DE102007007684A1 - Method for manufacturing mechanically processed cast workpiece with exact geometrical structure, involves setting of target parameters to determine accurate geometrical structure of workpiece - Google Patents

Method for manufacturing mechanically processed cast workpiece with exact geometrical structure, involves setting of target parameters to determine accurate geometrical structure of workpiece

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DE102007007684A1
DE102007007684A1 DE200710007684 DE102007007684A DE102007007684A1 DE 102007007684 A1 DE102007007684 A1 DE 102007007684A1 DE 200710007684 DE200710007684 DE 200710007684 DE 102007007684 A DE102007007684 A DE 102007007684A DE 102007007684 A1 DE102007007684 A1 DE 102007007684A1
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workpiece
dimensionally stable
characterized
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DE200710007684
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Christof Nowaczyk
Bernhard-Anton Wittmann
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Eisenwerk Bruehl GmbH
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Eisenwerk Bruehl GmbH
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Abstract

The method involves setting of target parameters which determine the accurate geometrical structure of the workpiece. The deformations caused by thermal load of the workpiece are computed or determined. The method involves application of the computation to the target parameters for adjusting starting parameters to determine a workpiece model. The workpiece is produced using the workpiece model.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines mechanisch bearbeiteten, gegossenen Werkstücks mit mindestens einer maßhaltigen geometrischen Struktur, an dem mindestens ein Anbauteil befestigt wird. The invention relates to a method of producing a machined, molded workpiece having at least one dimensionally stable geometrical structure, an attachment is attached to the at least.
  • Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist bekannt. A method of the type mentioned above is known. Dabei wird ein Werkstück vor einer Montage mit Anbauteilen mechanisch bearbeitet, um mindestens eine maßhaltige geometrische Struktur des Werkstücks zu erhalten. In this case, a workpiece before assembly is mechanically worked with attachments in order to obtain at least one dimensionally stable geometric structure of the workpiece. Das Werkstück ist zum Beispiel ein Motorblock eines Verbrennungsmotors. The workpiece is, for example, an engine block of an internal combustion engine. Ein solcher Motorblock weist Zylinderlaufbuchsen auf, deren Laufbahnen zusammen mit Kolbendichtringen von Kolben des Verbrennungsmotors ein tribologisches System bilden. Such an engine block has cylinder liners, their raceways together with piston sealing rings of the piston of the engine a tribological system. Um einen verschleißfreien Betrieb und gute Dichteigenschaften dieses Systems zu gewährleisten, muss die Laufbahn der Zylinderlaufbuchse maßhaltig und im Betriebszustand auf die Maße der Kolbendichtringe des Kolbens abgestimmt sein. To ensure a wear-free operation and good sealing properties of this system, the career of the cylinder liner must be dimensionally stable and be coordinated in operation to the dimensions of the piston seals the piston. Im genannten Beispiel sind die Laufbahnen daher die maßhaltigen geometrischen Strukturen des Motorblocks. In the example the raceways are therefore dimensionally stable geometric structures of the engine block. Wird die Laufbahn der Zylinderlaufbuchse vor der Montage eines Anbauteils, wie zum Beispiel eines Zylinderkopfs, mechanisch bearbeitet, so kommt es durch die Befestigung des Anbauteils zu Verspannungen des Motorblocks, wodurch die Form der Laufbahn verändert wird. If the career of the cylinder liner prior to installation of an accessory, such as a cylinder head, mechanically worked, as it is by the attachment of the attachment part to tension of the engine block, whereby the shape of the track is changed. Um derartige Verspannungen im vorhinein zu berücksichtigen, wird die mechanische Bearbeitung, wie zum Beispiel ein Honen der Laufbahn unter Verwendung einer schablonenartigen Druckplatte (Honbrille), durchgeführt. To account for such tension in advance, the mechanical processing such as a honing of the track using a template-like pressure plate (Honbrille) is performed. Die Druckplatte ersetzt dabei das Anbauteil und ist so ausgestaltet, dass es die gleichen Verspannungen oder in etwa die gleichen Verspannungen im Motorblock bewirkt, wie das Anbauteil, das sie ersetzt. The printing plate replaces the attachment and is configured so that it causes the same tension or approximately the same tension in the engine block, as the attachment part, it replaces. Dazu ist die schablonenartige Druckplatte auf die gleiche Weise montiert, wie das Anbauteil. For this, the stencil-like pressure plate is mounted in the same way as the attachment. Im Unterschied zum Anbauteil erlaubt die schablonenartige Druckplatte jedoch das Bearbeiten der Laufbahn der Zylinderlaufbuchse. In contrast to the attachment, however, the stencil-like pressure plate allows editing of the track of the cylinder liner. Die Verwendung einer derartigen Druckplatten im Fertigungsprozess des Motorblocks berücksichtigt