Machine de broyage du vilebrequin

Rectification du vilebrequin est difficile car les manetons ne tournent pas autour de l'axe central principal du vilebrequin, ils tournent autour de lui selon une trajectoire excentrique en mouvement continu, ce qui signifie que la meule doit suivre une cible en mouvement plutôt qu'une surface circulaire fixe. Une rectifieuse de vilebrequin CNC résout ce problème grâce à un contrôle d'axe synchronisé qui recalcule la position de la roue des milliers de fois par tour, tout en gérant également le risque de déviation créé par un arbre long, lourd et inégalement chargé. Les sections ci-dessous expliquent pourquoi ce processus est particulièrement exigeant, comment la machine suit les tourillons excentriques, quels types de vilebrequins nécessitent un équipement dédié et comment sélectionner la bonne machine.

Pourquoi le meulage du vilebrequin est-il si difficile

Contrairement à un arbre simple, un vilebrequin comporte plusieurs tourillons décalés de l'axe de rotation principal d'une distance excentrique fixe, un pour chaque cylindre desservi par le moteur ou le compresseur. Lorsque le vilebrequin tourne autour de l'axe central de son tourillon principal pendant le meulage, chaque tourillon trace une orbite circulaire autour de cet axe central plutôt que de rester immobile. Un brevet décrivant les méthodes de meulage des manetons indique que la partie de meulage de la meule se déplace en fait sur une orbite elliptique par rapport à l'axe pendant un tour du vilebrequin, ce qui signifie que les conditions de meulage telles que la charge de la roue et la vitesse de contact changent continuellement tout au long du cycle.

Cela crée plusieurs défis complexes qui n’existent pas dans la rectification cylindrique standard.

• Géométrie de contact en constante évolution. La roue doit se déplacer radialement en coordination avec l'angle de rotation du vilebrequin pour continuer à suivre la surface de l'axe en orbite, plutôt que de maintenir une position fixe.
• Résistance au meulage variable. Des recherches sur la mécanique de meulage des manetons ont montré que la résistance au meulage agit dans le même sens que le mouvement de la goupille à certains points de la rotation et dans le sens opposé à d'autres, ce qui crée des fluctuations de charge qui peuvent affecter la précision si elles ne sont pas compensées.
• Arbres longs, minces et inégalement chargés. Les vilebrequins sont souvent longs par rapport à leur diamètre et présentent une répartition inégale de la masse des contrepoids, ce qui les rend sujets à la déviation sous l'effet de la force de meulage et de leur propre poids.
• Plusieurs surfaces critiques sur une seule pièce. Les tourillons principaux, les tourillons à broches et parfois les faces de butée doivent tous être rectifiés avec précision les uns par rapport aux autres sur la même pièce.
• Conséquence élevée d'une erreur. Un vilebrequin hors tolérance peut provoquer des vibrations, une usure des roulements ou une panne du moteur, de sorte que la marge d'erreur acceptable est extrêmement petite par rapport à la taille et à la masse de la pièce.

Ces facteurs expliquent pourquoi la rectification de vilebrequins nécessite des machines spécialement conçues plutôt qu'une rectifieuse cylindrique standard adaptée à ce travail.

Comment les rectifieuses CNC de vilebrequin polissent-elles les journaux de broches excentriques

Pour meuler un tourillon qui orbite autour de la ligne centrale principale, une rectifieuse de vilebrequin CNC coordonne deux axes en temps réel : un axe C qui fait tourner le vilebrequin et un axe X qui déplace le chariot de meule radialement vers l'intérieur et l'extérieur. Des recherches universitaires sur le meulage des tourillons de vilebrequin, publiées dans la revue à comité de lecture Sensors, décrivent cela comme une rectification oscillante, où le vilebrequin est entraîné par l'axe C autour du centre du tourillon principal tandis que les tourillons tournent autour de ce même centre, et la meule effectue un mouvement de poursuite alternatif le long de l'axe X pour suivre la goupille.

Selon la même recherche, la précision pratique du positionnement des axes C et X doit correspondre étroitement aux équations théoriques de contrôle de mouvement pour que le résultat soit un véritable profil de tourillon circulaire, car tout écart entre la position commandée et réelle de l'axe introduit une erreur de contour directement dans la surface du sol. C'est pourquoi les rectifieuses de vilebrequin s'appuient sur des encodeurs haute résolution et une servocommande étroitement réglée plutôt que sur les systèmes de positionnement plus simples que l'on trouve sur les rectifieuses OD standard.

Quels types de vilebrequins nécessitent des rectifieuses spécialisées

Tous les vilebrequins ne présentent pas le même défi de meulage, et les spécifications de la machine varient considérablement en fonction de la taille, du poids et de la configuration du vilebrequin. Le tableau ci-dessous présente les catégories courantes et leurs considérations en matière de broyage.

Les vilebrequins lourds présentent un problème technique particulier. Un brevet de rectifieuse traitant du meulage des broches sur les vilebrequins lourds explique que la déflexion devient un problème important une fois que le vilebrequin dépasse une certaine longueur et un certain poids, et décrit un dispositif de soulagement qui applique une force de contre-pression constante au vilebrequin pendant le meulage, spécifiquement pour gérer cette déflexion sans attacher de pièces supplémentaires à l'arbre lui-même. Cela illustre pourquoi les rectifieuses de vilebrequins robustes sont construites avec des systèmes de support et de soulagement dédiés dont les machines à l'échelle automobile n'ont généralement pas besoin.

