Zanosi się na to, że także w ciągu najbliższych lat, branża wyścigów motoryzacyjnych nie da chwili wytchnienia narzędziom do obróbki.

    Motorsport Industry Association (Stowarzyszenie Przemysłu Sportów Motorowych), Brytyjska organizacja handlowa, szacuje, że sprzedaż produktów związanych z rajdami samochodowymi w Stanach Zjednoczonych plasuje się w granicach 19.5 miliardów $. Tym co napędza ten rynek, w znacznie większym stopniu niż ekstrawagancka liga NESCAR, czy Indy Racine, są Ci tak zwani amatorzy, biorący udział w wyścigach przeróżnego typu i ciągle poszukujący nowych rozwiązań, pozwalających im wysunąć się przed innych zawodników. Minęły już te dni, kiedy przetrząsali garaże w poszukiwaniu części, które mogliby przerobić. Większość dzisiejszych kierowców rajdowych, a w szczególności ci biorący udział w zawodach lokalnych, wolą kupować części lub całe zespoły stworzone specjalnie pod ich wymagania, które wystarczy po prostu zainstalować i ewentualnie lekko doregulować. Duża ilość tego typu produktów była prezentowana podczas targów Performance Racing Industry, jakie miały miejsce w grudniu zeszłego roku na Florydzie.

    Targi PRI są skierowane do konstruktorów samochodów wyścigowych, a tym samym i części do tych pojazdów. Pojawiło się na nich około 1,400 wystawców, którzy projektują i produkują silniki samochodów wyścigowych i elementy ich układów napędowych. Tym, co mnie ściągnęło na te targi były stoiska związane z produkcją części samochodowych. Na których ponad 120 wystawców prezentowało oprogramowania typu CAD/CAM, narzędzia do obróbki, cięcia, dokonywania precyzyjnych pomiarów, oraz sprzęt do obróbki wykańczającej i gratowania. Oferta tych stoisk nie była tak wielka, jak ma to miejsce na targach dotyczących jedynie obróbki metali, jednak można było rzucić okiem na sposób wykorzystywania obróbki CNC w produkcji, a w niektórych przypadkach na sam proces produkcji niezwykle wytrzymałych części do samochodów wyścigowych.

    Średni i więksi producenci części do samochodów wyścigowych, a także zespoły rajdowe, dostrzegli zalety technologii CNC i wykorzystują ją, by zyskać jak największą przewagę nad konkurencją.  Jakkolwiek, ci mniejsi konstruktorzy silników i sklepy z częściami dla tej gałęzi motoryzacji, ciągle w niewielkim stopniu wykorzystują obróbkę CNC, także i tu można zaobserwować krzywą wznoszącą. Oto szybki przegląd technologii, jakie przykuły moją uwagę na targach PRI.

    Obróbka otworów – Od razu przychodzi na myśl obróbka wszelkich wnęk, zagłębień w przeróżnych częściach samochodów rajdowych i 5-osiowa obróbka szczelin głowic cylindrów. Obróbka ta ma na celu dopasowanie rozmiarów otworów wlotu i wylotu paliwa w głowicach cylindrów, w celu jak najlepszej optymalizacji przepływu.

    Maszyny VMC używane zwykle do wykonywania szczelin w głowicach cylindrów, są wyposażone w stół obrotowy, umożliwiający rotację w osi B i C, i specjalny nóż w kształcie lizaka, umożliwiający obróbkę wlotów od wewnątrz. Szczeliny można także wykonać na tokarce/frezarce, takiej choćby, jak Integrex z „e”-serii firmy Mazake. W tym wypadku poziome wrzeciono tokarki obraca się w osi C, podczas gdy ruch w osi B jest możliwy dzięki przechylaniu się głowicy tokarskiej wrzeciona.

    Centroid przedstawił system do wykonywania szczelin w cylindrze, w którym, dzięki zastosowaniu stołu obrotowego, był możliwy ruch w 5-ciu osiach. Stół zainstalowany w maszynie firmy Millport, służącej do wykonywania szczelin w głowicy cylindra, wyposażony został w napęd oparty na śrubach z nakrętką kulkową, co pozwoliło na przesunięcie osi B w zakresie 50° wokół punktu centralnego osi. W skład systemu Centroid’a wchodzą narzędzia do obróbki, stoły obrotowe, sondy, noże i stanowiska Mastercam X. Przejścia zrobione ręcznie mogą być skanowane za pomocą sond, także wszystkie szczeliny mogą być robione z idealną dokładnością i powtarzalnością.

    Części – kontrola – niektórzy producenci sprzętu pomiarowego zaadoptowali swoje urządzenia pomiarowe, do kontroli poszczególnych komponentów silnika. Na przykład Mahr Federal przedstawił swoje oprogramowanie Prima, dostępne w systemie zautomatyzowanego formowania i pomiarów pozycji – MahrForm. Nowe programy służące do wymiarowania części takich, jak tłoki, wały rozrządcze i korbowe, korbowody i koła zębate mogą być teraz tworzone w szybki i prosty sposób przy użyciu odpowiednich szablonów. System automatycznie dokonuje pomiaru najważniejszych cech danej części, po wprowadzeniu przez operatora informacji dotyczących jej geometrii i rozmiarów Wyniki pomiarów mogą być przedstawiane w postaci tabeli lub w formie graficznej. Zdjęcie powyżej przedstawia sposób dokonywania pomiarów najważniejszych cech tłoka, w systemie MahrForm. Sonda, w stosunku do pozycji pokazanej, obraca się tu zgodnie ze wskazówkami zegara po 90-stopniowym łuku, tak by możliwy był pomiar wyżłobionych pierścieni.

