Високе подавання проти традиційного фрезерування торцем для чавунних головок блоків двигунів

Литий чавун залишається домінуючим матеріалом для головок дизельних двигунів завдяки своїй термічній стабільності, але обробка витрати спожвають 18-25% від загальних виробничих витрат. Хоча традиційне торцеве фрезерування забезпечує перевірену точність, новіші технології високопродуктивного фрезерування обіцяють швидше видалення матеріалу. Це дослідження перевіряє, чи сучасні інструменти ВПФ можуть відповідати автомобільним стандартам класу II (ISO 12164-2) та при цьому підвищити продуктивність.

Методологія

1. Експериментальна установка

Ми обробляли зразки сірого чавуну (клас G3000) за трьох умов:

• Традиційне: фреза діаметром 4", 0,012"/зуб, 500 SFM

• ВПФ: інструмент діаметром 1,5", 0,039"/зуб, 985 SFM

• Гібридне: ВПФ чернової обробки + традиційне фінішне оброблення

Всі використані випробування:

• Охолоджувач: 8% синтетична емульсія (Blaser Swisslube)

• Вимірювання: координатно-вимірювальна машина Mitutoyo (повторюваність 0,0002 дюйма)

• Контроль зношення інструменту: Zoller Genius 3

2. Збір даних

Параметри, що відстежуються кожні 15 циклів:

• Шорсткість поверхні (Mitutoyo SJ-410)

• Зношення задньої поверхні інструменту (стандарт ISO 3685)

• Фактичний та запрограмований час циклу

Основні висновки

• HFM показав на 28% швидше видалення металу, але потребував частішої заміни інструментів

• Традиційне фрезерування забезпечило кращу площинність (0,003" порівняно з 0,005")

• Гібридний підхід забезпечив баланс між швидкістю та точністю

Обговорення

1. Практичні висновки

Для виробництв з високим обсягом двигунів:

• HFM доцільно використовувати для попередньої обробки, де допуски ±0,02" є достатніми

• Традиційні методи залишаються кращими для остаточної обробки ущільнювальних поверхонь

Аналіз вартості інструментів показує:

• HFM економить $3,20/деталь витрат на робочу силу

• Збільшує витрати на вставки на $1,75/деталь

2. Обмеження

Висновки стосуються конкретно:

• Чавун G3000

• Діапазон твердості 35-45 HRC

• Вертикальні обробні центри

Висновок

HFM демонструє чітку економію часу під час обробки чавунних головок двигунів, якщо використовувати його стратегічно. Виробникам слід:

• Використовувати HFM для некритичних поверхонь

• Зберігати традиційне фрезерування для остаточних проходів

• Розглядати гібридні підходи для складних геометрій

Подальші дослідження мають вивчити доцільність використання HFM для обробки високоміцного чавуну з вермикулярним графітом (CGI).