Je li kućište mjenjača prikladno za CNC obradu?

1. Svojstva materijala i poteškoće obrade kućišta mjenjača
Izbor materijala za kućište mjenjača izravno utječe na to koliko se tehnologija obrade može prilagoditi. Sivi lijev, aluminijske legure i-legure visokih performansi trenutno su neki od najčešćih materijala. Evo nekih njihovih svojstava i problema s obradom:
Sivi lijev (kao HT200)
Sivi lijev tradicionalno je najbolji materijal za kućišta mjenjača-teških vozila jer je jeftin, dobro apsorbira udarce i lako ga je oblikovati. Ali teži dio obrade je:
Vibracije pri rezanju: Sivi lijev ima grafitne ljuskice u svojoj strukturi koje mogu vibrirati prilikom rezanja, čineći površinu previše oštrom;
Trošenje alata: visok sadržaj silicija (2,5% do 3,5%) ubrzava trošenje alata, stoga morate koristiti CBN (kubični bor nitrid) alate ili alate presvučene-jakom legurom;
Pore ​​i rupe od pijeska u sirovinama mogu uzrokovati kašnjenja u obradi ili curenje ulja u gotovoj robi. CNC online sustav detekcije mora pratiti te probleme u stvarnom vremenu.
Aluminijske legure poput ADC12 i 5052
Aluminijska legura sada je najčešće korišteni materijal za kućišta automobilskih mjenjača budući da je lagana (njegova gustoća je samo jedna-trećina gustoće sivog lijeva), ali s njom je teško raditi zbog:
Nije dovoljno kruta: aluminijska legura nije jako čvrsta i može promijeniti oblik kada se grubo obradi. Dakle, da biste držali distorziju pod kontrolom, morate strojnu obradu izvoditi redom (na primjer, prvo glodati referentnu površinu, a zatim sustav rupa).
Osjetljivost na toplinsku deformaciju: Toplina rezanja može lako uzrokovati dimenzionalni pomak, stoga trebate koristiti tekućinu za rezanje niske-temperature (kao što je emulzija) i upravljati brzinom vretena.
Visoki kriteriji za kvalitetu površine: da biste dobili površinsku hrapavost ispod Ra0,8 μm, morate koristiti-brzinsko glodanje (brzina vretena veća ili jednaka 8000 o/min) i precizno bušenje.
Legure s visokim učinkom, kao što su aluminijske legure 6061 i 7075
Ljudi obično koriste aluminijsku leguru 6061-T6 ili 7075-T6 za kućište mjenjača modernih energetskih automobila jer žele da bude čvršća i da je manje vjerojatno da će hrđati. Izazov u tretiranju ovih materijala je:
Aluminijska legura 7075 ima tvrdoću HB150, što znači da trebate koristiti alate za rezanje presvučene dijamantom-ili alate za rezanje PCD (polikristalni dijamant).
Debljina stjenke školjke može biti samo 2 do 3 mm, a potrebno ju je obraditi pomoću povezivanja s pet osi kako bi se smanjio broj stezanja i izbjegle deformacije.
2. Glavne prednosti CNC obrade i koliko se dobro može promijeniti kućište mjenjača
Digitalna kontrola u CNC obradi omogućuje izradu stvari s visokom preciznošću, visokom učinkovitošću i fleksibilnošću. Ove prednosti vrlo dobro odgovaraju potrebama izrade kućišta mjenjača.
Sposobnost visoko{0}}precizne strojne obrade
CNC alatni strojevi mogu upravljati stvarima s mikrometarskom-točnošću (na primjer, tolerancija otvora ± 0,01 mm i koaksijalnost manja od ili jednaka 0,02 mm). Ovo zadovoljava potrebe sastavljanja važnih dijelova kućišta mjenjača, kao što su otvori za ležajeve i otvori za protok ulja. Jedna tvrtka, na primjer, koristi peto-obradni centar za obradu kućišta mjenjača od aluminijske legure. Može izvršiti više vrsta obrade sa samo jednim stezanjem, što smanjuje pogrešku koaksijalnosti s 0,03 mm na 0,01 mm i uvelike poboljšava točnost zahvata zupčanika.
Sposobnost obrade složenih struktura
Kućište mjenjača često ima komplicirane dijelove uključujući cijevi za ulje koje se međusobno križaju, nizove rupa s navojem i rebra koja ga čine čvršćim. Tradicionalna strojna obrada nije vrlo učinkovita jer se mora stezati mnogo puta. Uz-povezivanje s više osi (kao što su centri za obradu s pet-osa) i tehnologiju glodanja velike-brzine, CNC obrada može brzo obaviti sljedeće zadatke:
Na primjer, rupa za prolaz ulja pod kutom od 60 stupnjeva primjer je strojne obrade dijagonalne rupe. CNC alatni stroj može precizno podesiti kut alata rotiranjem A/C osi. Tolerancija promjera rupe je ± 0,05 mm, a odstupanje kuta je manje od ili jednako ± 0,5 stupnjeva.
