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クランクシャフト加工技術

クランクシャフト加工

1.1 CNC加工プロセスの準備
1.1.1 CNC加工の基本特性
CNC加工はコンピュータ制御システムとCNC工作機械を使用しているため、CNC加工は高い自動化、高精度、安定した品質、高い発電効率、短いサイクルタイム、高い設備コストの特徴を持っています。 CNC加工技術と一般的な加工技術にはいくつかの違いがあるため、独自の特性を持っています。
 
通常の工作機械を使用する場合、作業ステップの分割と配置、工具の形状とサイズ、工具経路、加工許容量、切削量など、多くの特定のプロセス上の問題があります。 オペレーターは、実際の経験や習慣に基づいて検討し決定します。 プロセス仕様を設計する場合、職人は通常、あまりに多くの規制を行う必要はなく、部品の寸法精度も試作で保証することができます。


CNC加工を使用する場合は、すべてのプロセスの問題を事前に設計して整理し、加工プロセスに組み込む必要があります。 CNC加工には、詳細な切断ステップだけでなく、フィクスチャタイプ、仕様、切断量およびその他の特別な要件、ならびにCNC加工座標位置でマークされたプロセスフロー図が含まれます。 自動プログラミングでは、様々な詳細なプロセスパラメータを決定する必要があります。 この特性のために、処理プログラムの正当性と合理性の要件は非常に高く、誰も間違いをすることはありません。 それ以外の場合は、認定部品を取り扱うことができないだけでなく、重大な結果を招く可能性もあります。
1.1.2 CNC加工の主な内容
CNC加工の実践によれば、CNC加工プロセスは主に以下の側面を含む。

1)CNC機械の加工に適した部品を選択し、加工プロセスの内容を決定する。
2)部品図面の数値制御プロセスの分析。
3)プログラム分割、処理順序配列、ベンチマーク選択、非NC加工プロセスの収束などの数値制御プロセス経路の定式化。
4)作業ステップ、工具選択、固定具の位置決めおよび取り付け、工具経路の決定、測定および切断量の決定などのNCプログラムの設計。
5)工具や工具の補正などのCNC加工プログラムを調整します。
6)NC加工における許容差を割り当てます。
7)CNC機械の加工命令を処理します。

1.1.3 CNC加工部品の合理的な選択
CNC機械で部品を加工する場合、通常2つの状況があります。
最初のケースでは、部品図面とブランクがあり、部品の加工に適したCNCマシンが選択されています。
2番目のケース:すでにCNCマシンがあり、このマシンでの加工に適した部品が選択されています。 どちらの場合でも、考慮すべき主な要素には、ブランクの材質と種類、部品の輪郭の複雑さ、寸法、加工精度、部品数および熱処理要件が含まれます。 全体として、部品の技術的要件が保証できるかどうか、生産性を高めることが有益かどうか、経済的に合理的かどうかの3つの点があります。
国内外の数値制御技術の応用事例によれば、CNC工作機械は、通常、以下の特徴を有する加工部品に最適である。

(1)複数品種、小ロット生産または新製品の部品、
(2)輪郭が複雑で加工精度が高い部品。
(3)通常の工作機械を使用する場合、高価な加工装置(工具、固定具および金型)が必要です。
(4)何度も修正が必要な部品。
(5)処理中に貴重な部品が廃棄されることはありません。
(6)最短生産サイクルを必要とする緊急部品。

1.1.4処理方法の選択と処理計画の決定
1)処理方法の選択
加工方法の選択原理は、加工面の加工精度と表面粗さを確保することです。 同じレベルの精度および表面粗さを達成する多くの機械加工方法が通常存在するので、部品の形状、サイズ、熱処理要件など、実際の選択には包括的な検討が必要です。
2)処理計画の原則を決定する
部分的により精密な表面仕上げは、粗面仕上げ、半仕上げおよび仕上げによって達成されることが多い。 品質要件に基づいてこれらの面に適切な最終加工方法を選択するだけでは不十分ですが、ブランクから最終成形までの加工計画も適切に決定されなければなりません。

1.1.5プロセスと作業手順の分割
一般的なプロセスを分割する方法はいくつかあります。
1)部品ローディング位置決め工程
各パーツの形状が異なるため、各サーフェスの技術要件が異なります。 したがって、処理の際には位置決め方法が異なります。 内部形状は、通常、形状が機械加工されるときに位置決めされ、内部形状が処理されるときに外部形状が位置決めされる。 したがって、このプロセスは、異なる位置決め方法に従って分割することができる。

2)荒削り仕上げによる
加工精度、粗加工原理、仕上げ分離プロセス、すなわち荒加工と仕上げに応じて、サブプロセスなどの部品の剛性と変形に応じて、異なる機械または異なる工具を使用して機械加工することができる。 通常、1つの設備では、部品の表面の一部を機械加工し、次に部品の他の部品を機械加工することはできません。
3)使用したツールでプロセスを分割する
ツールの変更回数を減らすために、アイドル時間が圧縮され、不要な位置決め誤差が減少します。 部品は、工具集中プロセスと同じ方法で機械加工できます。 つまり、1つのセットアップで、同じ工具を使用して機械加工可能なすべての部品を加工し、次に別の工具を使用して他の部品を加工することができます。 サブワークステップでは、主に加工精度と効率を考慮します。 あるプロセスでは、さまざまなサーフェスを処理するために、さまざまなツールやカットを使用する必要があります。 より複雑なプロセスの分析と記述を容易にするために、プロセスのステップに細分化されています。