jedoch lediglich die Verspannungen durch das jeweilige Anbauteil, das durch die entsprechende Druckplatte ersetzt wird. However, the use of such a printing plate in the manufacturing process of the engine block considers only the tension by the respective attachment, which is replaced by the corresponding printing plate. Weiterhin muss für jedes Anbauteil eine separate, dem Anbauteil entsprechende Druckplatte verwendet werden. Furthermore, a separate, corresponding to the attachment plate must be used for each attachment. Zusätzliche Verformungen des Motorblocks – zum Beispiel durch Erwärmen des Motorblocks auf eine Betriebstemperatur – werden nicht berücksichtigt. Additional deformation of the engine block - for example, by heating the engine block to an operating temperature - are not considered.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem eine Verwendung einer schablonenartigen Druckplatte nicht nötig ist. It is an object of the invention to provide a method of the type mentioned, wherein the use of a template-like printing plate is not necessary.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe sieht das erfindungsgemäße Verfahren folgende Schritte vor: To achieve this object, the inventive method comprises the following steps:
    • – Vorgabe von Zielparametern, die die maßhaltige geometrische Struktur des Werkstücks bestimmen, - setting of target parameters that define the dimensionally stable geometric structure of the workpiece,
    • – Berechnung/Ermittlung von durch thermische Belastung des Werkstücks bewirkten Verformungen, - calculation / determination of by thermal stress of the workpiece caused deformations,
    • – Berechnung/Ermittlung von durch Verspannungen bewirkte Verformungen des Werkstücks, wobei die Verspannungen durch Kräfte erzeugt sind, die durch Montage des mindestens einen Anbauteils an die Struktur auftreten, - calculation / determination of stresses caused by deformations of the workpiece, whereby the tension generated by forces caused by the mounting at least one accessory to the structure,
    • – Berechnung/Ermittlung von durch bearbeitungsbedingte Spannungsveränderungen bewirkte Verformungen des Werkstücks, wobei die Spannungsveränderungen aus Geometrieveränderungen des Werkstücks und/oder Eigenspannungen resultieren, - calculation / determination of by machining-induced voltage changes caused deformations of the workpiece, wherein the voltage changes from geometry changes in the workpiece and / or internal stresses resulting,
    • – Anwendung der Berechnung auf die Zielparameter zur Erstellung von Startparametern für die Bestimmung eines Werkstückmodells und - Application of the calculation to the target parameter for the creation of start parameters for the determination of a workpiece model,
    • – Herstellung des Werkstücks unter Verwendung des Werkstückmodells. - Preparation of the workpiece using the part model.
  • Bei diesem Verfahren werden Verformungen des Werkstücks durch die Herstellungsschritte berechnet. In this method, deformation of the workpiece are calculated by the manufacturing steps. Die Berechnung basiert dabei auf ermittelten Berechnungsgrundlagen wie zum Beispiel Wärmeausdehnungskoeffizienten. The calculation is based on established calculation bases such as thermal expansion coefficient. Die Berechnung ist in Bezug auf den zeitlichen Ablauf eine „Rückberechnung", bei der von erwünschten Zielparametern der maßhaltigen geometrischen Struktur des fertigen Werkstücks unter Betriebsbedingungen ausgegangen wird. Ausgehend von dem fertigen Werkstück werden dabei alle vorangegangenen Verformungen – entsprechend den zur Herstellung des Werkstücks durchgeführten Verfahrensschritten – in umgekehrter Reihenfolge auf entsprechende Startparameter eines Werkstückmodells zum Erstellen einer Gussform berechnet. Die Startparameter bestimmen eine geometrische Struktur des Werkstückmodells, aus der sich nach Durchführung der Herstellungsschritte des Fertigungsverfahrens die maßhaltigen geometrischen Struktur des fertiggestellten Werkstücks mit den Zielparametern ergibt. Bei den Berechnungen geht neben den Verformungen durch die Herstellungsschritte auch eine Verformung durch thermische Belastung nach der Herstellung ein. Anschließend an die Berechnung wird das Werkstüc The calculation is in terms of the timing of a "back calculating", it is assumed in the of desired target parameters of the dimensionally stable geometric structure of the finished workpiece under operating conditions Starting from the finished workpiece in this case be all previous deformations -. According to the investigation carried out to manufacture the workpiece method steps - calculated in reverse order on corresponding start parameters of a workpiece model for creating a mold the start parameters determine a geometrical structure of the work model, from the results in the dimensionally stable geometric structure of the finished workpiece to the target parameters by carrying out the manufacturing steps of the manufacturing process proceeds in the calculations next.. the deformations due to the manufacturing steps and deformation by thermal stress after the production, a. Subsequently, the calculation is the Werkstüc kmodell erstellt und das Werkstück unter Verwendung dieses Werkstückmodells hergestellt. kmodell created and the workpiece produced using this workpiece model.
