Pobierz artykuł w PDF

Diamenty są
najlepszymi przyjaciółmi
tulei cylindrowej Przedstawione w tym artykule dwie firmy o różnym profilu
rynkowym zastosowały nowoczesną technologię honowania
z wykorzystaniem osełek diamentowych. W obu przypadkach
skutkowało to skróceniem jednostkowych czasów obróbki tulei
cylindrowych, poprawieniem ich jakości i przyczyniło się do polepszenia osiągów silników.
Stałe dążenie producentów samochodów do zmniejszania
zużycia paliwa i emisji spalin oraz poprawy charakterystyk
technicznych skutkuje wieloma zmianami w budowie silników
i technologii ich wytwarzania. Stosowane w nowoczesnych
silnikach tolerancje wymiarowe tulei cylindrowych oraz dopuszczalne odchyłki błędów kształtu są mniejsze niż w przeszłości.
Rozwój inżynierii materiałowej umożliwił zastosowanie przemysłowe nowych materiałów i powłok, które wymagają użycia
do ich obróbki innych niż dotychczas narzędzi obróbkowych.
Nowe materiały stosowane w produkcji pierścieni i tłoków
podwyższyły wymagania dotyczące tolerancji średnicy tulei
cylindrowej, dopuszczalnych błędów kształtu i chropowatości
powierzchni. Dwie firmy, White Performance i Jasper Engines
& Transmissions zajmują się obróbką silników. Silniki z White
Performance przeznaczone są do wyścigów samochodowych
Właściciel firmy White Performance, Fred White z protokołem
pomiarów na hamowni silnika.
podczas gdy obrabiane w JASPER mają przeznaczenie użytkowe. Obie firmy stosują jednak tę samą technologię honowania
tulei cylindrowych z zastosowaniem osełek diamentowych.
Nowoczesna technologia pozwoliła nie tylko polepszyć jakość
tulei cylindrowych, co skutkuje lepszymi osiągami silników, ale
także skróciła czas obróbki przyczyniając się do zwiększenia
zyskowności produkcji.
Firma tuningowa skraca cykl honowania o połowę i poprawia osiągi silników.
Właściciel White Performance, Fred White, były uczestnik wyścigów równoległych, posiada warsztat o powierzchni 1 486 m²
wykonujący pełen zakres usług i zatrudniający ośmiu pracowniOperator honownicy SV10
wykonuje pomiary cylindra
przy pomocy średnicówki
Sunnen GRM2125 z działką
elemntarną 0,002mm.
ków. Firma ma swoją siedzibę w miejscowości Kingsport w stanie Tennessee. „Nasz chleb powszedni to silniki wyczynowe dla
wyścigów na odcinkach prostych i na torach owalnych. Poza
tym zbudowaliśmy mocną pozycję w branży wyczynowych
silników do łodzi”, powiedział White.
Ekran dotykowy układu sterowania pokazuje kształ cylindra i ułatwia tym samym
dokonanie korekcji programu obróbki.
nich występują bloki i cylindry wykonane ze
pomocą układu PLC Siemens, posiada silnik
wszystkich stosowanych obecnie materiałów
napędu obrotowego głowicy o mocy 2,25 kW,
procent, a czas pracy hamowni skrócił się
się na silnikach małych poddaje obróbce oko-
pewną niedogodność. Nowa honownica
takich jak: żeliwo szare, żeliwo wysokoniklo
a także odrębny silnik skoku o mocy 0,75kW.
znacząco.
ło 15 000 silników rocznie i planuje ekspansję
SV-410 wyposażona jest w napęd wrzeciona
we, żeliwo o zwartym graficie (CGI), Nickasil,
Moment obrotowy generowany przez napęd
W firmie White Performance przeprowadza
na rynki silników dużych oraz wyczynowych.
o mocy 7,5 kW i serwomechanizm w napędzie
aluminium(Alusil). Spektrum specyfikacji
wrzeciona jest duży, dzięki czemu możliwa
się cykle honowania zgrubnego i wykańcza-
„W tej chwili zajmujemy się budową silników
skoku umożliwiające wydajną obróbkę nawet
technicznych jest także szerokie: GM Bow Tie,
jest praca z osełkami diamentowymi. Układ
jącego przy pomocy osełek diamentowych,
seryjnych i wyważaniem wałów korbowych
najtwardszych materiałów. Stosujemy wielo-
Dart, Honda, Toyota, a także bloki z dużymi
sterowania PLC oraz silniki z regulowaną bez-
a następnie wykonywane jest honowanie „pla-
do dużych silników oraz planujemy zająć
osełkowych głowice honujące wyposażone
średnicami cylindrów takie jak Chevy i Ford.
