Proširivanje naspram CNC oblikovanja unutarnjih klinastih profila u mjenjačima: kompleksnost i troškovi alata

Uvod

Prilikom projektiranja ili popravka mjenjača, jedan od ponavljajućih izazova je obrada unutarnjih klinastih profila. Dva najčešće korištena procesa — broaching i CNC glodanje — često izazivaju rasprave među inženjerima o tome koji je bolji. Činjenica je da ne postoji univerzalno rješenje. Pravi izbor ovisi o geometriji dijela, volumenu proizvodnje i dugoročnim troškovima alata.

Već više od desetljeća radimo na proizvodnji komponenata mjenjača i naš tim je obradio brojne projekte za automobile, zrakoplove i tešku mehanizaciju koristeći i brušenje i CNC glodanje. U ovom ćemo članku objasniti razlike uz praktične primjere, kako biste mogli procijeniti koja metoda najbolje odgovara vašim zahtjevima glede profila.

Što je brušenje?

Brušenje koristi dugi alat s više zuba koji postupno obrađuje profil dok prolazi kroz provrt.

• Najbolje za: Srednje do visoke serije gdje je geometrija profila standardizirana.

• Vrijeme ciklusa: Često manje od 20 sekundi po komadu, nakon dovršetka postavljanja.

• Površinska obrada: Izvrsna, s Ra vrijednostima između 0,8 i 1,2 µm.

• Ograničenja: Visoki troškovi alata na početku (od 8 000 do 20 000 USD po komadu), ograničena prilagodljivost kada se promijeni geometrija.

Primjer na tačku: U projektu od 5000 komada automobilskih mjenjača, prelazak s oblikovanja na brušenje smanjio je ciklus vremena za 78% i smanjio troškove po komadu za gotovo 4,20 američkih dolara. Međutim, kada je kupac kasnije zatražio nestandardnu modifikaciju, bio je potreban novi brušeni alat – što je projektu dodalo šest tjedana i 12.000 američkih dolara.

Što je CNC oblikovanje?

CNC oblikovanje (ponekad se naziva i utorovanje) koristi alat s jednom reznom točkom koji se giba unutar provrta, režući jedno zubno kolo po jednoj zupčanici.

• Najbolje za: Proizvodnja niskih do srednjih količina, prototipovi ili posebni profili zupčanika.

• Vrijeme ciklusa: Sporije, od 3 do 7 minuta ovisno o broju zupčanika.

• Fleksibilnost: Trošak alata je nizak (obično od 200 do 500 američkih dolara za alat za oblikovanje), a promjene dizajna zahtijevaju samo prilagodbu CAM softvera.

• Ograničenja: Dulje vrijeme obrade i veći trošenje alata za kaljenim materijalima.

Savjeti s proizvodnje: Za reduktorski planetarni prijenosnik u zrakoplovnoj industriji s kompleksnim unutarnjim navojem od 27 zuba, brušenje nije ni bilo moguće zbog problema s pristupom alata. CNC glodanjem je postignuta tolerancija prihvatljiva za proizvodnju, uz 4,8 minute po komadu – što je i dalje konkurentno za seriju od 300 komada.

Složenost i troškovi alata u usporedbi

Koji proces treba odabrati?

Odluka često ovisi o usklađivanju volumena i fleksibilnosti :

• Ako proizvodite desetke tisuća mjenjača s standardnom geometrijom klinova → Broaching pobjede po cijeni po dijelu.

• Ako ste u razvoju prototipa, proizvodnji u maloj seriji ili imate posla s nestandardnim žljebovima → CNC glodanje nudi vam potrebnu prilagodljivost.

• Za srednje serije (500–2000 komada) , mnoge radionice kombiniraju: oblikuju prototipove prvo, a zatim ulože u brušenje tek kad je geometrija fiksna.

Korisni zaključci za inženjere i kupce

1. Izračunajte ukupan broj komada tijekom vijeka trajanja prije nego što se odlučite za alat za brušenje.

2. Provjerite geometriju komada i prostor za alat —nije svaka unutarnja navojna glodanina pogodna za glodanje.

3. Procijeniti buduće promjene u dizajnu —jedna jedina prilagodba navoja može učiniti skupu glodaljku zastarjelom.

4. Razmotriti podizvođaštvo : Neke radionice održavaju biblioteku standardnih glodaljki kako bi troškove rasporedile na više kupaca.

I glodanje navoja i CNC glodanje su dokazane metode za izradu unutarnjih navoja u mjenjačima, ali njihova prikladnost ovisi o vašim prioritetima. Glodanje navoja izvrsno je za poslove velike količine i ponavljajuće se zadatke, dok CNC glodanje nudi neusporedivu slobodu za složene ili projekte male količine. Pažljivom procjenom složenosti i troškova alata, inženjeri i timovi za nabavu mogu izbjeći nepotrebne troškove i osigurati pouzdanost mjenjača.