Húzófűrészelés vs. CNC alakítás belsejére fogazott tengelyeknél: összetettség és szerszámköltségek

Bevezetés

Amikor sebességváltókat terveznek vagy javítanak, akkor ismétlődő kihívást jelent a belső hornyok megmunkálása. Két elterjedt eljárás – vágás és CNC alakítás – gyakran heves vitákat vált ki mérnökök között arról, hogy melyik a jobb. A valóság az, hogy nincs egyetlen megoldás, ami mindenre jó. A megfelelő választás a alkatrészgeometriától, a gyártási mennyiségtől és a szerszám hosszú távú költségeitől függ.

Több mint egy évtizedes sebességváltó alkatrészgyártási tapasztalattal rendelkező csapatunk mind fogazó-, mind CNC-marcóló gépeket üzemeltetett autóipari, légiipari és nehézgépészeti projektek során. Ebben a cikkben összehasonlítjuk a különbségeket gyakorlati példákkal, így Ön eldöntheti, melyik módszer felel meg pontos fogazási igényeinek.

Mi a fogazás?

A fogazás során egy hosszú, több fogból álló szerszámot használnak, amely fokozatosan vágja ki a fogazott profilt, miközben áthalad a furaton.

• Legjobb: Közepes vagy nagy tételszámú gyártás, ahol a fogazat geometriája szabványos.

• Ciklusidő: Gyakran kevesebb, mint 20 másodperc alkatrénként, miután az előkészítés befejeződött.

• Felületkezelés: Kiváló, Ra értékek körülbelül 0,8–1,2 µm.

• Korlátozások: Magas kezdeti szerszámköltség (8 000–20 000 USD fogazónként), korlátozott rugalmasság a geometria megváltozása esetén.

Példaként említhető: Egy 5000 darabos autóipari sebességváltó projekt során a megmunkálás áttérésével a húzásra a ciklusidő 78%-kal csökkent, és darabköltség majdnem 4,20 USD-t csökkent. Amikor az ügyfél később egy nem szabványos módosítást kért, egy új húzószerszám szükséges volt - ami hat héttel és 12 000 USD költséggel növelte a projektet.

Mi a CNC alakzatmegmunkálás (shaping)?

A CNC shaping (időnként slotting néven emlegetik) egy olyan egypontos szerszámot használ, amely a furat belsejében mozog, és egyszerre egy fogazatot vág.

• Legjobb: Alacsony- vagy közepes mennyiségű gyártás, prototípusok vagy egyedi fogazatgeometriák.

• Ciklusidő: Lassabb, a fogak számától függően 3 és 7 perc között mozog.

• Rugalmasság: Az esztergaköltség alacsony (általában 200–500 USD egy formázó szerszámért), és a tervezési változtatásokhoz csak CAM-beállítások szükségesek.

• Korlátozások: Hosszabb megmunkálási idő és nagyobb szerszámkopás keményített anyagok esetén.

Gyártósori tapasztalat: Egy összetett, 27 fogú belső hornyolt tengelygyártásnál a repülőgépipari fokozatcsökkentő hajtómű esetén a fogazás nem is volt lehetséges szerszám-kihúzási problémák miatt. A CNC alakítás 4,8 perc/alkatrész pontossággal gyártotta az alkatrészt elfogadható tűrésekkel – még mindig versenyképes egy 300 darabos tételnagyság esetén.

Összetettség és szerszámköltségek összehasonlítása

Melyik folyamatot válassza?

A döntés gyakran a kiegyensúlyozás kérdése mennyiség és rugalmasság között :

• Ha például csinálna tízezernyi sebességváltó szabványos hornyolatú geometriával → Vágás a darabköltség szempontjából jobb.

• Ha Ön prototípus-fejlesztésben, kis mennyiségű sorozatgyártásban vagy nem szabványos hornyokat használó megoldásoknál → CNC alakítás rugalmasságot kínál.

• A közepes tétel (500–2000 darab) , sok műhely hibrid megközelítést alkalmaz: először prototípusokat készít, majd csak akkor fektet be fogaskereket, ha a geometria már rögzített.

Gyakorlati tanulságok mérnököknek és beszerzőknek

1. Számítsa ki az alkatrész élettartamának mennyiségét mielőtt döntést hozna a fogaskerék-szerszámok beszerzéséről.

2. Ellenőrizze az alkatrész geometriáját és a szerszám elérhetőségét – nem minden belső fogazat alkalmas fogaskerékes megmunkálásra.

3. Jövőbeli tervezési változtatások értékelése —egyetlen profilváltoztatás is elavulttá tehet egy drága fogasztót.

4. Fontolja meg a beszállítói munkaellátást : Egyes gépgyártóüzemek szabványos fogasztók könyvtárát őrzik, hogy a költségeket több ügyfél között osszák el.

A fogasztás és a CNC alakítás egyaránt bevált módszer a hajtóművek belső fogazatának előállítására, de alkalmazhatóságuk az Ön prioritásaitól függ. A fogasztás kiváló nagy sorozatszámú, ismétlődő feladatokhoz, míg a CNC alakítás egyedülálló rugalmasságot biztosít összetett vagy kis mennyiségű projektekhez. Az összetettség és a szerszámköltségek gondos mérlegelésével a mérnökök és beszerzési csapatok elkerülhetik a felesleges kiadásokat, és biztosíthatják a hajtómű megbízhatóságát.