要するに、プロセスとステップの分割は、その部品の特定の構造的特徴、技術的要件、およびその他の包括的な考慮事項に基づいて行われるべきである。

1.1.6処理ルートの決定
NC加工では、ワークに対する工具工具の位置を加工経路と呼びます。 プログラミング時に、処理パスを決定するための原則は次のとおりです。
1)加工ルートは加工部品の精度と表面粗さを保証し、効率は高い。
2)数値計算を簡素化し、プログラミングワークロードを削減する。
3)処理経路は最短でなければならず、プログラムセグメントを減らして空の時間を短縮することができる。
4)また、加工経路を決定する際には、工作物の加工代、工作機械と工具の剛性を考慮する必要があります。完了した加工がシングルパスかマルチパスか、フライス加工中に上昇または上昇フライスが使用されているかどうかを確認します。

1.1.7 編集エラーとそのコントロール
CNC工作機械の優れた特徴の1つは、部品の加工精度が加工プロセス中に形成されるだけでなく、加工の前処理段階でも形成されることである。 プログラミング段階でのエラーは避けられません。 これはプログラム制御そのものの原則によるものです。 プログラミング段階では、図面に関する情報が制御システムに受け入れられる形式に変換されます。
近似計算エラー、補間エラー、サイズ丸めエラーの3種類のエラーが発生します。
点制御プロセスでは、プログラミング誤差は、ホール位置の寸法精度に直接影響を与える誤差のラウンドを含む。 輪郭制御処理では、補間精度は主に輪郭処理精度の影響を受け、サイズ丸め誤差の影響は二次的である。 したがって、一般的なプログラミングエラーは、補間エラーを指します。
制御システムと駆動システムのために、エラー、部品位置決め誤差、工具誤差、工具摩耗誤差、工作物変形誤差などがあります。
したがって、部品図面に与えられた公差のごく一部だけが、プログラミングプロセス中にエラーを割り当てることを可能にする。 一般的に許容されるプログラミング誤差は、部品公差の0.1〜0.2に等しくなります。

1.1.8処理中の処理命令
CNC機械で部品を加工する操作を事前に指定するには、プログラムで命令を使用する必要があります。 処理中に自動的に実行されます。 これらの指示は技術的な指示と呼んでいます。
このタイプの命令は、国際標準を持っています。つまり、機能命令G補助関数命令Mの2つのカテゴリの書き込みです。 加工プログラムを作成するときは、マニュアルに従って適切に選択して処理する必要があります。

2.1.9クランクシャフト材料の選択
現在、自動車エンジンのクランクシャフト材料は、2種類のダクタイル鋳鉄である。
ダクタイル鋳鉄の良好な切断性能のために、所望の構造形状を得ることができる。 スチールクランクシャフトと同様に、様々な熱処理および表面硬化処理を行い、クランクシャフトの疲労強度、硬度および耐摩耗性を改善することができる。 回転楕円体黒鉛鋳鉄クランクシャフトのコストは、焼き入れされた焼き入れされたスチールクランクシャフトのコストの約1/3しかないため、回転楕円体黒鉛鋳鉄クランクシャフトが国内外で広く使用されています。

統計によると、自動車のエンジンクランクシャフトに使用される延性鉄の割合は、米国で90%、英国で85%、日本で60%です。 さらに、球状黒鉛鋳鉄材料は、ドイツ、ベルギーおよび他の国々で大量に使用されている。 中国でのダクタイル鋳鉄クランクシャフトの使用がより明らかです。 中型および小型パワークランクシャフトの85%以上がダクタイル鋳鉄製です。 高出力の自動車用ディーゼルエンジンクランクシャフトの場合、鍛造されたスチールクランクシャフトは全体として機械的性質が高い。
多くの高強度、中速、高出力、4ストロークディーゼルエンジンは例外なく鍛造クランクシャフトを使用しています。 1.6L以上の排気量のエンジンには、鋼製の鍛造クランクシャフトも使用されます。
実際のクランクシャフトデザイン(小型クランクシャフト)と組み合わされた国内外の経験を基に、クランクシャフトはダクタイル鋳鉄製で、ビレットは鋳造されています。


1.1.10プロセス材料、工具および備品の準備
計画の準備は、最初のステップにすぎません。 プログラムが確認されたら、次のステップは材料とツールと備品を準備することです。 このステップの完了度は、CNC操作の最終的な影響に直接影響します。
機械加工プロセス中の部品の形状および技術的要件が異なるため、異なるタイプの工具が機械加工のために選択される。 たとえば、三角形のスレッドを加工する場合は、三角形のスレッド旋削工具を選択する必要があります。 アークを加工する場合は、アークを機械加工用の鋭利なツールとして選択する必要があります。 合理的な加工ツールの選択は、良品の加工に対する基本的な保証です。
CNC旋盤のアルミロッドやパラフィンロッド、アルミロッド、パラフィンロッドの加工は、3つのジョーのセルフセンタリングチャックで直接行うことができます。

フライス盤で機械加工する場合、従来のフライス盤の要件が使用される限り、アルミニウムまたはパラフィンボードは、プレッシャープレートを使用してテーブルに固定することも、フラットクランプをクランプすることも、クランプ力を制御して、加工プロセス中にワークピースが発生しないようにすることもできます。 モバイルはスマートな動きです。

同時に、CNC工作機械の技術的要求、ランプの特性、工作物の材質、加工方法、切削量、および工具および器具を正しく選択するための他の関連要因の性能を総合的に考慮する必要がある。
加工プロセス中、加工代は合理的に分布され、荒加工と仕上げ加工が区別されます。 上記の方法により、加工された被加工物が絞りの要求を満たし、効果が良好であり、数値制御工作機械の動作の目的が達成される。

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