Alkalmas-e a sebességváltó háza CNC megmunkálásra?

1. A sebességváltó házának anyagtulajdonságai és feldolgozási nehézségei
A sebességváltó házának anyagának megválasztása közvetlen hatással van arra, hogy a feldolgozási technológia mennyire tud alkalmazkodni. A szürkeöntvény, az alumíniumötvözet és a nagy teljesítményű{1}}ötvözetek jelenleg a leggyakoribb anyagok közé tartoznak. Íme néhány tulajdonságaik és feldolgozási problémáik:
Szürkeöntvény (mint a HT200)
A szürkeöntvény hagyományosan a legjobb anyag a nehéz{0}}járművek sebességváltó-házaihoz, mivel olcsó, jól elnyeli az ütéseket és könnyen formázható. De a feldolgozás nehéz része a következő:
Vágási vibráció: A szürkeöntvény szerkezetében grafitlemezek találhatók, amelyek vágás közben vibrálhatnak, így a felület túl durva;
Szerszámok kopása: A magas szilíciumtartalom (2,5–3,5%) felgyorsítja a szerszámkopást, ezért CBN (köbös bór-nitrid) szerszámokat vagy erős ötvözetű -bevonatos szerszámokat kell használnia;
A nyersanyagokban lévő pórusok és homoklyukak feldolgozási késedelmet vagy olajszivárgást okozhatnak a kész árukban. Egy CNC online érzékelőrendszernek valós időben kell szemmel tartania ezeket a problémákat.
Alumíniumötvözetek, például ADC12 és 5052
Az alumíniumötvözet manapság a leggyakrabban használt anyag az autók sebességváltóihoz, mivel könnyű (sűrűsége csak egy{0}}harmada a szürkeöntvényének), de nehéz vele dolgozni, mert:
Nem elég merev: Az alumíniumötvözet nem túl erős, és durva megmunkáláskor megváltoztathatja alakját. Tehát a torzítás ellenőrzése érdekében a megmunkálást sorrendben kell elvégezni (például először a referenciafelületet, majd a furatrendszert marni).
Érzékenység a termikus deformációra: A vágási hő könnyen méreteltolódást okozhat, ezért alacsony-hőmérsékletű vágófolyadékot (ilyen emulziót) kell használnia, és szabályoznia kell az orsó fordulatszámát.
Magas felületminőségi kritériumok: Ahhoz, hogy a felületi érdesség Ra0,8 μm alá csökkenjen, nagy-sebességű marást (orsó fordulatszáma 8000 r/perc vagy annál nagyobb) és precíziós fúrást kell alkalmaznia.
Nagy teljesítményű ötvözetek, például 6061 és 7075 alumíniumötvözetek
Az emberek általában 6061-T6 vagy 7075-T6 alumíniumötvözetet használnak a modern energiaautók sebességváltóházához, mert azt szeretnék, hogy az erősebb legyen, és kevésbé valószínű, hogy rozsdásodik. Ezen anyagok kezelésének kihívása a következő:
A 7075 alumíniumötvözet keménysége HB150, ami azt jelenti, hogy gyémánt-bevonatú vágószerszámokat vagy PCD (polikristályos gyémánt) vágószerszámokat kell használnia.
A héj falvastagsága akár 2-3 mm is lehet, és öttengelyes összeköttetésen keresztül kell feldolgozni, hogy csökkentsék a rögzítések számát és elkerüljék a deformációt.
2. A CNC megmunkálás fő előnyei és a sebességváltó házának cseréje
A CNC megmunkálás digitális vezérlése lehetővé teszi a dolgok nagy pontosságú, nagy hatékonyságú és rugalmas elkészítését. Ezek az előnyök nagyon jól illeszkednek a sebességváltó-házak gyártásának igényeihez.
Nagy pontosságú{0}}megmunkálási képesség
A CNC szerszámgépek mikrométeres{0}}szintű pontossággal tudják kezelni a dolgokat (például a rekesznyílás tűrése ± 0,01 mm és a koaxialitás 0,02 mm vagy annál kisebb). Ez kielégíti a hajtóműház fontos alkatrészeinek összeszerelési igényeit, mint például a csapágyfuratok és az olajáramlási lyukak. Az egyik vállalat például egy öt-tengelyes megmunkálóközpontot alkalmaz az alumíniumötvözet hajtómű házán. Többféle feldolgozást is képes elvégezni egyetlen rögzítéssel, ami 0,03 mm-ről 0,01 mm-re csökkenti a koaxialitási hibát, és nagymértékben javítja a fogaskerekek összekapcsolásának pontosságát.
Képes összetett szerkezetek feldolgozására
A sebességváltó házának gyakran vannak bonyolult részei, beleértve az egymást keresztező olajcsöveket, menetes furatsorokat és bordákat, amelyek erősebbé teszik. A hagyományos megmunkálás nem túl hatékony, mert többször kell szorítani. A több-tengelyes összekapcsolással (ilyen az öt-tengelyű megmunkálóközponttal) és a nagy-sebességű marási technológiával a CNC megmunkálás gyorsan elvégezheti a következő feladatokat:
Például a 60 fokos szögben megdöntött olajátvezető furat egy példa az átlós furat megmunkálására. A CNC szerszámgép pontosan be tudja állítani a szerszám szögét az A/C tengely elforgatásával. A furatátmérő tűrése ± 0,05 mm, a szögeltérés pedig kisebb vagy egyenlő, mint ± 0,5 fok.
