Høy-tilstrømning vs. tradisjonell ansiktsfræsing for støpejernsmotorhoder

Støtt jern forblir dominerende material for dieselmotorhoder på grunn av sin termiske stabilitet, men maskinering kostnader utgjør 18–25 % av totale produksjonskostnader. Mens tradisjonell ansiktsfræsing gir bevist nøyaktighet, lover nyere høy-tilstrømningsstrategier raskere materialefjerning. Denne studien tester om moderne HFM-verktøy kan oppfylle bilstandarder klasse II (ISO 12164-2) mens produksjonshastigheten forbedres.

Metodologi

1. Eksperimentell oppsett

Vi bearbeidet støpejernsprøver (grad G3000) under tre forhold:

• Tradisjonell: 4" diameter ansiktsfræs, 0,012"/tann, 500 SFM

• HFM: 1,5" diameter verktøy, 0,039"/tann, 985 SFM

• Hybrid: HFM-foredling + tradisjonell etterbehandling

Alle tester brukt:

• Kjølevæske: 8% syntetisk emulsjon (Blaser Swisslube)

• Måling: Mitutoyo CMM (0,0002" gjentakbarhet)

• Verktøy-slitasjemonitorering: Zoller Genius 3

2. Datainnsamling

Parametere som følges hver 15. syklus:

• Overflateruhet (Mitutoyo SJ-410)

• Verktøy sideflate-slitasje (ISO 3685 standard)

• Faktisk vs programmerte syklustider

NYE FUNN

• HFM viste 28% raskere metallfjerning, men krevet oftere verktøyuttak

• Tradisjonell fresing ga bedre planhet (0,003" mot 0,005")

• Hybridtilnærming balanserte hastighet og nøyaktighet

Diskusjon

1.Praktiske konsekvenser

For motorfabrikker med høy volumproduksjon:

• HFM gir mening for forbehandling der toleranser på ±0,02" er tilstrekkelige

• Tradisjonelle metoder er fremdeles å foretrekke for endelige tetningsflater

Verktøyskostnadsanalyse viser:

• HFM sparer 3,20 $/del i arbeidskostnader

• Tilføyer 1,75 $/del i innsettingskostnader

2.Begrensninger

Resultatene gjelder spesifikt for:

• G3000 støpejern

• 35–45 HRC hardhetsområde

• Vertikale maskinsenter

Konklusjon

HFM viser tydelige tidsbesparelser for støpejernsmotorhoder når det brukes strategisk. Produsenter bør:

• Ta i bruk HFM for ikke-kritiske overflater

• Ta vare på tradisjonell fræsing til siste passeringer

• Vurdere hybridtilnærminger for komplekse geometrier

Videre forskning bør undersøke HFM's levedyktighet med kompaktgrafittjern (CGI).