كيف يمكن للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي تحسين اتساق قطع غيار السيارات؟

الآن،الفكرة الرئيسية وراء تكنولوجيا التصنيع باستخدام الحاسب الآلي هي تغيير الطريقة التي نفكر بها في الأشياء من "الاعتماد على الخبرة" إلى "الاعتماد على البيانات{{0}".
تعتمد المعالجة الميكانيكية التقليدية على قدرات ومعرفة الأشخاص الذين يعملون عليها، ويتم الانتهاء منها عن طريق تغيير إعدادات الآلة يدويًا. يحتوي هذا الوضع على مشكلتين كبيرتين: أولاً، يمكن أن تتسبب العوامل البشرية في تغيير الأخطاء (على سبيل المثال، عدم استبدال الأدوات البالية في الوقت المحدد، أو تغيير موضع التثبيت، وما إلى ذلك)، وثانيًا، من الصعب الحصول على نفس نتائج المعالجة من دفعات وآلات مختلفة. على سبيل المثال، عند استخدام مخرطة نموذجية لتصنيع أعمدة الكرنك، يجب عليك التأكد من صحة الأبعاد عن طريق تثبيتها وقياسها يدويًا عدة مرات. غالبًا ما يكون نطاق الخطأ أكثر من ± 0.1 مم، وقد تكون نتائج المعالجة مختلفة جدًا اعتمادًا على من يقوم بذلك.
باستخدام تكنولوجيا التصنيع ذات التحكم العددي، تتحكم تعليمات برنامج الكمبيوتر في أدوات القطع والحركات الميكانيكية. يعد هذا تغييرًا كبيرًا من "التجربة اليدوية" إلى "المعتمدة على البيانات-". الجزء الرئيسي من الإجراء هو
النمذجة الرقمية: عمل نماذج ثلاثية الأبعاد للعناصر باستخدام برنامج CAD وتعيين معلمات مهمة مثل خشونة السطح وتفاوتات الأبعاد؛
تخطيط العملية: استخدم برنامج CAM لإنشاء مسارات الأدوات وتحسين معلمات القطع بما في ذلك معدل التغذية وعمق القطع وسرعة المغزل.
إرسال البرنامج: أرسل تعليمات كود G- إلى أداة آلة CNC للتحكم في تصنيع الروابط متعددة المحاور-.
الاكتشاف عبر الإنترنت: نظام لمراقبة الجودة مزود بأجهزة استشعار مدمجة-تراقب عملية التصنيع في الوقت الفعلي وتصلح الأخطاء تلقائيًا.
على سبيل المثال، عند معالجة كتل أسطوانات المحرك، يمكن لمركز التصنيع باستخدام الحاسب الآلي (CNC) ذي المحاور الخمسة-إجراء عمليات معالجة متعددة الأوجه لفتحات الأسطوانات، وممرات الزيت، والثقوب الملولبة، والمزيد في وقت واحد. هذا يتجنب أخطاء التثبيت المتكررة ويحافظ على خطأ أسطواني تجويف الأسطوانة في حدود 0.005 مم، وهو أفضل بكثير من العملية القديمة البالغة 0.02 مم.
2، النهج التكنولوجي الأكثر أهمية لجعل التصنيع باستخدام الحاسب الآلي أكثر اتساقا
1. تصنيع الوصلات المتعددة-المحاور: يقلل عدد مرات التثبيت ويتخلص من عدم دقة تحديد المواقع.
للقيام بأنواع مختلفة من الآلات السطحية، تحتاج الآلات التقليدية إلى تثبيت القطع معًا عدة مرات. في كل مرة يتم تثبيتها، قد لا تكون في المكان الصحيح. على سبيل المثال، تحتاج الطرق التقليدية إلى ثلاث خطوات تثبيت لمعالجة مبيت علبة التروس، والتي يمكن أن تضيف ما يصل إلى 0.15 ملم من الخطأ. في المقابل، تحتاج عملية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ذات المحاور الخمسة- إلى خطوة تثبيت واحدة فقط لإنهاء معالجة السطح بالكامل، ويمكن الحفاظ على خطأ تحديد الموضع عند 0.01 مم.
في هذه الحالة، تستخدم إحدى شركات السيارات معالجة CNC ذات خمسة محاور لتصنيع كتل أسطوانات المحرك المصنوعة من الألومنيوم. انخفض معدل الخردة من 12% إلى 0.8%، وارتفعت دقة الأبعاد بنسبة 85% مقارنة بالطرق السابقة.
2. تقنية القطع عالية السرعة (HSM): تحسين إعدادات القطع والحفاظ على استقرار جودة المعالجة
سرعة قطع عالية- (تصل إلى 3000 م/دقيقة أو أكثر) ومعدل تغذية (يصل إلى 400%) تقلل من قوة القطع والتشوه الحراري، مما يحافظ على ثبات جودة المعالجة. عند قطع شفرات سبائك التيتانيوم، على سبيل المثال، تكون سرعة القطع العادية 800m/min فقط وخشونة السطح Ra أكبر من أو تساوي 1.6 μm. يمكن أن تؤدي سرعة القطع العالية- إلى خفض خشونة السطح إلى Ra أقل من أو يساوي 0.4 ميكرومتر ويجعل الأدوات تدوم لفترة أطول ثلاث مرات.
المبدأ الفني: عندما تقوم بالقطع بسرعة عالية، ترتفع درجة الحرارة في منطقة القطع، وتصبح المادة أكثر ليونة، وتنخفض قوة القطع. وفي الوقت نفسه، تتشكل الرقائق بشكل أسرع، مما يعني أن توصيل الحرارة إلى قطعة العمل يحدث بشكل أسرع، مما يساعد على الحد من التشوه الحراري.