  • Weiterhin ist vorgesehen, dass die Herstellung des Werkstücks unter Verwendung des Werkstückmodells folgende Schritte aufweist: It is further provided that the manufacture of the workpiece using the part model comprises the steps of:
    • – Gießen des Werkstücks, - casting of the workpiece,
    • – Bearbeiten des Werkstücks, insbesondere der maßhaltigen geometrischen Struktur des Werkstücks und - machining the workpiece, in particular dimensionally stable geometrical structure of the workpiece and
    • – Montage der Anbauteile. - mount the attachment.
  • Jede Verformung bei einem dieser Herstellungsschritte wird bei der Berechnung/Ermittlung berücksichtigt. Any deformation of one of these manufacturing steps is taken into account in the calculation / determination. Die Geometrieveränderung des Werkstücks aufgrund des Gießens und der mechanischen Bearbeitung werden bei der Berechnung in einem Berechnungsschritt zusammengefasst. The change in geometry of the workpiece due to the casting and mechanical working are summarized in calculating in a calculation step. Alternativ werden diese beiden Herstellungsschritte separat berechnet. Alternatively, these two manufacturing steps are calculated separately.
  • Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass das Werkstück eine Verbrennungsmotorkomponente eines Verbrennungsmotors ist. Advantageously, it is provided that the workpiece is an engine component of an internal combustion engine. Verbrennungsmotorkomponenten weisen maßhaltige geometrische Strukturen auf und sind durch einen Gießprozess und eine anschließende mechanische Bearbeitung hergestellt. Engine components have dimensionally accurate geometrical structures and are prepared by a casting process and a subsequent mechanical machining. Durch die Verbindung von mehreren Verbrennungsmotorkomponenten entstehen Verformungen der einzelnen Verbrennungsmotorkomponenten und ihrer maßhaltigen geometrischen Strukturen. By combining a plurality of engine components caused deformations of the individual engine components and their dimensionally stable geometric structures.
  • Weiterhin ist vorgesehen, dass die Verbrennungsmotorkomponente ein Motorblock ist. It is further provided that the engine component is an engine block. Der Motorblock ist eine gegossene Verbrennungsmotorkomponente, die mit mehreren Anbauteilen verbunden wird. The engine block is a cast engine component, which is connected with a plurality of attachment parts. Diese Verbindungen sind insbesondere Verschraubungen. These compounds are in particular glands. Durch die Verbindung des Motorblocks mit mindestens einem der Anbauteile wird der Motorblock durch auftretende Verspannungen verformt. By connecting the engine block with at least one of the mounting parts of the engine block is deformed by tension occurring.
  • Mit Vorteil ist die maßhaltige geometrische Struktur eine Laufbahn einer Zylinderlaufbuchse des Motorblocks. Advantageously, the dimensionally stable geometric structure is a career of a cylinder liner of the engine block. Die Laufbahn der Zylinderlaufbuchse bildet mit einem entsprechenden Kolben eines Zylinders beziehungsweise dessen Kolbenringen ein tribologisches System, das eine präzise maßhaltige Form der Laufbahn vorausgesetzt. The track of the cylinder liner forms a cylinder with a corresponding piston or its piston rings a tribological system, which provided an accurate dimensionally stable shape of the raceway. Ist die Zylinderlaufbuchse an ihrer Laufbahn im Betrieb des Verbrennungsmotors nicht auf die Form der Kolbenringe abgestimmt, so kommt es zu Undichtigkeiten (Blow By-Effekt) und einem erhöhten Verschleiß der Bauteile im Betrieb. If the cylinder liner is not matched in their career in the operation of the engine to the form of the piston rings, so there is leakage (blow-by-effect) and an increased wear of the components in operation.
