Şanzıman Muhafazası CNC İşlemeye Uygun mu?

1. Şanzıman mahfazasının malzeme özellikleri ve işleme zorlukları
Şanzıman mahfazası için malzeme seçimi, işleme teknolojisinin ne kadar iyi adapte olabileceği üzerinde doğrudan etkiye sahiptir. Gri dökme demir, alüminyum alaşımı ve yüksek-performans alaşımları şu anda en yaygın kullanılan malzemelerden bazılarıdır. İşte bazı özellikleri ve işleme sorunları:
Gri dökme demir (HT200 gibi)
Gri dökme demir, ucuz olması, darbeleri iyi absorbe etmesi ve kalıplanmasının kolay olması nedeniyle-ağır hizmet taşıtlarının vites kutusu muhafazaları için geleneksel olarak en iyi malzeme olmuştur. Ancak işlemenin zor kısmı şudur:
Kesme titreşimi: Gri dökme demirin yapısında, keserken titreşerek yüzeyi çok sert hale getiren grafit pulları bulunur;
Takımlarda aşınma: Yüksek silikon içeriği (%2,5 ila %3,5), takımın aşınmasını hızlandırır, bu nedenle CBN (kübik bor nitrür) takımlar veya güçlü alaşımlı-kaplamalı takımlar kullanmanız gerekir;
Hammaddelerdeki gözenekler ve kum delikleri, tamamlanmış ürünlerde işleme gecikmelerine veya yağ sızıntılarına neden olabilir. Bir CNC çevrimiçi tespit sisteminin bu sorunlara gerçek zamanlı olarak göz kulak olması gerekir.
ADC12 ve 5052 gibi alüminyum alaşımları
Alüminyum alaşımı, hafif olduğundan (yoğunluğu gri dökme demirin yalnızca-üçte biri kadardır) artık otomotiv vites kutusu mahfazalarında en çok kullanılan malzemedir, ancak aşağıdaki nedenlerden dolayı işlenmesi zordur:
Yeterince sert değil: Alüminyum alaşımı çok güçlü değildir ve kabaca işlendiğinde şekil değiştirebilir. Bu nedenle distorsiyonu kontrol altında tutmak için işlemeyi sırayla yapmanız gerekir (örneğin, önce referans yüzeyini, ardından delik sistemini frezelemek).
Termal deformasyona karşı hassasiyet: Kesme ısısı kolayca boyutsal kaymaya neden olabilir, bu nedenle düşük-sıcaklıktaki kesme sıvısını (emülsiyon gibi) kullanmanız ve iş mili hızını yönetmeniz gerekir.
Yüzey kalitesi için yüksek kriterler: Yüzey pürüzlülüğünü Ra0,8 μm'nin altına indirmek için, yüksek-hızda frezeleme (iş mili hızı 8000 dev/dak'ya eşit veya daha büyük) ve hassas delik işleme kullanmanız gerekir.
6061 ve 7075 alüminyum alaşımları gibi yüksek performanslı alaşımlar
İnsanlar modern enerji araçlarının vites kutusu muhafazası için genellikle 6061-T6 veya 7075-T6 alüminyum alaşımını kullanıyor çünkü bunun daha güçlü olmasını ve paslanma olasılığının düşük olmasını istiyorlar. Bu materyallerin işlenmesindeki zorluk şudur:
7075 alüminyum alaşımının sertliği HB150'dir; bu, elmas-kaplı kesici takımlar veya PCD (Polikristalin Elmas) kesici takımlar kullanmanız gerektiği anlamına gelir.
Kabuk duvar kalınlığı 2 ila 3 mm kadar ince olabilir ve kelepçelenme sayısını azaltmak ve deformasyonu önlemek için beş eksenli bağlantıyla işlenmesi gerekir.
2. CNC işlemenin temel faydaları ve dişli kutusu muhafazasının ne kadar iyi değiştirilebileceği
CNC işlemede dijital kontrol, işleri yüksek hassasiyetle, yüksek verimlilikle ve esneklikle yapmayı mümkün kılar. Bu avantajlar, dişli kutusu muhafazalarının yapım ihtiyaçlarına çok iyi uyum sağlar.
Yüksek-hassaslıkta işleme yapabilme yeteneği
CNC takım tezgahları işleri mikrometre-düzeyinde doğrulukla yönetebilir (örneğin, açıklık toleransı ± 0,01 mm ve eş eksenlilik 0,02 mm'den az veya buna eşit). Bu, dişli kutusu muhafazasının yatak delikleri ve yağ akış delikleri gibi önemli parçalarının montaj ihtiyaçlarını karşılar. Örneğin bir şirket, alüminyum alaşımlı dişli kutusu muhafazası üzerinde çalışmak için beş-eksenli bir işleme merkezi kullanıyor. Tek bir kenetleme ile birden fazla türde işleme yapabilir, bu da eşeksenlilik hatasını 0,03 mm'den 0,01 mm'ye düşürür ve dişli kavramanın doğruluğunu büyük ölçüde artırır.