stopniowo prędkością umożliwiają uzyskanie
teau” przy pomocy szczotek. „Naszym celem
się silnikami półwyczynowymi”, powiedział
w osełki diamentowe lub CBN w zależności od
Wszystko co przejdzie przez drzwi, nawet
dowolnego kąta siatki rys dla każdej średnicy
jest uzyskanie tolerancji średnicy o wartości
Kierownik Zakładu Matt Gregory. „Biorąc pod
materiału obrabianego cylindra. Sterowanie
sprężarki powietrza z cylindrami o średnicy
i długości cylindra. Prędkości głowicy i skoku
maksymalnej 0,005mm i odchyłki kołowości
uwagę wielkość naszej produkcji nie było
CNC honownicy SV410 umożliwia automa-
430mm”, powiedział Chris Webb, operator
można zmieniać podczas trwania cyklu. Pulpit
maksymalnie 0,002mm oraz chropowatości
dobrej alternatywy dla używanej przez nas
tyczną jej pracę, co w przypadku firmy Jasper
obrabiarek z czterdziestoletnim doświad-
układu sterowania wyposażony jest w ekran,
powierzchni cylindra określonej parametrami
skutkowało natychmiastowym wzrostem
czeniem. Chris przyszedł do pracy w White
na którym wyświetlany jest profil honowane-
Rvk, Rpk i Rk o następujących wartościach: Rvk:
wydajności.
Performance z firmy Morgan-McClure Racing,
go otworu w czasie rzeczywistym. Funcjonal-
0,87-1,0(µm); Rpk: 0,2-0,3(µm); Rk: 0,58-0,7(µm),
Po wciśnięciu przez operatora przycisku „start
w której zajmował się obróbką silników dla
ność ta umożliwia operatorowi zatrzymanie
w zależności od zastosowanych pierścieni
cyklu” zostaje uruchomiony proces honowania
serii wyścigów Sprint Cup.
skoku w miejscu ciaśniejszym i w efekcie
tłokowych”,wyjaśnił Webb. „Pomiary średnicy
bloku przebiegający w pełni automatycznie.
Kiedy Chris Webb dołączył do nowego
szybszą korekcję błędu stożkowatości cylin-
i kształtu cylindra dokonujemy przy pomocy
Honownica SV410 wyposażona jest w tuleję
zespołu White Performance używana była
dra. Dostępna jest także funkcja automatycz-
średnicówki Sunnen, a pomiary chropowa-
parkującą, w której chowa się głowica honują-
tam legendarna honownica Sunnen CV616
nego rozpoznanie błędów kształtu cylindra
tości powierzchni przy pomocy miernika
ca po zakończeniu każdego cyklu honowania
wyposażona w klasyczne głowice honujące
i automatycznego zatrzymania skoku. „Można
Mitutoyo”
oraz podczas automatycznego przejazdu
z dwiema osełkami ceramicznymi i dwiema
dokładnie zobaczyć na ekranie, co się dzieje
„Honownicę SV10 może obsługiwać nawet
jednostki(głowicy) od cylindra do cylindra.
podeszwami prowadzącymi. Okazuje się,
w trakcie cyklu honowania”, powiedział Webb.
niedoświadczony operator, a ten który zdo-
W przypadku bloków widlastych, po obróbce
Głowice honujące DH wyposażone są w osełki
będzie doświadczenie wykona dużo więcej
że nawet wprawny operator z doświadcze-
diamentowe i zapewniają wielopunktowy
bloków. Dwa niezależne silniki realizujące
mieć trudności z osiągnięciem wymaganej
kontakt osełek z honowanym otworem. Układ
ruch obrotowy głowicy honującej i ruch skoku
dokładności obróbki jeśli stosowane są na
rozsuwania osełek za pomocą dwóch stożków
z regulowanymi bezstopniowo prędkościa-
honownicy osełki ceramiczne. Osiągnięcie
zapewnia jednakowy docisk osełek do ściany
mi w połączeniu z układem sterowania PLC
wymaganych w wyczynowych silnikach
cylindra i skutkuje małymi wartościami odchy-
umożliwiają uzyskanie dowolnej wartości kąta
wyników obróbki przy użyciu tej technologii
łek kołowości cylindra.
siatki rys dla każdej średnicy i długości cylin-
honowania wymaga sporego doświadczenia.
