Matrițare cu avans mare vs matrițare tradițională pentru chiulase din fontă

Fier de fier rămâne materialul dominant pentru chiulasele motoarelor diesel datorită stabilității termice, dar mașini de prelucrat costurile reprezintă 18-25% din cheltuielile totale de producție. Deși milling-ul frontal tradițional oferă o precizie dovedită, strategii mai moderne cu avans mare promit o îndepărtare mai rapidă a materialului. Acest studiu testează dacă noile scule HFM pot îndeplini standardele auto clasei II (ISO 12164-2) îmbunătățind în același timp productivitatea.

Metodologie

1. Configurarea experimentului

Am prelucrat eșantioane din fontă cenușie (Clasa G3000) în trei condiții:

• Tradițional: freză frontală de 4", 0.012"/dinte, 500 SFM

• HFM: sculă de 1.5", 0.039"/dinte, 985 SFM

• Hibrid: degroșare HFM + finisare tradițională

Toate testele utilizate:

• Lichid de răcire: emulsie sintetică 8% (Blaser Swisslube)

• Măsurare: CMM Mitutoyo (repetabilitate 0,0002")

• Monitorizarea uzurii sculei: Zoller Genius 3

2. Colectarea datelor

Parametrii urmăriți la fiecare 15 cicluri:

• Rugozitatea suprafeței (Mitutoyo SJ-410)

• Uzura pe flancul sculei (standard ISO 3685)

• Timpul real față de timpul programat al ciclului

PRINCIPALELE DESCOPERIRI

• HFM a demonstrat o îndepărtare a metalului cu 28% mai rapidă, dar a necesitat schimbări mai frecvente ale sculei

• Rectificarea tradițională a produs o planitate mai bună (0,003" vs 0,005")

• Abordarea hibridă echilibrează viteza și precizia

Discuție

1. Implicații practice

Pentru uzinele de motoare cu volum mare:

• HFM este eficient pentru prelucrarea preliminară unde toleranțele de ±0,02" sunt suficiente

• Metodele tradiționale rămân preferabile pentru suprafețele finale de etanșare

Analiza costurilor sculelor evidențiază:

• HFM economisește 3,20 $/piesă la manoperă

• Adaugă 1,75 $/piesă la costurile de insertie

2. Limitări

Concluziile se aplică în mod specific pentru:

• Fontă G3000

• Intervalul de duritate 35-45 HRC

• Centre de prelucrare verticală

Concluzie

HFM demonstrează economii clare de timp pentru prelucrarea capetelor de motor din fontă atunci când este utilizat strategic. Producătorii ar trebui:

• Să adopte HFM pentru suprafețele necritice

• Să păstreze frezarea tradițională pentru trecerile finale

• Să ia în considerare abordări hibride pentru geometrii complexe

Cercetările ulterioare ar trebui să examineze viabilitatea HFM cu fontă nodulară compactă (CGI).