복잡한 가공 과제 극복:13.6리터 디젤 엔진용 래더 프레임

고객이 고마력 농업 및 건설 장비를 위한 새로운 13.6리터 디젤 엔진 설계를 가져왔을 때 필요한 것은 기계 공급업체뿐만 아니라 결승선까지 이를 도와줄 파트너가 필요했습니다. 이것은 매우 중요한 엔진 플랫폼이었으며 그 중심에는 복잡한 사다리 프레임 하우징이 있었습니다.

고객은 처음부터 이 부품을 가공하기 쉽지 않을 것을 알고 있었습니다. . 길이가 40인치가 넘었고 엄격한 공차와 정밀한 토크 사양이 필요했으며 결국 일관성을 보장하기 위해 로봇 토크를 사용하여 조립되었습니다. 그들이 Stecker를 선택한 이유는 복잡한 부품을 가공하는 것뿐만 아니라 설계를 완벽하게 도와줄 수 있는 전문 엔지니어링 직원이 있기 때문입니다.

많은 프로젝트와 마찬가지로 최종 가공은 전체 이야기의 작은 부분일 뿐입니다 .

래더 프레임 프로젝트 설명

이 OEM의 사다리 프레임 설계는 대형 684마력 디젤 엔진 블록 위에 위치하며 몇 가지 필수적인 역할을 수행합니다. 이는 밸브 트레인의 주요 구성 요소인 밸브 스프링, 캠샤프트, 로커 샤프트를 고정하고 엔진의 내부 부하를 분산시킵니다. 구조적으로 강성을 제공하고 진동을 줄이며 밸브 움직임을 구동하고 동기화하는 샤프트의 적절한 정렬을 보장합니다.

즉시 프로토타입 제작, 파트너십 및 엔지니어링

고객은 엔진 설계의 초기 청사진을 가져와 이를 기계화된 현실로 바꾸는 데 도움을 줄 수 있는지 물었습니다. 단순히 일부를 인용하는 것이 아니라 팔을 걷어붙이는 것이었습니다 설계 엔지니어와 협력하여 처음부터 문제를 해결합니다. 

그들의 설계 팀은 Stecker 현장에서 만나 우리 엔지니어들과 프로토타입 개발에 협력했습니다. 우리는 낮은 툴링 비용과 빠른 처리 시간 덕분에 프로토타입 제작에 이상적인 알루미늄 샌드 캐스팅으로 시작했습니다.

사다리 프레임에는 매우 엄격한 토크와 몇 미크론 이내의 치수 공차가 필요했습니다. 이는 부품이 엔진에 사용되는 것과 똑같이 정확하게 가공되어야 함을 의미합니다. 고객의 설계 팀과 협력하여 가공 중에 실시간 설계 조정을 수행하여 기능을 개선하고 볼트 배치를 최적화했습니다. 

알루미늄 주물은 토크에 따라 비틀리거나 휘어질 수 있으므로 테스트 중에 동일한 토크 사양을 유지하는 것이 필수적이었습니다. 라인 보링 중에도 동일한 볼트와 토크 값을 사용했습니다. 또한 조립 설정을 반영하는 시뮬레이터를 구축하여 실제 조건에서 가공 프로세스를 검증할 수 있었습니다. . 반복성을 보장하기 위해 우리는 로봇 토크를 통합하여 모든 부품이 생산 라인의 조립 표준과 정확히 동일한 조립 표준을 충족하도록 했습니다.

그 정도의 세부 사항이 중요했습니다. 이 크기와 구조적으로 중요한 부품의 경우 약간의 편차라도 전체 밸브 트레인 시스템에 문제를 일으킬 수 있습니다. 시뮬레이터를 구축하고 OEM의 조립 조건을 모방함으로써 우리는 시뮬레이터가 깔끔하게 설치되고 일관되게 작동하며 고객의 엄격한 요구 사항을 충족할 수 있도록 도왔습니다.