„Teraz mogę zainstalować na bloku płytę
dra. Usuwamy podczas honowania naddatek
W przypadku honownicy CV616 zmianę pa-
symulacyjną i wykonać honowanie bloku
o wielkości 0,18-0,23(mm) w twardych blo-
rametrów obróbki uzyskuje się przez zmiany
w czasie krótszym o połowę do dwóch trze-
kach Dart, a pomimo to osełki do honowania
przełożeń przekładni pasowej. Skutkuje to
cich w stosunku do czasu jaki potrzebowałem
pracowały do ich zużycia przez 18 miesięcy.
oczywiście odpowiednim wydłużeniem czasu
pracując na CV 616 i to bez instalacji płyty
Żałuję tylko, że nie zainstalowaliśmy u nas ho-
Obrotowy uchwyt bloku, który sterowany jest
honowania. Wyniki pomiarów z hamowni
symulacyjnej”, dodał Webb. „Przy dużej różno-
nownicy SV10 znacznie wcześniej. Polecam tę
przez serwomechanizm umożliwia obrób-
także pozostawiają wiele do życzenia. Ponie-
rodności bloków i cylindrów które obrabiamy,
maszynę jako pierwsze urządzenie dla każdej
kę bloków o dowolnym kącie i obraca blok
waż Webb pracował w poprzedniej firmie
znacznym udogodnieniem jest możliwość
firmy obróbki silników”, podsumował White.
o masie 230 kg do obróbki drugiego rzędu
na honownicy Sunnen CK21 wyposażonej
zapamiętania programów obróbki i wprowa-
niem nabytym w warsztacie NASCAR może
Głowica honująca DH93 firmy Sunnen
z osełkami diamentowymi zapewnia
wielopunktowy styk osełek ze scianą cylindra.
„Zajmujemy się także budową silników seryjnych i oferujemy gotowe silniki z wysyłką do
wszystkich miejsc na świecie oraz świadczymy
usługi obróbki na rzecz innych warsztatów”.
Firma jest wyposażona w hamownię i jest samowystarczalna w zakresie obróbki posiadając w swoim parku maszynowym pięć maszyn
CNC, elektro-drążarkę, szlifierki do wałów
korbowych i wyważarki, różnorodne obrabiarki konwencjonalne oraz wszystkie rodzaje
sprzętu pomiarowego. White Performance
wykonuje kompletną obróbkę podzespołów,
a także montaż silnika. „Poddajemy procesowi honowania około 200 bloków na miesiąc
na potrzeby własne oraz innych firm. Wśród
pierwszego rzędu cylindrów uchwyt obróbkoHonownica Sunnen SV410 posiada rozsuwane drzwi, które po otwarciu odsłaniają
całą przetrzań obróbczą ułatwiając załdunek
i wyładunek bloku.
Programowanie honownicy oraz jej ustawienie jest uproszczone dzięki zastosowaniu
wielofunkcyjnego pokrętła elektronicznego.
Opcjonalny automatyczny uchwyt bloku “V”
pozycjonuje blok do obróbki drugiego rzędu
cylindrów.
wy jest automatycznie obracany do obróbki
drugiego rzędu cylindrów. Po zakończonym
cyklu obróbki całego bloku uchwyt obraca
się automatycznie do pozycji umożliwiającej
wydostanie się z bloku reszek oleju honowniczego lub emulsji wodnej. Kąt siatki rys jest
programowany na ekranie pulpitu sterowania,
a jego zmiana jest bardzo łatwa ze względu
na zastosowane w maszynie bezstopniowe
napędy ruchu obrotowego i skoku głowicy.
cylindrów w ciągu jednej sekundy. Obrabiar-
w mikroprocesorowy układ sterowania oraz
dzania szybkich zmian do bieżących ustawień.
Firma regenerująca silniki w sposób prze-
głowice z osełkami diamentowymi, bez trudu
Układ sterowania zapewnia powtarzalność
mysłowy automatyzuje honowanie w celu
po ich otwarciu odsłaniają całą przestrzeń
przekonał właściciela firmy Performance Whi-
osiąganych wyników obróbki. Po ustawieniu
uzyskania większej wydajności.
obróbczą i umożliwiają tym samym łatwe
te do zakupu najnowszej honownicy Sunnen
parametrów obróbki takich jak skok, prędko-
ka wyposażona jest w drzwi przednie, które
mocowanie bloku w uchwycie. Programowa-
SV10.
ści rozsuwania osełek, prędkości obrotowej
Firma Jasper Engines and Transmissions
nie i ustawienie honownicy SV410 zostało
„Zastosowanie honownicy SV10 podwoiło
głowicy i skoku, docisku osełek i kąta siatki
założona w roku 2004 i mieszcząca się w miej-
honownicy Sunnen CK21, aż do momentu
uproszczone dzięki zastosowaniu wielofunk-
przede wszystkim nasze możliwości prze-
rys , każdy cylinder jest taki sam, bez różnic
scowości Willow Springs w stanie Missouri,
pojawienia się na rynku nowego modelu
cyjnego pokrętła elektronicznego obsługują-
robowe dzięki zredukowaniu czasu cyklu
w okrągłości i stożkowatości.”
wykorzystała wzrost zapotrzebowania na
honownicy ze sterowaniem CNC Sunnen
cego ruchy ręczne skoku głowicy, wysuwania
o połowę. Dodatkowo nastąpiła natychmia-
Z nową honownicą SV10 i technologią hono-
regenerowane silniki spowodowany zmianami
SV410”,wyjaśnił Gregory.