  • Bei der Erfindung ist vorzugsweise vorgesehen, dass die thermische Belastung durch die Temperaturdifferenz zwischen Montagetemperatur und Betriebstemperatur des Werkstücks im Bereich der maßhaltigen Struktur bestimmt wird. In the invention it is preferably provided that the thermal load is determined by the temperature difference between the mounting and operating temperature of the workpiece in the region of the dimensionally stable structure. Die Berechnung/Ermittlung der Verformung durch die thermische Belastung berücksichtigt die Verformung des Werkstücks an der maßhaltigen geometrischen Struktur aufgrund der Temperaturdifferenz zwischen der Montagetemperatur, bei der die Anbauteile an das Werkstück montiert werden und einer Betriebstemperatur, für die die Zielparameter der maßhaltigen geometrischen Struktur gegeben sind. The calculation / determination of the deformation by the thermal stress into account the deformation of the workpiece on the dimensionally stable geometric structure due to the temperature difference between the mounting temperature at which the mounting parts are mounted on the workpiece and an operating temperature for which the target parameters of the dimensionally stable geometrical structure are given ,
  • Weiterhin ist vorgesehen, dass das Anbauteil mindestens ein Teil des Verbrennungsmotors ist. Furthermore, it is provided that the attachment is at least a part of the engine. Typische Anbauteile zur Montage an einem Motorblock eines Verbrennungsmotors sind insbesondere Zylinderkopf, Aggregatehalter und/oder Kurbelwellendeckel. Typical mounting parts for mounting to an engine block of an internal combustion engine are, in particular cylinder head, aggregates holder and / or lid crankshaft. Sie werden an den Motorblock angeschraubt, was im Motorblock für Verspannungen sorgt. They are bolted to the engine block, which provides the engine block for tension. Diese Verspannungen bewirken Verformungen des Motorblocks, die bis in die maßhaltigen geometrischen Strukturen, wie zum Beispiel die Laufbahnen der Zylinderlaufbuchsen des Motorblocks, hineinreichen. These stresses cause deformation of the engine block, which until the dimensionally stable geometric structures, such as the raceways of the cylinder liners of the engine block extend.
  • Mit Vorteil ist vorgesehen, dass die Startparameter die Maße einer der maßhaltigen geometrischen Struktur entsprechende geometrischen Struktur des Werkstückmodells sind. It is advantageously provided that the start parameter of the dimensions of a dimensionally stable geometric structure corresponding geometrical structure of the work model.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist weiterhin vorgesehen, dass die Geometrieveränderungen durch die mechanische Bearbeitung des Werkstücks, insbesondere durch die Bearbeitung der maßhaltigen geometrischen Struktur des Werkstücks und/oder den Gießprozess des Werkstücks erfolgen. In the inventive method it is furthermore provided that the geometry changes effected by the mechanical machining of the workpiece, in particular by processing the dimensionally stable geometrical structure of the work piece and / or the casting process of the workpiece. Die Geometrieveränderungen beim Gießprozess ergeben sich durch Schwindung beim Abkühlen des gegossenen Werkstücks und durch dabei auftretender Verspannungen. The geometry changes during the casting process resulting from shrinkage during cooling of the cast work piece and thereby occurring tension. Die Geometrieveränderungen durch die mechanische Bearbeitung des Werkstücks ergeben sich aus der Art der mechanischen Bearbeitung und den geometrisch bedingten Spannungen aus dem Gussteil, die sich durch die mechanische Bearbeitung verändern. The geometry changes by the mechanical machining of the workpiece resulting from the type of mechanical processing and geometrically induced stresses in the cast part that change by the mechanical machining. Dabei kann es sich zum Beispiel um eine spanabhebendes Bearbeitung handeln. It may be, for example, a metal-cutting machining.
  • Schließlich ist vorgesehen, dass die Bearbeitung des Werkstücks eine Honung des Werkstücks, insbesondere eine Honung der maßhaltigen geometrischen Struktur des Werkstücks ist. Finally, it is provided that the machining of the workpiece is a honing of the workpiece, in particular a dimensionally stable Honung the geometrical structure of the workpiece. Ist das Werkstück zum Beispiel der Motorblock eines Verbrennungsmotors und dessen maßhaltige geometrische Struktur die Laufbahn einer Zylinderlaufbuchse, so wird diese nach dem Gießen durch Honen auf vorgegebenen Maße gebracht, die sich aus den Zielparametern ergeben. If the workpiece is, for example, the engine block of an internal combustion engine and its dimensionally stable geometric structure of the track of a cylinder liner, it will be placed after casting by honing to predetermined dimensions which are derived from the target parameters.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert. The invention will be explained in more detail in an embodiment with reference to the accompanying drawings. Es zeigt: It shows:
    die Figur ein Ablaufdiagramm zum Herstellen eines mechanisch bearbeiteten, gegossenen Werkstücks. the figure is a flow chart for producing a machined, molded workpiece.