Comment éviter la déviation et garantir la précision du meulage du vilebrequin

La déviation est l'une des sources d'erreur les plus courantes lors de la rectification d'un vilebrequin, car l'arbre n'est soutenu qu'à ses extrémités ou au niveau de lunettes intermédiaires tandis qu'une force de rectification est appliquée de manière décentrée. Les pratiques et fonctionnalités de la machine suivantes répondent directement à ce problème.

1. Repose-pieds et supports suiveurs. Les lunettes de stabilité réglables positionnées près de la goupille en cours de meulage réduisent la portée non supportée du vilebrequin et limitent la déviation sous la force de coupe.
2. Systèmes de contrepoids ou de secours. Sur les vilebrequins lourds, des dispositifs de décharge mécanique appliquent une force antagoniste pour compenser le propre poids de l'arbre, empêchant ainsi l'affaissement qui autrement déformerait le tourillon de sol.
3. Séquence de broyage optimisée. Les tourillons de meulage dans un ordre planifié, plutôt que séquentiellement le long de l'arbre, peuvent équilibrer les forces et réduire la déflexion cumulée à mesure que le matériau est retiré.
4. Vitesses d'alimentation contrôlées. Des passages plus légers et plus fréquents près de la taille finale réduisent la force de meulage maximale par rapport à une seule coupe lourde, réduisant ainsi la déviation momentanée.
5. Bâti et poupée rigides. Une structure de machine lourde et bien amortie résiste à sa propre déflexion sous charge, ce qui s'aggrave avec toute déflexion de l'arbre si la machine elle-même n'est pas suffisamment rigide.
6. Précision des mouvements en temps réel. Étant donné que la rectification des tourillons de broches dépend d'une coordination précise des axes C et X, le réglage des servos et la résolution du codeur affectent directement si la trajectoire de l'outil commandée correspond au profil réel du sol.
7. Contrôle thermique. Le débit du liquide de refroidissement et des conditions ambiantes constantes limitent la dilatation thermique du corps long du vilebrequin, qui autrement déplacerait la position du tourillon à mi-cycle.

La résolution de la déviation est rarement une solution unique. Cela nécessite généralement la bonne combinaison de rigidité de la machine, de support de serrage et d'une séquence de meulage adaptée à la longueur et à la répartition des masses du vilebrequin spécifique.

Comment choisir la bonne rectifieuse de vilebrequin CNC

Sélection d'un Rectifieuse de vilebrequin doit être basé sur la taille, le poids et le profil de tolérance des vilebrequins que vous comptez produire, et pas seulement sur la plus grande pièce de votre carnet de commandes actuel. Considérez les facteurs suivants.

• Longueur et swing maximum du vilebrequin. Confirmez que la longueur du banc de la machine et le diamètre d'orientation couvrent votre plus grand vilebrequin attendu avec une marge pour la croissance future des pièces.
• Nombre de broches et de journaux principaux pris en charge. Vérifiez que la commande des axes C et X peut gérer le nombre de tourillons et la configuration de la course de votre vilebrequin sans temps de cycle excessif.
• Fonctionnalités de gestion de la déviation. Pour les vilebrequins plus longs ou plus lourds, vérifiez si la machine comprend des lunettes stables, des systèmes de soulagement ou tout autre support conçu pour contrecarrer l'affaissement pendant le meulage.
• Résolution du servo et du codeur. Un contrôle de mouvement à plus haute résolution améliore directement la rondeur du tourillon, puisque le positionnement de l'axe doit suivre de près l'équation théorique de l'orbite.
• Système de roue et de dressage. Confirmez que la taille, le type et le cycle de dressage automatique de la roue conviennent aux diamètres des tourillons et à la finition de surface dont vos vilebrequins ont besoin.
• Volume de production et besoins de changement. Les ateliers à forte diversité et à faible volume bénéficient d'une programmation CNC flexible pour différentes configurations de courses, tandis que les lignes de production dédiées peuvent privilégier des cycles fixes optimisés.
• Accompagnement et formation du fabricant. Les rectifieuses de vilebrequins sont des machines complexes, c'est pourquoi l'accès continu aux pièces de rechange, à l'assistance à l'étalonnage et à la formation des opérateurs est important tout au long de la durée de vie de l'équipement.

Notre société fabrique des équipements de rectification de précision à partir d'une usine de 35 000 mètres carrés avec une superficie de bâtiment de 32 000 mètres carrés, combinant une base de production de machines-outils dédiée avec une base de production de pièces hydrauliques. Notre gamme de produits comprend des rectifieuses cylindriques ordinaires et CNC, des rectifieuses cylindriques de face d'extrémité CNC, des rectifieuses cylindriques CNC et de face d'extrémité à chargement et déchargement automatiques, des rectifieuses composites et des rectifieuses cylindriques ordinaires et CNC de haute précision. Lorsque le vilebrequin ou tout autre composant spécialisé d'un client ne répond pas aux spécifications standard du catalogue, notre équipe d'ingénierie conçoit également des rectifieuses spéciales non standard et fournit une technologie de support, des logiciels, une formation et une intégration d'automatisation.

Notre société est titulaire de la certification du système qualité ISO9001-2015 et de la certification de sécurité CE, et a été reconnue comme une entreprise nationale de haute technologie. En 2021, nous avons été classés comme une nouvelle petite et moyenne entreprise spécialisée dans la province du Zhejiang. Avec des qualifications d'auto-exportation en place, nos produits atteignent actuellement plus de 20 pays, dont les États-Unis, l'Allemagne, le Japon et les marchés de l'Asie du Sud-Est, sur la base d'un engagement de longue date envers la qualité d'abord, la réputation d'abord et le service d'abord.