مما يقلل بشكل كبير من مخاطر التسرب ويضمن أداء مانع تسرب المحرك.

كفاءة التصنيع الفعال للتجويف العميق والفتحات ذات الزوايا

وصلة محور A/C في التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي خماسي المحاور يتيح تغذية الأداة على طول أي اتجاه مكاني، مما يحقق المعالجة الآلية "بتمريرة واحدة" لهياكل التجويف العميق مثل الممرات المائية لأسطوانة المحرك وممرات الزيت، بالإضافة إلى فتحات الحاقن المائلة. على سبيل المثال، وقت المعالجة أحادي القطعة للممر المائي في أسطوانة وسطية خماسية الأسطوانة من 45 دقيقة إلى 18 دقيقة، مما يعزز كفاءة الإنتاج بمقدار 60%. ويؤدي ذلك أيضًا إلى التخلص من مخاطر التسرب الناجمة عن خطوط علامات الأدوات، مما يعزز موثوقية المنتج.

إمكانية التخصيص باستخدام الحاسب الآلي للمحرك متعدد الأنواع

5 محاور التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي يضبط مسارات الأدوات بسرعة عبر التصنيع باستخدام الحاسب الآلي البرامج. إلى جانب التَرْكِيبات المعيارية، فإنه يتيح معالجة مكونات المحرك لمختلف الإزاحة وعدد الأسطوانات على ماكينة واحدة. بعد دمج مراكز الماكينات خماسية المحاور في ويلدو خط إنتاج مرن، يمكن لخط إنتاج واحد الآن معالجة كل من EA855 خمس أسطوانات وكتل المحركات رباعية الأسطوانات. تم تقليل وقت التبديل من 4 ساعات إلى 0.5 ساعة، في حين زاد استخدام المعدات إلى 92%، مما يلبي طلب السوق على منتجات المحركات المخصصة والمتعددة الأصناف والصغيرة الحجم.

سنوات من الخبرة في التصنيع الآلي متعدد المحاور تدفع الابتكار في مجال المواد

للمواد خفيفة الوزن مثل سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم, التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي خماسي المحاور توظف خوارزميات التحكم في أخذ العينات عالية التردد وحوامل أدوات تخميد الاهتزازات النشطة لقمع سعة الاهتزازات التي تقل عن 5 ميكرومتر، مما يمنع التشوه في المكونات رقيقة الجدران. على سبيل المثال، في تصنيع رأس الأسطوانة المصنوع من سبائك الألومنيوم، تحسنت سماكة الجدار من ± 0.15 مم إلى ± 0.08 مم. وقد أدى ذلك إلى تقليل الوزن بمقدار 151 تيرابايت 3 تيرابايت مع الحفاظ على السلامة الهيكلية، مما يوفر دعمًا قويًا لتصميم المحرك خفيف الوزن.

5 محاور التصنيع باستخدام الحاسب الآلي باستخدام الحاسب الآلي لجزء محرك السيارة باستخدام مادة 316L
5 محاور التصنيع باستخدام الحاسب الآلي باستخدام الحاسب الآلي لجزء محرك السيارة مع 316L المواد

نتائج دراسة حالة نتائج التفريز باستخدام الحاسب الآلي خماسي المحاور

من خلال التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي خماسي المحاور التكنولوجيا، فإن EA855 خمس أسطوانات حقق مشروع المربع الأوسط تحسينات الأداء التالية:

تحسين الكفاءة

تم تقليل دورات المعالجة بشكل كبير من 12 ساعة إلى 4.5 ساعات، مع زيادة استخدام المعدات بمقدار 65%، مما عزز كفاءة الإنتاج بشكل كبير.

الامتثال الدقيق

وصل إنتاجية الممر الأول لتفاوتات الأبعاد الحرجة وخشونة السطح إلى 99.2%، بينما انخفض معدل الخردة من 3.5% إلى 0.8%، مما يضمن استقرار جودة المنتج.

تحسين التكلفة

انخفض معدل تآكل الأدوات بمقدار 40%، وانخفضت تكلفة المعالجة لكل وحدة بمقدار 28%، مما أدى إلى خفض نفقات الإنتاج بشكل فعال.

القيمة الصناعية لـ الماكينات بنظام التحكم الرقمي ذات 5 محاور

مزايا التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي خماسي المحاور يمتد إلى ما هو أبعد من تعزيز الكفاءة في العمليات الفردية. فهو يقود نقلة نوعية في تصنيع المحركات - الانتقال من "التصنيع الطرحي" إلى "التصنيع الهجين بين التصنيع الإضافي والطرح"، ومن "خطوط الإنتاج الجامدة" إلى "خطوط الإنتاج الذكية المرنة". أخذ EA855 خماسي الأسطوانات خماسي الأسطوانات الأوسط كمثال على ذلك، توفر تقنية المحاور الخمسة حلاً قابلاً للتكرار لإنتاج دفعات صغيرة ومخصصة للمحركات عالية الأداء من خلال تكامل العمليات وتكييف المواد والتحكم الدقيق. وهذا يمكِّن صناعة السيارات من الحفاظ على القدرة التنافسية الأساسية في تكنولوجيا محركات الاحتراق الداخلي أثناء انتقالها إلى المحركات الكهربائية.

الخاتمة

التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي خماسي المحاور تعيد التكنولوجيا، التي تتمحور حول "التحكم في الحرية المكانية"، تعريف حدود الدقة وحدود الكفاءة في تصنيع المحركات من خلال ابتكارات مثل التصنيع الآلي أحادي الإعداد، والتعويض الديناميكي، والإنتاج المرن. وهذا يوضح تماماً الدور المحوري لهذه التقنية في تصنيع محركات السيارات. لمزيد من المعلومات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي احتياجات التصنيع الآلي الدقيق المتعلقة بالمحركات، يُرجى الرجوع إلى ويلدو الشركة. يمكننا أن نوصي بمواد معدنية مناسبة ومعايير دقة التصنيع المصممة خصيصًا لتلبية متطلبات التكلفة وأداء المحرك، مما يعزز بشكل كبير من فعالية تكلفة منتجك مع تلبية احتياجاتك في القيادة.

مركز التصنيع باستخدام الحاسب الآلي باستخدام الحاسب الآلي ذي 5 محاور
مركز التصنيع باستخدام الحاسب الآلي باستخدام الحاسب الآلي ذي 5 محاور