  • Die Figur zeigt den Verfahrensablauf zur Herstellung eines mechanisch bearbeiteten, gegossenen Werkstücks in einem Ablaufdiagramm. The figure shows the process flow for producing a machined, molded work piece in a flowchart. Ausgangszustand des Verfahrens ist die Vorgabe von Zielparametern einer maßhaltigen geometrischen Struktur des Werkstücks in einem vorgegebenen Betriebszustand. Initial state of the process is the setting of target parameters of a dimensionally stable geometrical structure of the work piece in a predetermined operating state. Dieser Ausgangszustand wird im Ablaufdiagramm durch den Berechnungsstartpunkt This initial state is in the flow chart by the calculation start point 1 1 dargestellt. shown. Von dem Berechnungsstartpunkt From the calculation start point 1 1 führt ein erster Zweig A über den ersten Berechnungsschritt performs a first branch A via the first calculation step 2 2 , den zweiten Berechnungsschritt , The second calculation step 3 3 , den dritten Berechnungsschritt , The third calculation step 4 4 und den vierten Berechnungsschritt and the fourth calculation step 5 5 zu einem Herstellungsstartpunkt a production start point 6 6 , der durch Zielparameter einer der maßhaltigen geometrischen Struktur des Werkstücks entsprechenden geometrischen Struktur eines Werkstückmodells charakterisiert ist. Which is characterized by one of the target parameter dimensionally stable geometrical structure of the workpiece corresponding geometric structure of a workpiece model. Aus dem Herstellungsstartpunkt From the production start point 6 6 wird über einen zweiten Zweig B mit seriell angeordneten Programmpunkten is supplied through a second branch B with serially-arranged program points 4' 4 ' , . 3' 3 ' , . 2' 2 ' auf den Startpunkt to the start point 1 1 mit den Zielparametern der maßhaltigen geometrischen Struktur des Werkstücks zurückverwiesen. remitted with the target parameters of the dimensionally stable geometrical structure of the workpiece. Die bei den Berechnungsschritten The steps in the calculation 2 2 , . 3 3 , . 4 4 , . 5 5 des ersten Zweigs A ermittelten Parameter der maßhaltigen geometrischen Struktur entsprechen den resultierenden Parametern der Herstellungsschritte of the first branch A determined parameters of the dimensionally stable geometric structure corresponding to the resulting parameters of the manufacturing steps 4' 4 ' , . 3' 3 ' , . 2' 2 ' des zweiten Zweigs B, die die Verfahrensschritte zur Herstellung des Werkstücks unter Verwendung des Werkstückmodells angeben. the second branch B, indicating the process steps for manufacturing the workpiece by using the workpiece model. Dabei entspricht der Herstellungsschritt Here, the production step corresponds to 4' 4 ' dem Gießen des Werkstücks, der zweite Herstellungsschritt the casting of the workpiece, the second manufacturing step 3' 3 ' der mechanischen Bearbeitung des Werkstücks und der dritte Herstellungsschritt the mechanical machining of the workpiece and the third manufacturing step 2' 2 ' der Montage der Anbauteile. installing the add-on parts. Zur Ermittlung der Startparameter des Herstellungsstartpunkts To determine the start parameters of the production start point 6 6 aus den Zielparametern des Berechnungsstartpunkts from the target parameters of the calculation start point 1 1 im ersten Zweig A wird beim ersten Berechnungsschritt in the first branch A is the first calculation step 2 2 die thermische Belastung des Werkstücks durch Temperaturänderung von einer Montagetemperatur auf die Betriebstemperatur ermittelt/berechnet. the thermal load of the workpiece determined by temperature change of a mounting temperature to the operating temperature / calculated. Anschließend wird bei dem zweiten Berechnungsschritt Subsequently, at the second calculating step, 3 3 eine durch Verspannungen bewirkte Verformung des Werkstücks berechnet/ermittelt. a tension caused by deformation of the workpiece is calculated / determined. Die Ermittlungen der Verspannungen gehen Kräfte ein, die durch das Befestigen von mindestens einem Anbauteil an das Werkstück aufgebracht werden. The investigations of the tension enter into forces which are applied by the fixing of at least one attachment to the workpiece. Anschließend werden im dritten Berechnungsschritt Then, in the third calculation step 4 4 von durch Spannungsveränderungen bewirkte Verformung des Werkstücks berechnet/ermittelt. calculated by voltage changes caused by deformation of the workpiece / determined. Diese