엔지니어링 및 가공 과제

이 프로젝트를 특히 어렵게 만든 것은 프로그램이 생산량을 늘리면서 샌드 캐스팅에서 다이 캐스팅으로 전환되었다는 것입니다. 다이캐스팅은 효율성과 반복성을 제공하지만 강도와 표면 무결성을 손상시키는 재료의 작은 공극인 다공성과 같은 위험도 발생합니다. 

문제를 더욱 복잡하게 만드는 것은 다이캐스팅이 과도한 기계 재고를 운반할 수 없다는 사실이었습니다. 가공 중에 재료를 너무 많이 제거하면 실제로 다공성을 제거하는 것이 아니라 오히려 생성할 수 있습니다. . 이는 우리가 미세한 선을 따라야 한다는 것을 의미했습니다. 깨끗한 표면을 기계로 가공하기에 충분한 재료여야 하지만 주조 결함을 유발할 만큼 충분하지는 않았습니다.

이 문제를 해결하기 위해 우리는 파운드리와 긴밀히 협력하여 시설 및 현장 팀과 함께 공동 검토를 진행했습니다. . 우리는 함께 다양한 주조 공차를 테스트하고 기계 가공 전략을 조정했으며 최종적으로 툴링을 12번 이상 수정하여 올바른 결과를 얻었습니다.

품질 및 추적성을 위한 추가 노력 

프로토타입에서 전체 생산으로 전환하려면 수천 개의 부품에 걸쳐 공차와 일관성을 유지하기 위해 맞춤형 툴링에 상당한 투자가 필요했습니다. 이 사다리 프레임은 전용 라인에서 가공되기 때문에 모든 고정 장치, 클램프 및 작업 흐름은 이 부품만을 위해 특별히 제작되었습니다 . 우리는 포카요케 프로세스, 인체공학적 테스트, 운영자 피드백에 많은 시간을 투자하여 성능을 높이기 전에 셀이 제대로 연결되었는지 확인했습니다. 

품질의 관점에서 보면 이 프로젝트는 우연한 일이 전혀 없습니다. 모든 단일 사다리 프레임은 100% 검사됩니다. , 각각은 검사 보고서에 직접 연결되는 데이터 매트릭스 코드로 직렬화됩니다. 우리 시스템은 모든 치수 데이터를 디지털 방식으로 기록하므로 내일이든 5년 후이든 고객이 질문을 하면 정확한 부품의 검사 내역을 몇 초 만에 조회할 수 있습니다. 이러한 중요한 부품에는 이러한 수준의 추적성이 필수적입니다. , 그리고 Stecker를 떠나는 모든 구성 요소가 사양을 충족하고 데이터로 완전히 뒷받침된다는 완전한 확신을 고객에게 제공합니다.

가장 힘든 작업을 위해 제작되었으며 새로운 도전에 대비했습니다

Stecker에서 24년 동안 근무하면서 이것이 우리가 만든 것 중 가장 힘든 부분 중 하나라고 자신있게 말할 수 있습니다. 이를 위해서는 우리가 보유한 모든 엔지니어링 전문 지식, 파운드리 조정 및 프로세스 규율이 필요했습니다. 이것이 바로 우리가 추구하는 도전의 목적입니다.

이와 같은 복잡한 부품은 단순한 기술적 과제가 아니라 협력하고 혁신할 수 있는 기회이며, 정밀도와 성능이 타협될 수 없는 경우 Stecker가 공급업체 파트너로 선택되는 이유를 입증할 수 있습니다. 

최근 장비 투자와 생산 능력 향상을 통해 OEM 파트너를 위한 새로운 고복잡성 가공 프로젝트를 시작할 준비가 되었습니다. 문의하기 오늘 귀하의 도전적인 CNC 가공 프로젝트에 대해 이야기해보겠습니다.

저자 소개

Jason은 고객 문제를 해결하는 것을 즐깁니다. 비즈니스 개발 부사장으로서 Jason은 SMC의 현재 고객 중 일부를 위한 담당자로서 새로운 비즈니스 개발을 담당하고 있습니다. Jason은 엔지니어링, 생산, 영업 분야에서 일해 왔으며 자신의 가장 큰 강점은 고객에게 제조 문제에 대한 솔루션을 제공하는 것이라고 생각합니다.