Kako bi se izbjeglo savijanje tankih stijenki aluminijske legure, strojna obrada tankih stijenki koristi laganu tehniku ​​rezanja (dubina rezanja manja ili jednaka 0,5 mm, brzina posmaka manja ili jednaka 0,1 mm/r) i učvršćenja visoke krutosti.
Obrada rupa za navoje: Glodanje navoja, a ne urezivanje navoja, koristi se za izradu visoko{0}}preciznih navoja s tolerancijom promjera navoja od manje ili jednako ± 0,02 mm.
Mogućnost promjene proizvodnog kapaciteta
U fazi istraživanja i razvoja automobila, dizajn se mora raditi iznova i iznova, a CNC obrada može brzo prijeći između različitih vrsta shema obrade kućišta mjenjača zbog brzog programiranja (poput CAM softvera koji automatski generira G-kod) i modularnog dizajna učvršćenja. Na primjer, jedna je tvrtka skratila vrijeme potrebno za prijelaz s 4 sata na 30 minuta tako što je referentnu površinu učvršćenja učinila istom za sve proizvode. To im je pomoglo da naprave i testiraju mnoge različite vrste i male serije.
Kontrola kvalitete i detekcija online
CNC alatni strojevi mogu koristiti mrežne alate za otkrivanje poput laserskih skenera i koordinatnih mjernih uređaja kako bi u stvarnom vremenu pratili veličinu i kvalitetu površine koja se obrađuje. Na primjer, tijekom rezanja kućišta mjenjača od sivog lijeva, laserski skener pronalazi nedostatke u proizvodu, poput poroznosti, i automatski mijenja putanju glodanja kako bi se izbjeglo područje s pukotinama. Alat za mjerenje koordinata koristi se za nasumično provjeravanje važnih mjerenja (kao što je ravnost površine kutije) tijekom proizvodnje školjki od aluminijske legure kako bi se osiguralo da je serijska obrada dosljedna.
3. Primjer industrijske primjene: Tehnologija za kućište mjenjača postaje sve bolja zahvaljujući CNC obradi.
Obrada kućišta mjenjača za nove energetske automobile
Tvrtka je proizvela kućište reduktora za nove automobile s energijom od aluminijske legure 6061. Ima 12 rupa s navojem M8, 3 nagnute rupe za protok ulja (kut 50 stupnjeva ± 0,5 stupnjeva) i rebra za pojačanje debljine 0,5 mm. Optimiziranjem sljedećeg CNC procesa:
Obrada redom: Prvo obradite referentnu površinu i rupe. Zatim otprilike obradite spojnu površinu, ostavljajući marginu od 0,3 mm. Na kraju, precizno obradite rupe s navojem i nagnute rupe za prolaz ulja.
Odabir pravog alata: PCD glodala za navoje koriste se za rupe s navojem, dok se svrdla od jake legure s čahurama za navođenje koriste za nagnute rupe za usmjeravanje ulja.
Provjera kvalitete: pet posto uzoraka iz svake serije nasumično se provjerava za tro-dimenzionalno mjerenje, a vrijednost CPK kritične dimenzije mora biti najmanje 1,33.
Na kraju je učinkovitost obrade porasla za 40%, a prinos je porastao s 85% na 98%.
Obrada kućišta mjenjača za te-teretna vozila
Kućište mjenjača koje je izradila određena tvrtka za teške-kamione izrađeno je od sivog lijeva HT250. Ima rupe za ležajeve promjera 120 mm (tolerancija ±0,02 mm) i prolaze za ulje koji se križaju s minimalnim otvorom od 8 mm. Optimiziranjem sljedećeg CNC procesa:
Kontrola vibracija: CBN rezni alati (BN-S300 materijal) koriste se za visoko-brzinsko glodanje (brzina vretena 2000r/min), što smanjuje amplitudu reznih vibracija za 60%.
Online otkrivanje: Laserski skener provjerava položaj otvora za prolaz ulja u stvarnom vremenu tijekom obrade. Ako odstupanje prelazi granicu, vrši se automatsko podešavanje isključivanja.
Obrada površine: Nakon obrade vrši se sačmarenje kako bi površina školjke bila čvršća i dugotrajnija.
Na kraju je vrijeme potrebno za obradu jednog komada poraslo s 12 sati na 8 sati, a stopa curenja ulja s 3% na 0,5%.