Spannungsveränderungen resultieren aus Geometrieveränderungen des Werkstücks, die auf eine mechanische Bearbeitung des Werkstücks und insbesondere der geometrischen Struktur des Werkstücks zurückzuführen ist. This voltage changes resulting from geometry changes in the workpiece, which is due to a mechanical machining of the workpiece, and in particular the geometrical structure of the workpiece. Anschließend werden im vierten Berechnungsschritt Then, in the fourth calculation step 5 5 die durch Spannungsveränderung bewirkten Verformungen des Werkstücks berechnet/ermittelt. the voltage change caused by deformation of the workpiece is calculated / determined. Die entsprechenden Spannungsveränderungen resultieren aus einer Geometrieveränderung des Werkstücks beim Gießprozess, wie zum Beispiel eine Schwindung beim Gießen. The corresponding voltage changes resulting from a change in geometry of the workpiece during the casting process, such as a shrinkage in casting. Die Berechnung/Ermittlung der Geometrieveränderung des dritten Berechnungsschritts The calculation / determination of the change in geometry of the third calculation step 4 4 und des vierten Berechnungsschritts and the fourth calculation step 5 5 kann insbesondere in einem Schritt zusammengefasst werden. can be summarized in particular in one step. Resultat dieser seriell ausgeführten Berechnungen sind die Startparameter der geometrischen Struktur des Werkstückmodells. This result serially executed calculations are the starting parameters of the geometric structure of the workpiece model. Mit diesen Startparametern wird eine Gussform erstellt und im ersten Herstellungsschritt These start parameters a mold is created and the first production step 4' 4 ' das Werkstück als Gussteil gegossen. cast the workpiece as cast. Beim anschließenden zweiten Herstellungsschritt During the subsequent second manufacturing step 3' 3 ' wird das Werkstück mechanisch bearbeitet. the workpiece is machined. Dabei wird insbesondere die maßhaltige geometrische Struktur des Werkstücks bearbeitet. The dimensionally stable geometric structure of the workpiece is machined in particular. In einem letzten, dritten Herstellungsschritt In a final, third manufacturing step 2' 2 ' werden die Anbauteile des Werkstücks montiert, Wird das Werkstück ausschließlich auf seine Betriebstemperatur gebracht, so wird seine maßhaltige geometrische Struktur durch die Zielparameter charakterisiert. the mounting parts of the workpiece to be mounted where the piece is brought only to its operating temperature, its dimensionally stable geometric structure is characterized by the target parameters.
  • Ist das Werkstück zum Beispiel der Motorblock eines Verbrennungsmotors, dessen maßhaltige geometrische Struktur die Laufbahnen von Zylinderlaufbuchsen des Motorblocks sind, so ergeben sich folgende konkrete Verfahrensschritte zum Herstellen des Motorblocks: Ausgangszustand (Berechnungsstartpunkt If the workpiece is, for example, the engine block of an internal combustion engine, the dimensionally stable geometric structure, the tracks of cylinder liners of the engine block, so there are the following specific process steps for manufacturing the engine block: initial state (calculation starting point 1 1 ) ist das gewünschte, ideale triboloigsche System aus Zylinderlaufbuchse und Kolbenringen eines Kolbens des Verbrennungsmotors. ) Is the desired, ideal triboloigsche system of cylinder liner and piston rings of a piston of the engine. Dabei ist die Lauffläche der Zylinderlaufbuchse die maßhaltige geometrische Struktur des Motorblocks. The running surface of the cylinder liner is the dimensionally stable geometric structure of the engine block. Aus den Koordinaten (Zielparametern) der Lauffläche werden durch die Schritte des ersten Zweigs A die Koordinaten (Startparameter) eines den Laufflächen entsprechenden Bereichs des Gussmodells bestimmt. From the coordinates (target parameters) of the tread, the coordinates (start parameters) are determined a corresponding to the tread region of the casting model by the steps of the first branch A. Aus den Zielparametern werden im ersten Berechnungsschritt are from the target parameters in the first calculation step 2 2 Parameter bestimmt, die die Laufflächen bei Temperaturbedingungen kennzeichnen, die bei der Montage der Anbauteile herrschen. determined parameters that characterize the tread at temperature conditions that prevail when mounting the attachment parts. Die Anbauteile des Motorblocks sind insbesondere