Ali je ohišje menjalnika primerno za CNC obdelavo?

1. Lastnosti materiala in težave pri obdelavi ohišja menjalnika
Izbira materiala za ohišje menjalnika neposredno vpliva na to, kako dobro se lahko prilagodi tehnologija obdelave. Siva litina, aluminijeve zlitine in-zlitine z visoko zmogljivostjo so trenutno nekateri najpogostejši materiali. Tukaj je nekaj njihovih lastnosti in težav pri obdelavi:
Siva litina (kot HT200)
Siva litina je tradicionalno najboljši material za ohišja menjalnikov-za težka vozila, ker je poceni, dobro absorbira udarce in jo je enostavno oblikovati. Toda težji del obdelave je:
Rezalne vibracije: Siva litina ima v svoji strukturi grafitne kosmiče, ki lahko pri rezanju vibrirajo, zaradi česar je površina pregroba;
Obraba orodja: visoka vsebnost silicija (2,5 % do 3,5 %) pospeši obrabo orodja, zato morate uporabljati orodja iz CBN (kubičnega borovega nitrida) ali orodja, prevlečena z-močno zlitino;
Pore ​​in peščene luknje v surovinah lahko povzročijo zamude pri obdelavi ali puščanje olja v dokončanem izdelku. CNC sistem za spletno odkrivanje mora spremljati te težave v realnem času.
Aluminijeve zlitine, kot sta ADC12 in 5052
Aluminijeva zlitina je zdaj najpogosteje uporabljen material za ohišja avtomobilskih menjalnikov, saj je lahka (njegova gostota je le -tretjina gostote sive litine), vendar je z njo težko delati zaradi:
Ni dovolj trda: aluminijeva zlitina ni zelo močna in lahko spremeni obliko, ko je grobo obdelana. Če želite ohraniti popačenje pod nadzorom, morate strojno obdelavo izvajati po vrstnem redu (na primer najprej rezkati referenčno površino in nato sistem lukenj).
Občutljivost na toplotno deformacijo: toplota pri rezanju lahko zlahka povzroči dimenzijski zamik, zato morate uporabljati-rezalno tekočino z nizko temperaturo (kot je emulzija) in upravljati hitrost vretena.
Visoka merila za kakovost površine: Če želite doseči površinsko hrapavost pod Ra0,8 μm, morate uporabiti visoko{1}}hitrost rezkanja (hitrost vretena večja ali enaka 8000r/min) in natančno vrtanje.
Zlitine z visoko zmogljivostjo, kot so aluminijeve zlitine 6061 in 7075
Ljudje običajno uporabljajo aluminijevo zlitino 6061-T6 ali 7075-T6 za ohišje menjalnika sodobnih energetskih avtomobilov, ker želijo, da je močnejše in manj verjetno, da bo rjavelo. Izziv pri obdelavi teh materialov je:
Aluminijeva zlitina 7075 ima trdoto HB150, kar pomeni, da morate uporabiti rezalna orodja-z diamantno prevleko ali rezalna orodja PCD (polikristalni diamant).
Debelina stene lupine je lahko le 2 do 3 mm in jo je treba obdelati s petosno povezavo, da se zmanjša število vpetij in prepreči deformacija.
2. Glavne prednosti CNC obdelave in kako dobro je mogoče spremeniti ohišje menjalnika
Digitalni nadzor pri CNC obdelavi omogoča izdelavo stvari z visoko natančnostjo, visoko učinkovitostjo in prilagodljivostjo. Te prednosti se zelo dobro ujemajo s potrebami izdelave ohišij menjalnika.
Sposobnost visoko{0}}natančne obdelave
CNC strojna orodja lahko upravljajo stvari z mikrometrsko-natančnostjo (na primer toleranca odprtine ± 0,01 mm in koaksialnost manj kot ali enaka 0,02 mm). To izpolnjuje potrebe po montaži pomembnih delov ohišja menjalnika, kot so luknje za ležaje in luknje za pretok olja. Eno podjetje na primer uporablja pet-osni obdelovalni center za obdelavo ohišja menjalnika iz aluminijeve zlitine. Izvede lahko več vrst obdelav s samo enim vpenjanjem, kar zmanjša napako koaksialnosti z 0,03 mm na 0,01 mm in močno izboljša natančnost zaskočevanja zobnikov.
Sposobnost obdelave kompleksnih struktur
Ohišje menjalnika ima pogosto zapletene dele, vključno s cevmi za olje, ki se križajo, nizi lukenj z navojem in rebri, zaradi katerih je močnejši. Tradicionalna obdelava ni zelo učinkovita, ker jo je treba večkrat vpeti. Z več-osno povezavo (kot so pet-osni obdelovalni centri) in visoko-tehnologijo rezkanja lahko CNC obdelava hitro opravi naslednje naloge:
Na primer, luknja za prehod olja pod kotom 60 stopinj je primer obdelave diagonalne luknje. CNC obdelovalni stroj lahko natančno nastavi kot orodja z vrtenjem osi A/C. Toleranca premera luknje je ± 0,05 mm, odstopanje kota pa je manjše ali enako ± 0,5 stopinje.