i chowania osełek oraz pozycji jednostki ob-
stowa poprawa wyników na hamowni z tytułu
wania osełkami diamentowymi osiągnęliśmy
w polityce regeneracji komponentów i dzięki
W honownicy CK-21 konieczne jest manualne
róbczej i pozycji obrotowego uchwytu bloku.
lepszej dokładności obróbki”, powiedział
przeciętny wzrost mocy i momentu obrotowego
większemu zapotrzebowaniu na silniki do
wprowadzenie głowicy honującej do cylindra,
White. Honownica SV-10 sterowana jest za
gotowych silników od jednego do dwóch
łodzi. Zakład, który początkowo koncentrował
co w środowisku produkcyjnym stanowi
„Zużycie osełki jest automatycznie kompensowane i jest precyzyjne, co stanowi dla nas
dużą zaletę tej maszyny. Możliwości układu
sterowania honownicy SV410 znacznie przewyższają te, które znamy z modelu CK21.
Jesteśmy także pozytywnie zaskoczeni łatwością w utrzymaniu maszyny w czystości.
Chłodziwo jest filtrowane przez separator
magnetyczny oraz filtry papierowe. Ułatwia
to utrzymanie maszyny w czystości i wydłuża okres jej eksploatacji. Jedyną poprawkę
w procesie którą musieliśmy wprowadzić,
był zabieg sprawdzania ewentualnego przysłonięcia otworu cylindra przez uszczelkę
płyty symulacyjnej, co mogłoby skutkować
uszkodzeniem osełek honujących. Operator
Operator honownicy przywołuje
z pamięci zapisany program obróbki
danego bloku, wpisuje naddatek do
usunięcia i uruchamia cykl honowania
bloku. Obróbka bloku odbywa się dalej
automatycznie.
Honownica SV410 jest przystosowana do
współpracy zarówno z zespołem aktywnej
kontroli średnicy podczas cyklu w celu
korekcji średnicy i eliminacji błędów kształtu
cylindra jaki i pomiaru cylindra po zakończeniu cyklu w celu analizy statystycznej
wyników. „Cylindry są wstępnie wytaczane,
a naddatek pozostawiony na honowanie
wynosi 0,09-0,14(mm) na średnicy”, powiedział Gregory. Operator honownicy SV410
przywołuje z pamięci układu sterowania
program obróbki bloku aktualnie zamocowanego w uchwycie i podaje naddatek do
usunięcia. Po rozpoczęciu cyklu obróbki
honownica automatycznie wykrywa otwór
i prowadzi obróbkę automatycznie z zapisanymi w programie parametrami bez ingerencji operatora. Gotowe programy obróbki
dla bloków 350 i 262 są dużym ułatwieniem.
Łatwa jest także możliwość korekcji zaprogramowanych parametrów i naddatku.
„Do największych zalet honownicy Sunnen
SV410 należą łatwe programowanie, ustawienie i w pełni automatyczny cykl, który
pozwala na wykonanie cylindrów wysokiej
jakości przy najniższym koszcie przypadającym na każdy otwór”, dodał Gregory.
Tekst opracowano na podstawie artykułu Sunnen Co. X-NR-1002”
Sunnen Polska Sp. z o.o. Warszawa
Phone +48 22 814 34 29 | Fax +48 22 814 34 28
Email: [email protected]
www.sunnen.pl
wykonuje ten zabieg po zamontowaniu
płyty symulacyjnej zanim blok trafi na
honownicę” Jako firma obrabiająca silniki
seryjne Jasper dąży do utrzymania tolerancji średnicy cylindrów w zakresie +0,013 /
-0,008(mm), odchyłki okrągłości cylindrów
mniejszej niż 0,013mm oraz chropowatości powierzchni Ra 0,65–0,95(µm). Podział
naddatku na obróbkę zgrubną i wykańczającą jest jak 90% do 10%. Podczas zabiegu
wykańczającego parametry posuwu osełek
są odpowiednio zmniejszone, a parametry
prędkości skoku i prędkości obrotowej odpowiadają wymaganemu kątowi siatki rys.
Honowanie „plateau” wykonywane poza cyklem automatycznym. „Automatyzacja cyklu
honowania na maszynie SV410 zapewnia
lepsze wykorzystanie czasu pracy operatora
umożliwiając mu równoległą obsługę honownicy CK21. Drugi operator może w tym
samym czasie obsługiwać dwie frezarki
i instalować płyty symulacyjne do bloków”,
powiedział Gregory. „Dodatkowo dysponujemy większą zdolnością produkcyjną oraz
nowoczesną technologią i możemy sprostać
wzrastającej liczbie zamówień i różnorodności bloków”.