Чи підходить корпус коробки передач для обробки з ЧПУ?

1. Властивості матеріалів і труднощі обробки корпусу коробки передач
Вибір матеріалу для корпусу коробки передач безпосередньо впливає на адаптацію технології обробки. Зараз сірий чавун, алюмінієвий сплав і високоякісні-сплави є одними з найпоширеніших матеріалів. Ось деякі з їхніх властивостей і проблем обробки:
Сірий чавун (як HT200)
Сірий чавун традиційно був найкращим матеріалом для-корпусів коробок передач важких транспортних засобів, оскільки він дешевий, добре поглинає удари та його легко формувати. Але складна частина обробки:
Вібрація при різанні: сірий чавун містить у своїй структурі пластівці графіту, які можуть вібрувати під час різання, роблячи поверхню занадто жорсткою;
Зношування інструментів: високий вміст кремнію (від 2,5% до 3,5%) пришвидшує зношування інструментів, тому вам потрібно використовувати інструменти з CBN (кубічний нітрид бору) або інструменти з міцним -сплавом;
Пори та дірки від піску в сировині можуть спричинити затримки обробки або витік масла в готових продуктах. Онлайн-система виявлення з ЧПК повинна стежити за цими проблемами в режимі реального часу.
Алюмінієві сплави, такі як ADC12 і 5052
Алюмінієвий сплав зараз є найбільш використовуваним матеріалом для корпусів автомобільних коробок передач, оскільки він легкий (його щільність становить лише-третину від сірого чавуну), але з ним важко працювати через:
Недостатньо жорсткий: алюмінієвий сплав не дуже міцний і може змінити форму під час грубої обробки. Отже, щоб контролювати викривлення, вам потрібно виконувати механічну обробку в порядку (наприклад, спочатку фрезерувати опорну поверхню, а потім систему отворів).
Чутливість до термічної деформації. Тепло різання може легко спричинити відхилення розмірів, тому вам потрібно використовувати рідину для різання з низькою-температурою (таку емульсію) і керувати швидкістю шпинделя.
Високі критерії якості поверхні: щоб отримати шорсткість поверхні нижче Ra0,8 мкм, потрібно використовувати високо-швидкісне фрезерування (швидкість шпинделя більше або дорівнює 8000 об/хв) і точне розточування.
Сплави з високою продуктивністю, такі як алюмінієві сплави 6061 і 7075
Люди зазвичай використовують алюмінієвий сплав 6061-T6 або 7075-T6 для корпусу коробки передач сучасних автомобілів з енергопостачанням, тому що вони хочуть, щоб він був міцнішим і менш схильний до іржі. Проблема обробки цих матеріалів полягає в наступному:
Алюмінієвий сплав 7075 має твердість HB150, що означає, що вам потрібно використовувати ріжучі інструменти з алмазним -покриттям або ріжучі інструменти з полікристалічного алмазу (PCD).
Товщина стінки корпусу може становити від 2 до 3 мм, і її потрібно обробляти через п’ятиосьове з’єднання, щоб зменшити кількість затискань і уникнути деформації.
2. Основні переваги обробки з ЧПУ та наскільки добре можна змінити корпус коробки передач
Цифрове керування в обробці з ЧПК дозволяє виготовляти речі з високою точністю, високою ефективністю та гнучкістю. Ці переваги дуже добре відповідають потребам виготовлення корпусів коробок передач.
Здатність виконувати -високоточну механічну обробку
Верстати з ЧПК можуть керувати речами з-мікрометровою точністю (наприклад, допуск на отвір ± 0,01 мм і співвісність менше або дорівнює 0,02 мм). Це відповідає потребам у складанні важливих частин корпусу коробки передач, таких як отвори для підшипників і отвори для потоку масла. Одна компанія, наприклад, використовує п’яти-осьовий обробний центр для обробки корпусу коробки передач з алюмінієвого сплаву. Він може виконувати кілька типів обробки лише одним затисканням, що знижує похибку співвісності з 0,03 мм до 0,01 мм і значно підвищує точність зачеплення шестерні.
Можливість обробки складних конструкцій
Корпус коробки передач часто має складні частини, включаючи масляні трубки, які перетинаються одна з одною, ряди різьбових отворів і ребра, які роблять його міцнішим. Традиційна обробка не дуже ефективна, оскільки її потрібно затискати багато разів. Завдяки багато-зв’язці (наприклад, п’яти{3}}обробні центри) і високошвидкісній технології фрезерування ЧПК може швидко виконувати такі завдання:
Наприклад, отвір для проходу масла під кутом 60 градусів є прикладом обробки діагонального отвору. Верстат з ЧПК може точно регулювати кут інструменту, обертаючи вісь A/C. Допуск на діаметр отвору становить ± 0,05 мм, а відхилення кута менше або дорівнює ± 0,5 градуса.