Az alumíniumötvözet vékonyfalak hajlításának elkerülése érdekében a vékonyfalú megmunkálás könnyű vágási technikát (vágási mélység legfeljebb 0,5 mm, előtolási sebesség legfeljebb 0,1 mm/r) és nagy merevségű rögzítőelemeket használ.
Menetfurat megmunkálása: A menetmarás, nem a menetfúrás, nagy pontosságú{0}}menetek készítésére szolgál, amelyek menetátmérőjének tűréshatára legfeljebb ± 0,02 mm.
A gyártási kapacitás megváltoztatásának lehetősége
Az autókutatás és -fejlesztés szakaszában a tervezést újra és újra meg kell végezni, és a CNC-megmunkálás gyorsan áttérhet a különböző típusú hajtóműház-megmunkálási sémák között a gyors programozás (például a G{0}}kódot automatikusan generáló CAM-szoftver) és a moduláris rögzítéstervezés miatt. Például az egyik cég 4 óráról 30 percre csökkentette az átállás idejét azáltal, hogy a lámpatest referenciafelületét minden terméknél azonosra tette. Ez segített nekik számos különféle típus és kis tétel elkészítésében és tesztelésében.
Minőségellenőrzés és észlelés online
A CNC szerszámgépek online észlelőeszközöket, például lézerszkennereket és koordináló mérőeszközöket használhatnak, hogy valós időben figyeljék a megmunkált felület méretét és minőségét. Például a szürkeöntvény hajtóműházak vágásakor a lézerszkenner hibákat talál a nyersdarabban, például porozitást, és automatikusan megváltoztatja a marási útvonalat, hogy elkerülje a hibaterületet. A fontos mérések (például a doboz felületének síksága) véletlenszerű ellenőrzésére koordináta-mérő eszközt használnak az alumíniumötvözet héjak gyártása során, hogy megbizonyosodjanak arról, hogy a kötegelt feldolgozás következetes.
3. Példa ipari alkalmazásra: A sebességváltó házának technológiája egyre jobb a CNC megmunkálásnak köszönhetően.
A sebességváltó házának feldolgozása új energetikai autókhoz
Egy cég 6061 alumíniumötvözetből gyártott reduktorházat az új energiájú autókhoz. 12 M8-as menetes furattal, 3 ferde olajáramlási lyukkal (50 fok ± 0,5 fokos szög) és 0,5 mm vastag erősítő bordákkal rendelkezik. A következő CNC folyamat optimalizálásával:
Feldolgozás sorrendben: Először dolgozza fel a referenciafelületet és a furatokat. Ezután megközelítőleg dolgozza fel az illeszkedő felületet, hagyjon 0,3 mm-es margót. Végül dolgozza meg pontosan a menetes furatokat és a ferde olajjárati lyukakat.
A megfelelő szerszámok kiválasztása: A menetes furatokhoz PCD menetmarókat, míg a ferde olajvezető furatokhoz erős ötvözetből készült, vezetőhüvelyes fúrószárakat használnak.
A minőség ellenőrzése: Az egyes tételekből származó minták öt százalékát véletlenszerűen ellenőrzik háromdimenziós méréshez, és a kritikus dimenzió CPK-értékének legalább 1,33-nak kell lennie.
Végül a feldolgozási hatékonyság 40%-kal, a kihozatali arány 85%-ról 98%-ra emelkedett.
A sebességváltó házának feldolgozása nehéz tehergépjárművekhez{0}}
A sebességváltó háza, amelyet egy bizonyos cég nehéz tehergépjárművekhez épített{0}}, HT250 szürkeöntvényből készül. 120 mm átmérőjű csapágyfuratokkal (±0,02 mm tűrés) és olajjáratokkal rendelkezik, amelyek egymást keresztezik legalább 8 mm-es nyílással. A következő CNC folyamat optimalizálásával:
Rezgésszabályozás: A CBN vágószerszámokat (BN-S300 anyag) nagy-sebességű maráshoz (orsófordulatszám 2000 r/perc) használják, ami 60%-kal csökkenti a forgácsolási rezgések amplitúdóját.
Online észlelés: A lézerszkenner valós időben ellenőrzi az olajáteresztő lyuk helyzetét a feldolgozás során. Ha az eltérés túllépi a határértéket, akkor az automatikus leállítási beállítás megtörténik.
Felületkezelés: A feldolgozás után sörétes hámlasztást végzünk, hogy a héj felülete erősebb és tartósabb legyen.
Végül az egy darab feldolgozásához szükséges idő 12 óráról 8 órára ment, az olajszivárgás aránya pedig 3%-ról 0,5%-ra.