Преодоление сложной задачи механической обработки:лестничная рама для дизельного двигателя объемом 13,6 л

Когда клиент принес нам новый 13,6-литровый дизельный двигатель для мощной сельскохозяйственной и строительной техники, ему нужен был не просто поставщик механической обработки — ему нужен был партнер, который мог бы помочь довести его до финиша. Это была важнейшая платформа двигателя, в основе которой лежал сложный корпус лестничной рамы.

С самого начала заказчик знал, что эту деталь будет нелегко обработать . Его длина составляла более 40 дюймов, требовались жесткие допуски и точные характеристики крутящего момента, и в конечном итоге его собирали с использованием роботизированной затяжки для обеспечения единообразия. Они обратились в Stecker из-за нашей репутации не только в области обработки сложных деталей, но и благодаря нашему опытному инженерному персоналу, который мог помочь им усовершенствовать конструкцию.

Как и во многих наших проектах, финальная обработка – это лишь малая часть дела .

Описание проекта каркаса лестницы

Лестничная рама этого OEM-производителя расположена на вершине большого блока дизельного двигателя мощностью 684 л.с. и играет несколько важных ролей. Он удерживает ключевые компоненты клапанного механизма — клапанные пружины, распределительный вал и коромысло — и распределяет внутренние нагрузки двигателя. Конструктивно он обеспечивает жесткость, снижает вибрацию и обеспечивает правильную центровку валов, приводящих в движение и синхронизирующих движение клапана.

Прототипирование, партнерство и проектирование на лету

Заказчик принес первоначальные чертежи конструкции своего двигателя и спросил, поможем ли мы воплотить его в жизнь. Мы не просто процитировали отрывок, а засучили рукава и работать бок о бок со своими инженерами-конструкторами для решения проблем с нуля. 

Их команды дизайнеров встретились на заводе Stecker, чтобы совместно с нашими инженерами разработать прототип. Мы начали с алюминиевых отливок в песчаные формы, которые идеально подходят для прототипирования из-за более низких затрат на инструменты и быстрого выполнения работ.

Лестничная рама требовала чрезвычайно жестких требований к крутящему моменту и размерным допускам в пределах нескольких микрон, а это означало, что деталь должна была быть обработана точно так, как она будет использоваться в двигателе. Работая совместно с командой дизайнеров заказчика, мы вносили коррективы в конструкцию в режиме реального времени во время обработки, чтобы уточнить характеристики и оптимизировать размещение болтов. 

Поскольку алюминиевые отливки могут скручиваться или изгибаться под действием крутящего момента, было важно поддерживать одинаковые характеристики крутящего момента во время испытаний. Мы даже использовали одни и те же болты и значения крутящего момента во время расточки. Мы также создали симулятор, отражающий настройки сборки, что позволило нам проверить процесс обработки в реальных условиях . Чтобы гарантировать повторяемость, мы внедрили роботизированную затяжку, гарантируя, что каждая деталь соответствует тем же стандартам сборки, что и на производственной линии.

Такой уровень детализации имел значение. Для детали такого размера и такой важной конструкции даже небольшие отклонения могут вывести из строя всю систему клапанного механизма. Создав симулятор и имитируя условия сборки OEM, мы помогли обеспечить правильную установку, стабильную работу и соответствие строгим требованиям клиента.

Проблемы проектирования и обработки

Особенно сложным для этого проекта стал переход от литья в песчаные формы к литью под давлением по мере увеличения объемов производства. Литье под давлением обеспечивает эффективность и повторяемость, но оно также сопряжено с такими рисками, как пористость — крошечные пустоты в материале, которые ставят под угрозу прочность и целостность поверхности. 

Проблему усугублял тот факт, что литейные предприятия не могли выдержать избыточный машинный парк. Удаление слишком большого количества материала во время обработки может фактически создать пористость, а не устранить ее . Это означало, что нам нужно было идти по тонкой грани:материала было ровно столько, чтобы обработать чистые поверхности, но не настолько, чтобы вызвать дефекты отливки.

Чтобы решить эту проблему, мы тесно сотрудничали с литейным заводом, проводя совместные проверки как на нашем предприятии, так и на месте с их командой . Вместе мы протестировали различные припуски на литье, скорректировали стратегии обработки и в конечном итоге более десятка раз модифицировали инструменты, чтобы добиться идеального результата.

Прилагаем дополнительные усилия для обеспечения качества и отслеживания

Переход от прототипа к полноценному производству потребовал значительных инвестиций в специальное оборудование для обеспечения допусков и единообразия тысяч деталей. Поскольку эта лестничная рама обрабатывается на специальной линии, каждое приспособление, зажим и рабочий процесс были специально созданы только для этой детали . Мы потратили много времени на предварительное тестирование процессов Poka-yoke, эргономическое тестирование и обратную связь с операторами, чтобы убедиться, что ячейка настроена перед вводом в эксплуатацию. 

С точки зрения качества, этот проект не оставляет ничего на волю случая. Каждая рама лестницы проходит 100% проверку. , и каждый из них сериализуется с помощью кода матрицы данных, который напрямую связан с отчетом о проверке. Наша система регистрирует все данные о размерах в цифровом виде, поэтому, если клиент позвонит с вопросом, завтра или через пять лет, мы сможем за считанные секунды просмотреть историю проверок именно этой детали. Такой уровень прослеживаемости необходим для такой важной детали , и это дает нашим клиентам полную уверенность в том, что каждый компонент, покидающий Stecker, соответствует спецификациям и полностью подтвержден данными.

Создан для самых сложных задач и готов к новым вызовам

За 24 года работы в Stecker я могу с уверенностью сказать, что это одна из самых сложных деталей, которые мы когда-либо создавали. Это потребовало от нас всех инженерных знаний, координации литейного производства и технологической дисциплины. И именно для таких задач мы созданы.

Подобные сложные детали — это не просто технические проблемы, это возможности для сотрудничества, инноваций и доказательства того, почему Stecker является предпочтительным партнером-поставщиком, когда точность и производительность не могут быть поставлены под угрозу. 

Благодаря недавним инвестициям в оборудование и повышению производительности мы готовы взяться за новые проекты обработки высокой сложности для OEM-партнеров. Свяжитесь с нами чтобы обсудить ваш сложный проект по обработке с ЧПУ сегодня.

Об авторе

Джейсону нравится решать проблемы клиентов. В качестве вице-президента по развитию бизнеса Джейсон отвечает за развитие нового бизнеса, а также является контактным лицом для нескольких текущих клиентов SMC. Джейсон работал в сфере проектирования, производства и продаж и считает, что его самая сильная сторона — это предоставление клиентам решений их производственных задач.