Da bi se izognili upogibanju tankih sten aluminijeve zlitine, strojna obdelava tankih sten uporablja tehniko lahkega rezanja (globina reza manj kot ali enaka 0,5 mm, hitrost podajanja manj kot ali enaka 0,1 mm/r) in vpenjala z visoko togostjo.
Obdelava lukenj za navoje: Rezkanje navojev, ne narezovanje navojev, se uporablja za izdelavo visoko{0}}natančnih navojev s toleranco premera navoja manj kot ali enako ± 0,02 mm.
Možnost spreminjanja proizvodne zmogljivosti
V fazi avtomobilskih raziskav in razvoja je treba načrtovanje izvajati znova in znova in CNC obdelava lahko hitro prehaja med različnimi vrstami obdelovalnih shem ohišja menjalnika zaradi hitrega programiranja (na primer programska oprema CAM, ki samodejno generira kodo G-) in modularne zasnove vpenjal. Na primer, eno podjetje je skrajšalo čas, potreben za prehod s 4 ur na 30 minut, tako da je referenčna površina vpenjala postala enaka za vse izdelke. To jim je pomagalo pri izdelavi in ​​testiranju številnih različnih vrst in majhnih serij.
Kontrola kakovosti in odkrivanje na spletu
CNC obdelovalni stroji lahko uporabljajo spletna orodja za zaznavanje, kot so laserski skenerji in koordinatne merilne naprave, da spremljajo velikost in kakovost površine, ki se obdeluje v realnem času. Na primer, med rezanjem ohišij menjalnika iz sive litine laserski skener najde napake v surovcu, kot je poroznost, in samodejno spremeni pot rezkanja, da se izogne ​​območju z napakami. Orodje za merjenje koordinat se uporablja za naključno preverjanje pomembnih meritev (kot je ravnost površine škatle) med proizvodnjo lupin iz aluminijeve zlitine, da se zagotovi skladnost serijske obdelave.
3. Primer uporabe v industriji: Tehnologija ohišja menjalnika postaja vse boljša zaradi CNC obdelave.
Predelava ohišja menjalnika za nove energijske avtomobile
Podjetje je izdelalo ohišje reduktorja za nove energijske avtomobile iz aluminijeve zlitine 6061. Ima 12 lukenj z navojem M8, 3 nagnjene luknje za pretok olja (kot 50 stopinj ± 0,5 stopinj) in 0,5 mm debela ojačitvena rebra. Z optimizacijo naslednjega CNC postopka:
Obdelava po vrstnem redu: Najprej obdelajte referenčno površino in luknje. Nato približno obdelajte spojno površino in pustite rob 0,3 mm. Nazadnje natančno obdelajte navojne luknje in nagnjene luknje za prehod olja.
Izbira pravega orodja: za navojne izvrtine se uporabljajo PCD rezkarji za navoje, medtem ko se svedri iz močne zlitine z vodilnimi pušami uporabljajo za nagnjene vrtine za olje.
Preverjanje kakovosti: pet odstotkov vzorcev iz vsake serije se naključno preveri za tri{0}}dimenzionalne meritve, vrednost CPK kritične dimenzije pa mora biti vsaj 1,33.
Na koncu se je učinkovitost predelave povečala za 40 %, stopnja donosa pa se je povečala s 85 % na 98 %.
Obdelava ohišja menjalnika za težka-tovorna vozila
Ohišje menjalnika, ki ga je izdelalo določeno podjetje za težke-tovornjake, je izdelano iz sive litine HT250. Ima luknje za ležaje s premerom 120 mm (toleranca ±0,02 mm) in oljne kanale, ki se križajo z najmanjšo odprtino 8 mm. Z optimizacijo naslednjega CNC postopka:
Kontrola vibracij: CBN rezalna orodja (material BN-S300) se uporabljajo za visoko-rezkanje (hitrost vretena 2000r/min), ki zmanjša amplitudo rezalnih vibracij za 60 %.
Spletno zaznavanje: Laserski skener med obdelavo v realnem času preverja položaj odprtine za prehod olja. Če odstopanje preseže mejo, se izvede prilagoditev samodejnega izklopa.
Obdelava površine: Po obdelavi se izvede drobljenje, da je površina lupine močnejša in daljša.
Na koncu se je čas, potreben za obdelavo enega kosa, povečal z 12 ur na 8 ur, stopnja puščanja olja pa se je povečala s 3 % na 0,5 %.