Karmaşık yapıları işleyebilme yeteneği
Dişli kutusu mahfazası genellikle birbiriyle kesişen yağ boruları, dişli delik dizileri ve onu daha güçlü kılan nervürler gibi karmaşık parçalara sahiptir. Geleneksel işleme çok verimli değildir çünkü birçok kez kenetlenmesi gerekir. Çok-eksenli bağlantı (beş-eksenli işleme merkezleri gibi) ve yüksek-hızlı frezeleme teknolojisiyle, CNC işleme aşağıdaki görevleri hızlı bir şekilde gerçekleştirebilir:
Örneğin 60 derece açılı yağ geçiş deliği çapraz delik işlemeye bir örnektir. CNC takım tezgahı, klima eksenini döndürerek takım açısını hassas bir şekilde ayarlayabilir. Delik çapı toleransı ± 0,05 mm'dir ve açı sapması ± 0,5 dereceye eşit veya daha azdır.
Alüminyum alaşımlı ince duvarların bükülmesini önlemek için, ince duvar işlemede hafif bir kesme tekniği (kesme derinliği 0,5 mm'den az veya eşit, ilerleme hızı 0,1 mm/dev'den az veya eşit) ve yüksek sertlikte fikstürler kullanılır.
Diş deliği işleme: Diş açma değil, diş frezeleme, ± 0,02 mm'den küçük veya buna eşit diş çapı toleransına sahip yüksek-hassas dişler yapmak için kullanılır.
Üretim kapasitesini değiştirme yeteneği
Otomobil araştırma ve geliştirme aşamasında, tasarımın tekrar tekrar yapılması gerekir ve hızlı programlama (CAM yazılımının otomatik olarak G-kodunu oluşturması gibi) ve modüler fikstür tasarımı nedeniyle CNC işleme, farklı türlerdeki dişli kutusu muhafazası işleme şemaları arasında hızlı bir şekilde geçiş yapabilir. Örneğin bir şirket, fikstür referans yüzeyini tüm ürünler için aynı hale getirerek geçiş süresini 4 saatten 30 dakikaya düşürdü. Bu onların birçok farklı türde ve küçük partiler halinde üretip test etmelerine yardımcı oldu.
Çevrimiçi kalite kontrol ve tespit
CNC takım tezgahları, işlenen yüzeyin boyutunu ve kalitesini gerçek zamanlı olarak takip etmek için lazer tarayıcılar ve koordinat ölçüm cihazları gibi çevrimiçi algılama araçlarını kullanabilir. Örneğin, gri dökme demir dişli kutusu muhafazalarını keserken, bir lazer tarayıcı boşluktaki gözeneklilik gibi kusurları bulur ve kusurlu alanı önlemek için frezeleme yolunu otomatik olarak değiştirir. Toplu işlemenin tutarlı olduğundan emin olmak amacıyla alüminyum alaşımlı kabukların üretimi sırasında önemli ölçümleri (kutu yüzeyinin düzlüğü gibi) rastgele kontrol etmek için bir koordinat ölçüm aracı kullanılır.
3. Bir endüstri uygulaması örneği: Dişli kutusu muhafazası teknolojisi, CNC işleme sayesinde daha iyi hale geliyor.
Yeni enerjili otomobiller için vites kutusu muhafazasının işlenmesi
Bir firma, yeni enerji araçları için 6061 alüminyum alaşımından redüktör muhafazası üretti. 12 adet M8 dişli deliğe, 3 adet eğimli yağ akış deliğine (açı 50 derece ± 0,5 derece) ve 0,5 mm kalınlığında takviye kaburgalarına sahiptir. Aşağıdaki CNC sürecini optimize ederek:
Sırayla işleme: Öncelikle referans yüzeyini ve delikleri işleyin. Daha sonra, 0,3 mm'lik bir kenar boşluğu bırakarak birleşme yüzeyini yaklaşık olarak işleyin. Son olarak dişli delikleri ve eğimli yağ geçiş deliklerini hassas bir şekilde işleyin.
Doğru aletlerin seçilmesi: Dişli delikler için PCD diş frezeleme takımları kullanılırken, eğimli yağ yolu delikleri için kılavuz manşonlu güçlü alaşımlı matkap uçları kullanılır.
Kalitenin kontrol edilmesi: Her gruptan numunelerin yüzde beşi, üç-boyutlu ölçüm açısından rastgele kontrol edilir ve kritik boyut CPK değeri en az 1,33 olmalıdır.
Sonunda işleme verimliliği %40 arttı ve verim oranı da %85'ten %98'e çıktı.
Ağır hizmet araçları için vites kutusu muhafazasının-işlenmesi
Belirli bir şirket tarafından ağır{0}}kamyonlar için üretilen dişli kutusu muhafazası HT250 gri dökme demirden yapılmıştır. 120mm çapında (±0,02mm tolerans) yatak delikleri ve minimum 8mm açıklıkla birbirini kesen yağ geçiş yollarına sahiptir. Aşağıdaki CNC sürecini optimize ederek:
Titreşim kontrolü: CBN kesme takımları (BN-S300 malzemesi), yüksek- hızlı frezeleme için kullanılır (iş mili hızı 2000 dev/dak), bu da kesme titreşimlerinin genliğini %60 oranında azaltır.
Çevrimiçi algılama: Bir lazer tarayıcı, işlem sırasında yağ geçiş deliğinin konumunu gerçek zamanlı olarak kontrol eder. Sapmanın limitin dışına çıkması durumunda otomatik kapanma ayarı yapılır.
Yüzeyin işlenmesi: İşlemden sonra kabuk yüzeyinin daha güçlü ve daha uzun ömürlü olması için bilyalı dövme yapılır.
Sonunda tek parçanın işlenmesi için gereken süre 12 saatten 8 saate çıktı ve yağ sızıntısı oranı da %3'ten %0,5'e çıktı.