Pembentukan Dalam Berbanding CNC untuk Gearbox: Kompleksiti dan Kos Peralatan

Pendahuluan

Apabila mereka bentuk atau membaiki gearbox, salah satu cabaran yang sering berlaku ialah pemesinan splines dalaman. Dua proses yang paling biasa digunakan— pengbroching dan Pembentukan CNC —selalu mencetuskan perdebatan di kalangan jurutera mengenai kaedah yang lebih baik. Yang sebenarnya, tiada jawapan yang sesuai untuk semua situasi. Pilihan yang betul bergantung kepada geometri bahagian, jumlah pengeluaran, dan kos jangka panjang peralatan.

Dengan lebih daripada sedekad pengalaman dalam pengeluaran komponen gear, pasukan kami telah menjalankan mesin broaching dan CNC shapers untuk projek-projek berkaitan automotif, aerospace, dan peralatan berat. Dalam artikel ini, kami akan huraikan perbezaan antara kedua-dua kaedah dengan contoh praktikal, supaya anda boleh menilai kaedah yang paling sesuai dengan keperluan splin tertentu anda.

Apakah Itu Broaching?

Broaching menggunakan alat berbilang gigi yang panjang untuk memotong profil splin secara progresif apabila ia bergerak melalui lubang.

• Terbaik Untuk: Jumlah sederhana hingga tinggi di mana geometri splin adalah piawaian.

• Masa Siklus: Kerap kali kurang daripada 20 saat sebahagian selepas persediaan selesai.

• Permukaan Selesai: Sangat baik, dengan nilai Ra sekitar 0.8–1.2 µm.

• Kekangan: Kos perkakasan permulaan tinggi (US$8,000–US$20,000 setiap broach), fleksibiliti terhad apabila berlaku perubahan geometri.

Contoh Kes: Dalam projek gear kotak kereta 5,000 unit, beralih daripada proses shaping kepada broaching berjaya mengurangkan masa kitaran sebanyak 78% dan memotong kos seunit sebanyak hampir $4.20. Namun, apabila pelanggan kemudiannya meminta pengubahsuaian bukan piawai, satu alat broach baharu diperlukan—menambah enam minggu dan $12,000 kepada projek tersebut.

Apa Itu CNC Shaping?

CNC shaping (kadangkala disebut sebagai slotting) menggunakan satu alat titik tunggal yang bergerak ulang-alik di dalam lubang, memotong satu gigi splin pada satu-satu masa.

• Terbaik Untuk: Pengeluaran pada keluaran rendah hingga sederhana, prototaip, atau geometri splin suka-suka.

• Masa Siklus: Lebih perlahan, mengambil masa antara 3 hingga 7 minit bergantung kepada bilangan splin.

• Fleksibiliti: Kos perkakasan adalah rendah (biasanya $200–$500 untuk satu alat bentuk), dan sebarang perubahan rekabentuk hanya memerlukan pelarasan CAM.

• Kekangan: Masa pemesinan yang lebih panjang dan kehausan perkakasan yang lebih tinggi untuk bahan yang dikeraskan.

Pandangan dari lantai bengkel: Bagi sebuah kotak pengurangan gear penerbangan yang kompleks dengan splin dalaman 27 gigi, penggerudian tidak dapat dilakukan disebabkan oleh isu kelegaan alat. CNC shaping berjaya menghasilkan komponen tersebut pada toleransi yang boleh diterima dalam masa 4.8 minit seunit—masih berdaya saing untuk saiz lot 300 unit.

Kekompleksan dan Kos Peralatan Berbanding

Proses Yang Manakah Perlu Anda Pilih?

Keputusan biasanya bergantung kepada keseimbangan jumlah berbanding fleksibiliti :

• Jika anda sedang memasak puluh ribu unit kotak gear dengan geometri alur kunci piawai → Pengbroching menang dari segi kos sebahagian.

• Jika anda berada dalam pembangunan prototaip, pengeluaran jumlah kecil, atau berurusan dengan splin bukan piawai → Pembentukan CNC menyediakan kecekapan yang anda perlukan.

• Untuk keluaran sederhana (500–2,000 keping) , kebanyakan bengkel menggabungkan kaedah: membentuk prototaip terlebih dahulu, kemudian hanya melabur pada alat broaching setelah geometri ditetapkan.

Perkara Penting untuk Jurutera dan Pembeli

1. Kira jumlah keseluruhan jangka hayat komponen sebelum membuat keputusan untuk membeli alat broaching.

2. Semak geometri komponen dan kelongsongan alat —tidak semua splin dalaman boleh dikerjakan dengan broaching.

3. Menilai perubahan rekabentuk pada masa hadapan —satu pelarasan pada spline sahaja boleh menjadikan broach yang mahal ketinggalan zaman.

4. Pertimbangkan subkontrak : Sesetengah bengkel mesin menyimpan perpustakaan broach piawai untuk menyebarkan kos kepada pelanggan yang ramai.

Kedua-dua broaching dan CNC shaping adalah kaedah yang telah terbukti untuk menghasilkan splines dalaman dalam kotak gear, tetapi kesesuaian bergantung kepada keutamaan anda. Broaching unggul dalam kerja berkala dan berjumlah tinggi, manakala CNC shaping memberi fleksibiliti yang tidak tertanding untuk projek kompleks atau berkuantiti rendah. Dengan menimbang dengan teliti tahap kerumitan dan kos perkakasan, pasukan jurutera dan pembelian boleh mengelakkan perbelanjaan yang tidak perlu dan memastikan kebolehpercayaan kotak gear.