Щоб уникнути згинання тонких стінок алюмінієвого сплаву, обробка тонких стінок використовує легку техніку різання (глибина різання менше або дорівнює 0,5 мм, швидкість подачі менше або дорівнює 0,1 мм/об) і кріплення високої жорсткості.
Обробка різьбових отворів: різьбофрезерування, а не різьблення, використовується для виготовлення високо{0}}точної різьби з допуском на діаметр різьби менше або дорівнює ± 0,02 мм.
Можливість зміни виробничих потужностей
На стадії дослідження та розробки автомобіля проектування доводиться виконувати знову і знову, і обробка з ЧПК може швидко переходити між різними типами схем обробки корпусів коробки передач завдяки швидкому програмуванню (наприклад, програмне забезпечення CAM, яке автоматично генерує G-код) і модульній конструкції кріплення. Наприклад, одна компанія скоротила час, необхідний для переходу з 4 годин до 30 хвилин, зробивши контрольну поверхню приладдя однаковою для всіх продуктів. Це допомогло їм виготовити та випробувати багато різних типів і малих партій.
Контроль якості та виявлення онлайн
Верстати з ЧПК можуть використовувати онлайн-інструменти виявлення, такі як лазерні сканери та координатно-вимірювальні пристрої, щоб стежити за розміром і якістю поверхні, що обробляється, у режимі реального часу. Наприклад, під час різання корпусів коробки передач із сірого чавуну лазерний сканер виявляє дефекти заготовки, як-от пористість, і автоматично змінює траєкторію фрезерування, щоб уникнути дефектної зони. Координатний вимірювальний інструмент використовується для довільної перевірки важливих вимірювань (наприклад, рівності поверхні коробки) під час виробництва оболонок з алюмінієвого сплаву, щоб переконатися, що серійна обробка є узгодженою.
3. Приклад промислового застосування: технологія корпусу коробки передач стає кращою завдяки обробці з ЧПУ.
Обробка корпусу коробки передач для автомобілів нової енергетики
Підприємство виготовило корпус редуктора для нових автомобілів з алюмінієвим сплавом 6061. Він має 12 різьбових отворів М8, 3 похилі отвори для потоку масла (кут 50 градусів ± 0,5 градуса) і ребра підсилення товщиною 0,5 мм. Шляхом оптимізації наступного процесу ЧПК:
Обробка по порядку: спочатку обробіть опорну поверхню та отвори. Далі приблизно обробіть сполучну поверхню, залишивши запас 0,3 мм. Нарешті, точно обробіть різьбові отвори та похилі отвори для проходу масла.
Вибір правильного інструменту: різьбові фрези PCD використовуються для різьбових отворів, тоді як свердла з міцного сплаву з направляючими втулками використовуються для похилих отворів для масляної лінії.
Перевірка якості: п’ять відсотків зразків із кожної партії випадково перевіряються для тривимірного-вимірювання, а значення CPK критичного розміру має бути принаймні 1,33.
Зрештою ефективність обробки зросла на 40%, а вихід зріс з 85% до 98%.
Обробка корпусу коробки передач для-вантажних автомобілів
Корпус коробки передач, виготовлений певною компанією для важких-вантажівок, виготовлений із сірого чавуну HT250. Він має отвори для підшипників діаметром 120 мм (допуск ±0,02 мм) і масляні канали, які перетинають один одного з мінімальним отвором 8 мм. Шляхом оптимізації наступного процесу ЧПК:
Контроль вібрації: ріжучі інструменти CBN (матеріал BN-S300) використовуються для високошвидкісного фрезерування (швидкість обертання шпинделя 2000 об/хв), що зменшує амплітуду ріжучих вібрацій на 60%.
Виявлення в режимі онлайн: лазерний сканер перевіряє положення отвору для проходу масла в режимі реального часу під час обробки. Якщо відхилення виходить за межі, виконується автоматичне регулювання відключення.
Обробка поверхні: після обробки виконується дробеструйна обробка, щоб зробити поверхню оболонки міцнішою та довшою.
Зрештою час, необхідний для обробки однієї деталі, збільшився з 12 годин до 8 годин, а рівень витоку масла зріс з 3% до 0,5%.