複雑な機械加工の課題を克服:13.6 リッター ディーゼル エンジン用ラダー フレーム

お客様が高馬力の農業機械や建設機械用の新しい 13.6 リットル ディーゼル エンジン設計を持ち込んできたとき、必要なのは機械加工ベンダーだけではなく、最終ラインまでの完成を支援できるパートナーを必要としていました。これは重要なエンジン プラットフォームであり、その中心には複雑なラダー フレーム ハウジングがありました。

お客様はこの部品の機械加工が容易ではないことを最初から知っていました。 。長さは 40 インチを超え、厳しい公差と正確なトルク仕様が必要で、最終的には一貫性を確保するためにロボットによるトルクを使用して組み立てられます。彼らが Stecker に来たのは、複雑な部品の加工だけでなく、設計の完成度を高めるのに役立つ専門のエンジニアリング スタッフに対する当社の評判が理由です。

私たちの多くのプロジェクトと同様、最終加工はストーリーのほんの一部にすぎません。 .

ラダー フレーム プロジェクトの説明

この OEM のラダー フレーム設計は、684 馬力の大型ディーゼル エンジン ブロックの上に設置され、いくつかの重要な役割を果たします。バルブトレインの主要コンポーネントであるバルブスプリング、カムシャフト、ロッカーシャフトを保持し、エンジンの内部負荷を分散します。構造的には、剛性を高め、振動を低減し、バルブの動きを駆動して同期させるシャフトの適切な位置合わせを保証します。

プロトタイピング、パートナーシップ、オンザフライエンジニアリング

お客様はエンジン設計の初期青写真を持参し、それを機械加工された現実に変える手伝いをしてくれないかと尋ねてきました。 単に一部を引用するだけではなく、腕まくりをすることも重要でした 設計エンジニアと協力して問題を根本から解決します。 

彼らの設計チームは Stecker の現場に集まり、当社のエンジニアとプロトタイプ開発に協力しました。私たちはアルミニウム砂型鋳造から始めました。これは、工具コストが低く、納期が短いため、プロトタイピングに最適です。

ラダー フレームには、非常に厳しいトルクと数ミクロン以内の寸法公差が必要でした。これは、部品がエンジンで使用されるのと同じように正確に機械加工されなければならないことを意味していました。お客様の設計チームと協力して、加工中にリアルタイムで設計調整を行い、形状を改良し、ボルトの配置を最適化しました。 

アルミニウム鋳物はトルクがかかるとねじれたり曲がったりする可能性があるため、テスト中は同一のトルク仕様を維持することが不可欠でした。ラインボーリング時にも同じボルトとトルク値を使用しました。 また、組立セットアップを反映するシミュレータも構築し、現実の条件下で機械加工プロセスを検証できるようにしました 。再現性を保証するために、ロボットによるトルク制御を統合し、すべての部品が生産ラインのものとまったく同じ組立基準を満たしていることを確認しました。

その詳細レベルが重要でした。このサイズで構造的に重要な部品では、わずかなずれでも動弁系システム全体が狂ってしまう可能性があります。シミュレータを構築し、OEM の組み立て条件を模倣することで、クリーンに設置し、一貫して動作し、お客様の厳しい要求に応えることができるように支援しました。

エンジニアリングと機械加工の課題

このプロジェクトを特に困難にしたのは、プログラムが生産量に向けて増加するにつれて、砂型鋳造からダイカストへの移行でした。ダイカストは効率と再現性を提供しますが、多孔性、つまり強度と表面の完全性を損なう材料内の小さな空隙などのリスクも伴います。 

ダイカストでは余分な機械在庫を運ぶことができないという事実が問題をさらに悪化させました。 機械加工中に材料を除去しすぎると、実際には気孔が除去されずに気孔が発生する可能性があります 。つまり、きれいな表面を機械加工するのに十分な材料が必要ですが、鋳造欠陥を引き起こすには十分ではないという、微妙な境界線をたどる必要がありました。

それを解決するために私たちは鋳造工場と緊密に連携し、施設とオンサイトの両方で鋳造工場のチームと共同レビューを実施しました。 。私たちは協力して、さまざまな鋳造代をテストし、加工方法を調整し、最終的には適切な形状を得るために十数回以上工具を修正しました。

品質とトレーサビリティのさらなる追求

プロトタイプから完全生産に移行するには、数千の部品にわたって公差と一貫性を維持するためにカスタム ツールに多大な投資が必要でした。このラダーフレームは専用ラインで加工されているため、すべての治具、クランプ、ワークフローがこの部品専用に構築されているのです。 。私たちは、セルが立ち上がる前に確実にダイヤルインされていることを確認するために、ポカヨケ プロセス、人間工学的テスト、およびオペレーターのフィードバックに事前に多大な時間を費やしました。 

品質の観点から見ると、このプロジェクトには偶然は何もありません。すべてのラダー フレームは全数検査されています。 、それぞれは検査レポートに直接リンクするデータ マトリックス コードでシリアル化されています。当社のシステムはすべての寸法データをデジタルで記録するため、明日であっても 5 年後であっても、顧客から質問の電話があれば、数秒で正確な部品の検査履歴を取得できます。 これほど重要な部品には、そのレベルのトレーサビリティが不可欠です これにより、Stecker から提供されるすべてのコンポーネントが仕様を満たし、データによって完全に裏付けられているという完全な自信をお客様に与えることができます。

最も困難な仕事に耐えられるよう設計され、新たな課題にも対応

Stecker での 24 年間の経験の中で、これは私たちがこれまでに構築した中で最も困難な部品の 1 つであると自信を持って言えます。それには、エンジニアリングの専門知識、鋳造工場の調整、プロセス規律のすべてが要求されました。そして、まさにそれが私たちの挑戦に向けて作られています。

このような複雑な部品は単なる技術的な課題ではなく、協力し、革新し、精度とパフォーマンスに妥協できない場合に Stecker がベンダー パートナーとして選ばれる理由を証明する機会でもあります。 

最近の設備投資と能力向上により、OEM パートナー向けの新しい高度に複雑な機械加工プロジェクトに取り組む準備が整いました。 お問い合わせ 今日は、難しい CNC 加工プロジェクトについてお話しします。

著者について

ジェイソンは顧客の課題を解決することに喜びを感じています。ジェイソンはビジネス開発担当副社長として、SMC の現在の顧客数社にとって頼りになる人物であるとともに、新規ビジネスの開発を担当しています。ジェイソンはエンジニアリング、生産、販売に携わっており、顧客に製造上の課題に対するソリューションを提供できることが自分の最大の強みであると感じています。