Zylinderkopf, Aggregatehalter und/oder Kurbelwellendeckel. The add-on parts of the engine block in particular cylinder head assemblies holder and / or crankshaft cover. Anschließend wird beim zweiten Berechnungsschritt Subsequently, the second calculation step 3 3 die Verformung durch Verspannungen aufgrund wirkender Kräfte bei Befestigung der Anbauteile ermittelt/berechnet. the deformation by tension due to forces acting determined at installation of the fixture / calculated. Die resultierenden Parameter entsprechen den Maßen der Lauffläche zwischen einem Arbeitsschritt der Bearbeitung des Motorblocks und der Montage der Anbauteile. The resulting parameters correspond to the dimensions of the tread between a step of the machining of the engine block and mounting the attachment parts. Aus diesen Parametern wird im dritten Berechnungsschritt From these parameters, in the third calculation step 4 4 die Verformung durch Spannungsveränderungen bei Geometrieveränderungen des Bauteils durch die Bearbeitung ermittelt/berechnet. the deformation determined by voltage changes in geometry changes of the component by the processing / calculated. Die resultierenden Parameter charakterisieren die Lauffläche nach Abschluss des Gießprozesses und vor der mechanischen Bearbeitung. The resulting parameters characterize the tread after completion of the casting process and prior to machining. Anschließend wird aus diesen Parametern die Verformung durch Spannungsänderungen bei Geometrieveränderungen des Bauteils durch den Gießprozess ermittelt/berechnet (vierter Berechnungsschritt the deformation is then detected by voltage changes in geometry changes of the component by the casting process from these parameters / calculates (fourth calculation step 5 5 ). ). Die resultierenden Parameter sind die Startparameter, die den Bereich des Gussmodells charakterisieren, aus dem sich die Laufbahnen der Zylinderlaufbuchsen ergeben. The resulting parameters are the start parameters that characterize the region of the casting model from which the raceways of the cylinder liner arise. Dies entspricht dem Herstellungsstartpunkt This corresponds to the production of the starting point 6 6 des Ablaufdiagramms. the flowchart. Anschließend wird das Gussmodell (Werkstückmodell) erstellt und mittels der Herstellungsschritte des zweiten Zweigs B der Motorblock hergestellt. Subsequently, the casting model (work model) is created and manufactured B of the engine block by means of the manufacturing steps of the second branch. Dazu wird zunächst der Motorblock als Gussteil gegossen (erster Herstellungsschritt For this, first the engine block cast as a casting (first manufacturing step 4' 4 ' ). ). Die maßhaltige Struktur des Gussteils entspricht den Parametern des dritten Berechnungsschritts The dimensionally stable structure of the casting corresponds to the parameters of the third calculation step 4 4 . , Anschließend wird der Motorblock bearbeitet (zweiter Herstellungsschritt Subsequently, the engine block is processed (second manufacturing step 3' 3 ' ). ). Dabei wird insbesondere die maßhaltige geometrische Struktur derart bearbeitet, dass sie den entsprechenden Parametern des zweiten Berechnungsschritts In particular, the dimensionally stable geometric structure is processed such that they the corresponding parameters of the second calculation step 3 3 entspricht. equivalent. Nach der Bearbeitung des Motorblocks werden entsprechend dem dritten Herstellungsschritt After machining of the engine block to be corresponding to the third manufacturing step 2' 2 ' die Anbauteile (Zylinderkopf, Aggregatehalter, und/oder Kurbelwellendeckel) an den Motorblock montiert, sodass die Laufbahnen durch Parameter charakterisiert werden, die sich aus dem ersten Berechnungsschritt mounting the attachment parts (cylinder head, aggregates holder, and / or crankshaft cover) to the engine block, so that the raceways are characterized by parameters from the first computing step 2 2 ergeben. result. Wird ein aus dem Motorblock und den Anbauteilen erstellter Verbrennungsmotor auf Betriebstemperatur gebracht, so werden die Laufbahnen der Zylinderlaufbuchsen durch die Zielparameter bestimmt und es entsteht das ideale tribologische System aus Zylinderlaufbuchse und Kolbenringen. If an internally generated from the engine block and the attachments engine warmed up, the raceways of the cylinder liners are determined by the target parameters and creates the ideal tribological system of cylinder liner and piston rings.