3. التحكم التكيفي والتعويض في الوقت الفعلي-: قم بتغيير الإعدادات بسرعة للتعامل مع التغييرات في المادة
تتمتع الدفعات المختلفة من مواد مكونات السيارات (مثل سبائك الألومنيوم والفولاذ-عالي القوة) بخصائص أداء مختلفة (مثل الصلابة والمتانة). يحتاج الإنتاج التقليدي إلى التوقف والبدء في كثير من الأحيان لتغيير المعايير. يحتوي نظام CNC على أجهزة استشعار (مثل أجهزة استشعار القوة وأجهزة استشعار درجة الحرارة) التي تراقب أشياء مثل قوة القطع والاهتزاز ودرجة الحرارة وغيرها من الخصائص في الوقت الفعلي. ثم يقوم تلقائيًا بتغيير معدل التغذية وعمق القطع والإعدادات الأخرى للتأكد من أن عملية المعالجة هي نفسها دائمًا.
عند معالجة أعمدة الكرنك الفولاذية عالية القوة-، يلاحظ نظام CNC ارتفاعًا سريعًا في قوة القطع ويخفض على الفور معدل التغذية بنسبة 20% لحماية الأدوات من التلف مع الحفاظ على اتساق الأبعاد.
4. الفحص الرقمي وتتبع الجودة: إنشاء نظام تحكم بحلقة مغلقة-.
باستخدام أدوات الكشف عبر الإنترنت مثل الماسحات الضوئية الليزرية وآلات قياس الإحداثيات، يمكن لآلات التحكم العددي تحقيق التحكم في الحلقة المغلقة -لـ "معالجة تعليقات الاكتشاف". على سبيل المثال، عند تصنيع التروس، يمكن لأداة الآلة CNC أن تتحقق تلقائيًا من خطأ ملف تعريف الأسنان بمجرد الانتهاء من المعالجة. إذا تجاوزت الحد الأقصى، فسيبدأ برنامج التعويض في إعادة معالجة الأجزاء، مع التأكد من أنها جميعها تتوافق مع مواصفات التصميم. يقوم نظام MES أيضًا بتتبع معلمات المعالجة وبيانات الفحص لكل جزء بحيث يمكن تتبع الجودة.
دعم البيانات: أدى الفحص الرقمي الذي أجراه أحد صانعي علبة التروس إلى خفض عدم دقة ملف تعريف أسنان التروس من 0.008 مم إلى 0.003 مم ومعدل الرفض من 8٪ إلى أقل من 1٪.
3، مثال من العالم-الواقعي: استخدام التصنيع باستخدام الحاسب الآلي للحفاظ على اتساق الأجزاء الأساسية للسيارة.
1. معالجة العمود المرفقي للمحرك: وصلة ذات خمسة محاور وقطع سريع
يعد العمود المرفقي جزءًا متحركًا مهمًا للغاية من المحرك، ومدى ملاءمته يحدد مدى جودة عمل المحرك. تتضمن الصناعة التقليدية العديد من العمليات والكثير من المشابك والكثير من الأخطاء. تستخدم شركة معينة مركزًا للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي ذي خمسة-محاور وتجعل الأمور أكثر اتساقًا من خلال القيام بما يلي:
قم بإجراء جميع عمليات المعالجة السطحية في مشبك واحد لتقليل أخطاء تحديد الموضع؛
بالنسبة للقطع بسرعة عالية-، فإن معلمات التحسين هي: معدل تغذية يصل إلى 1200 مم/دقيقة، وعمق القطع 0.5 مم، وخشونة السطح Ra < 0.4 ميكرومتر.
تعويض الكشف عبر الإنترنت: بعد المعالجة، قم تلقائيًا بالتحقق من محورية عنق المغزل وعنق قضيب التوصيل. إذا كان الخطأ كبيرًا جدًا، فسيتم تغيير مسار الأداة على الفور.
التأثير: تم قطع دورة التصنيع للعمود المرفقي بنسبة 60%، وتم تحسين توحيد الأبعاد بنسبة 90%، وارتفع معدل الخردة من 5% إلى 0.2%.
2. معالجة تروس علبة التروس: تتم عملية طحن وطحن التروس معًا
إن دقة شكل أسنان التروس لها تأثير مباشر على مدى جودة عملها ومدى الضوضاء التي تصدرها. في الحرف اليدوية التقليدية، يتم إجراء دحرجة التروس وطحنها بشكل منفصل، مع الكثير من دورات التثبيت. من المحتمل أيضًا أن يتسبب طحن التروس في تشوه الحرارة. ولجعل الأمور أكثر اتساقًا، تستخدم شركة معينة آلات التقطيع والطحن المركبة باستخدام الحاسب الآلي مع التقنيات التالية:
المعالجة المتزامنة: تتم عملية التوسيع والطحن على نفس الآلة لتجنب الاضطرار إلى التثبيت مرتين؛
الطحن التكيفي: قم بتغيير ضغط الطحن تلقائيًا اعتمادًا على مدى صعوبة مادة الترس لمنعها من السخونة الزائدة وتغيير الشكل.
محاكاة التوأم الرقمي: استخدم بيئة افتراضية لمحاكاة عملية التصنيع والعثور على أفضل مسارات وإعدادات الأدوات.
لقد انخفض خطأ ملف تعريف أسنان التروس من ± 0.012 مم إلى ± 0.005 مم، وانخفضت الضوضاء بمقدار 3 ديسيبل، وارتفعت كفاءة التصنيع بنسبة 40٪.