    Inżynieria wsteczna – Duża liczba zmian w trakcie prac badawczo-rozwojowych to norma. Gdy tylko dana część jest modyfikowana względem swojego CAD’owskiego pierwowzoru, musi być skanowana w celu uchwycenia nowej geometrii. Dane powierzchniowe możemy uzyskać na różny sposób. Najbardziej powszechnymi z tych, jakie były prezentowane na targach są ramiona inspekcyjne, znajdujące się w ofertach takich firm, jak Faro, Romer i Immersion. Wykorzystujące w skanowaniu profili poszczególnych części sondy kontaktowe, jak i bezkontaktowe skanery laserowe.

    Skanowanie laserowe jest znacznie szybsze od sond kontaktowych. Dyskretyzatory i przenośne urządzenia CMM z możliwością skanowania laserowego, tworzą chmur punktów obiektów 3D. Wraz z przemieszczaniem się linii lasera po skanowanym obiekcie, na monitorze będą pojawiać się punkty, których zagęszczenie operator może zwiększyć w dowolnych miejscach skanowania. W niektórych systemach możliwe jest skrócenie długości linii lasera i zwiększenie w ten sposób gęstości punktów, w celu uzyskania lepszej dokładności otrzymywanych powierzchni cyfrowych. Oprogramowanie przetwarza chmurę punktów w dane dotyczące kształtu bryły i zapisuje je do pliku o standardowym formacie Oprogramowanie typu CAM, potrafi otworzyć taki plik i wygenerować odpowiednie ścieżki prowadzenia narzędzia.

    Dokładne honowanie – Poprawnie wygładzone powierzchnie, to klucz dla efektywnego uszczelniania i oliwienia stykających się ze sobą elementów. Honowanie jest niezbędne w przypadku wykańczania cylindrów silnikowych i ich tulei, a także w przypadku dużych i małych końcówek korbowodów. Kąty nachylenia rysek powstałych przy gładzeniu, są ważnym elementem, jaki musza wziąć pod uwagę konstruktorzy silników – mają one duży wpływ na sposób przepływu oleju w cylindrze (zobacz zdjęcie tulei cylindrowej powyżej). Uogólniając, można powiedzieć, że większe kąty sprawiają, że mniej oleju zatrzymywanego jest na ściankach cylindra, podczas gdy rysy pod mniejszymi kątami powodują jego zatrzymywanie w większym stopniu.

    Honowania dokonuje się zazwyczaj za pomocą specjalnie do tego dedykowanych maszynach, takich jak choćby automatyczna honownica do cylindrów SV-10 firmy Sunnen. Kąt rys zależy od skoku maszyny i od prędkości obrotowej narzędzia. Możliwe jest uzyskanie dowolnego kąta nachylenia rys. SV-10 jest w stanie pomieścić bloki silnikowe o długościach do 42 cali (1 metr) i może obrabiać cylindry o średnicach od 50 do 200mm.

    Gładkie kanały – Głowice cylindrów i większość elementów związanych z wlotem paliwa to odlewy (niektóre wytwarzane są ze spawanych arkuszy metalowych). Odlane komponenty wymagają dalszego wykończenia chropowatych powierzchni i odpowiedniego ukształtowania wewnętrznych kanałów Chodzi tu choćby o takie elementy, jak przewody wlotowe, czy głowice cylindrów, które odpowiednio regulują przepływ mikstury powietrze/paliwo i spalin. Ponieważ silnik to w pewnym sensie pompa powietrza, tak więc niekontrolowany jego przepływ może zbyt silnie zwiększyć moc silnika. Technologia obróbki przetłoczno-ściernej (AFM) opracowana przez Extrude Hone to jedyny sposób wygładzenia tych wewnętrznych kanałów.

    Metoda AFM polega na wykorzystaniu drobnych materiałów ściernych przepuszczanych pod ciśnieniem przez trudno dostępne miejsca, w celu ich polerowania i gratowania. Jeżeli chodzi o samochody rajdowe, proces ten odnosi się zwykle do otworów przewodów wlotowych i głowic cylindrów i ma na celu usunięcie chropowatości pozostałych po odlewaniu (zobacz na zdjęciu powyżej wygładzony wlot z prawej strony). Optymalizuje to prędkość przepływu przez ten element. Ponieważ polerowanie wykonywane jest równolegle do przepływu powietrza/cieczy, tak więc mikroskopijne ziarna na powierzchni końcowej (obrobionej) są ułożone w tym samym kierunku co przepływ.

    Odmiana technologii AFM o nazwie MicroFlow, wykorzystuje medium o mniejszym współczynniku lepkości i mniejszych rozmiarach drobin ściernych. Medium to może przepływać przez otwory o średnicach od 0,0423 do 0,762mm. Technika ta wykorzystywana jest najczęściej w obróbce dysz wtryskiwacza paliwa i otworów wylotowych w układach nadmuchiwania poduszek powietrznych.

Artykuł pochodzi z portalu: www.mmsonline.com

Autor: Derek Korn