  • 1 1
    Berechnungsstartpunkt Calculation starting point
    2 2
    erster Berechnungsschritt first calculation step
    2' 2 '
    dritter Herstellungsschritt third manufacturing step
    3 3
    zweiter Berechnungsschritt second calculation step
    3' 3 '
    zweiter Herstellungsschritt second production step
    4 4
    dritter Berechnungsschritt third calculation step
    4' 4 '
    erster Herstellungsschritt the first production step
    5 5
    vierter Berechnungsschritt fourth calculation step
    6 6
    Herstellungsstartpunkt Production start point
    A A
    erster Zweig first branch
    B B
    zweiter Zweig second branch

Claims (11)

  1. Verfahren zum Herstellen eines mechanisch bearbeiteten, gegossenen Werkstücks mit mindestens einer maßhaltigen geometrischen Struktur, an dem mindestens ein Anbauteil befestigt wird, mit folgenden Schritten: – Vorgabe von Zielparametern, die die maßhaltige geometrische Struktur des Werkstücks bestimmen, – Berechnung/Ermittlung von durch thermische Belastung des Werkstücks bewirkten Verformungen, – Berechnung/Ermittlung von durch Verspannungen bewirkte Verformungen des Werkstücks, wobei die Verspannungen durch Kräfte erzeugt sind, die durch Montage des mindestens einen Anbauteils an die Struktur auftreten, – Berechnung und/oder Ermittlung von durch bearbeitungsbedingte Spannungsveränderungen bewirkte Verformungen des Werkstücks, wobei die Spannungsveränderungen aus Geometrieveränderungen des Werkstücks und/oder Eigenspannungen resultieren, – Anwendung der Berechnung auf die Zielparameter zur Erstellung von Startparametern für die Bestimmung eines Werkstückmodells A method of producing a machined, molded workpiece having at least one dimensionally stable geometrical structure, an attachment is attached to the at least comprising the steps of: - setting of target parameters that determine the dimensionally stable geometric structure of the workpiece, - calculation / determination of by thermal stress of the workpiece caused deformations, - calculation / determination of by tension caused deformations of the workpiece, whereby the tension generated by forces of occur by mounting at least one accessory to the structure, - calculating and / or determining by machining-induced voltage changes caused deformations of the workpiece, wherein the voltage changes from geometry changes in the workpiece and / or internal stresses resulting, - application of the calculation to the target parameter for the creation of start parameters for the determination of a workpiece model, und – Herstellung des Werkstücks unter Verwendung des Werkstückmodells. and - production of the workpiece using the part model.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung des Werkstücks unter Verwendung des Werkstückmodells folgende Schritte aufweist: – Gießen des Werkstücks, – Bearbeiten des Werkstücks und – Montage der Anbauteile. A method according to claim 1, characterized in that the production of the workpiece using the part model comprises the following steps: - casting of the workpiece, - machining the workpiece, and - mounting the attachment parts.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück eine Verbrennungsmotorkomponente eines Verbrennungsmotors ist. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the workpiece is an engine component of an internal combustion engine.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsmotorkomponente ein Motorblock ist. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the engine component is an engine block.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die maßhaltige geometrische Struktur eine Laufbahn einer Zylinderlaufbuchse des Motorblocks ist. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the dimensionally stable geometric structure is a track of a cylinder liner of the engine block.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Belastung durch die Temperaturdifferenz zwischen Montagetemperatur und Betriebstemperatur des Werkstücks im Bereich der maßhaltigen Struktur bestimmt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the thermal load is determined by the temperature difference between the mounting and operating temperature of the workpiece in the region of the dimensionally stable structure.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anbauteil mindestens ein Teil des Verbrennungsmotors ist. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the attachment is at least a part of the engine.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielparameter die Maße der maßhaltigen geometrischen Struktur sind. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the target parameters are the dimensions of the dimensionally stable geometric structure.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Startparameter die Maße einer der maßhaltigen geometrischen Struktur entsprechenden geometrischen Struktur des Werkstückmodells sind. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the starting parameters are the dimensions of a dimensionally stable geometric structure corresponding geometrical structure of the work model.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrieveränderungen durch Bearbeitung des Werkstücks, insbesondere durch Bearbeitung der maßhaltigen geometrischen Struktur des Werkstücks und/oder den Gießprozess erfolgt. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the geometry changes is carried out by machining of the workpiece, in particular by machining the dimensionally stable geometrical structure of the work piece and / or the casting process.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung des Werkstücks eine Honung des Werkstücks, insbesondere eine Honung der maßhaltigen geometrischen Struktur des Werkstücks ist. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the machining of the workpiece is a honing of the workpiece, in particular a dimensionally stable Honung the geometrical structure of the workpiece.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040002783A1 (en) * 1995-02-14 2004-01-01 St. Ville James A. Method and apparatus for manufacturing objects having optimized response characteristics
DE10233359A1 (en) * 2002-07-23 2004-02-19 Daimlerchrysler Ag Die-cast cylinder crankcase
DE102005022469A1 (en) * 2005-05-14 2007-01-18 Audi Ag Cylinder crankcase for internal combustion (IC) engine, is monolithically molded from hard material consisting of low-eutectic aluminum alloy added with silicon particles

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040002783A1 (en) * 1995-02-14 2004-01-01 St. Ville James A. Method and apparatus for manufacturing objects having optimized response characteristics
DE10233359A1 (en) * 2002-07-23 2004-02-19 Daimlerchrysler Ag Die-cast cylinder crankcase
DE102005022469A1 (en) * 2005-05-14 2007-01-18 Audi Ag Cylinder crankcase for internal combustion (IC) engine, is monolithically molded from hard material consisting of low-eutectic aluminum alloy added with silicon particles

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DONG,Z.B.,WEI,Y.H.:Three dimensional modeling weld solidification cracks in multipass welding.In:Theoretical and Applied Fracture Mechanics 46, (2006), ISSN:0167-8442,S.156-165; *

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