Broașarea vs. CNC Frezarea pentru Canalele Interne în Cutiile de Viteză: Complexitate și Costuri ale Sculelor

Introducere

La proiectarea sau repararea cutiilor de viteze, una dintre provocările frecvente este prelucrarea canalelor interne. Două dintre cele mai comune procese — fraiere și Strunjire CNC — declanșează adesea dezbateri între ingineri despre care este mai bună. Adevărul este că nu există un răspuns unic potrivit pentru toți. Alegerea corectă depinde de geometria piesei, volumul producției și costul pe termen lung al sculelor.

Având peste un deceniu de experiență în producția de componente pentru cutii de viteze, echipa noastră a lucrat atât cu mașini de alezat, cât și cu mașini de frezat CNC pe proiecte din domeniile automotive, aerospace și echipamente grele. În acest articol, vom explica diferențele, oferind exemple practice, astfel încât să puteți evalua care metodă se potrivește cerințelor dvs. specifice privind canelurile.

Ce este alezarea (broaching)?

Alezarea utilizează o sculă lungă, cu mai mulți dinți, care taie progresiv profilul canelurii pe măsură ce aceasta trece prin orificiu.

• Cel mai bun pentru: Pentru serii de volum mediu până la mare, unde geometria canelurii este standardizată.

• Timp de ciclu: De obicei sub 20 de secunde per piesă, după finalizarea setării.

• Finisaj Suprafață: Excelentă, cu valori Ra de aproximativ 0,8–1,2 µm.

• Limitări: Cost ridicat inițial al sculei (8.000–20.000 USD pe fiecare alezor), flexibilitate redusă atunci când geometria se modifică.

Cazul în Poziție: În cadrul unui proiect privind cutiile de viteze auto, format din 5.000 de piese, trecerea de la prelucrarea prin mortezare la broșare a redus timpul de ciclu cu 78% și a scăzut costul pe piesă cu aproape 4,20 dolari. Totuși, atunci când clientul a solicitat ulterior o modificare ne-standard, a fost necesar un nou broșaj - ceea ce a adăugat șase săptămâni și 12.000 de dolari proiectului.

Ce este mortezarea CNC?

Mortezarea CNC (uneori denumită și canelare) utilizează o sculă cu un singur vârf care se mișcă alternativ în interiorul alezajului, realizând câte un dinte de canelură la fiecare cursă.

• Cel mai bun pentru: Producție de volum mic sau mediu, prototipuri sau geometrii personalizate de caneluri.

• Timp de ciclu: Mai lentă, între 3 și 7 minute, în funcție de numărul de caneluri.

• Flexibilitate: Costul sculelor este redus (în mod obișnuit între 200 și 500 de dolari pentru o sculă de formă), iar modificările de proiect necesită doar ajustări ale programului CAM.

• Limitări: Timp de prelucrare mai lung și o uzură mai mare a sculelor în cazul materialelor călite.

Observație de la locul de muncă: Pentru o reducere a cutiei de viteze aerospace cu o canelură internă complexă de 27 de dinți, alezarea nu a fost posibilă din cauza problemelor de spau cu sculele. CNC-ul de profilare a livrat piesa la toleranțe acceptabile în 4,8 minute per piesă - totuși competitiv pentru o cantitate de lot de 300 de piese.

Complexitate și Costuri ale Sculelor Comparate

Ce proces ar trebui să alegeți?

Decizia se bazează adesea pe echilibrarea volumului cu flexibilitatea :

• Dacă produceți zeci de mii de cutii de viteze cu geometrie standard a canalelor interne → Fraiere câștigă pentru costul pe piesă.

• Dacă ești în dezvoltare de prototipuri, producție în volum redus sau te ocupi de caneluri nestandard - Nu! Strunjire CNC oferă agilitatea de care ai nevoie.

• Pentru serii medii (500–2.000 bucăți) , multe ateliere folosesc o combinație: realizează mai întâi prototipurile, apoi investesc în o broșă abia după ce geometria este finalizată.

Concluzii practice pentru ingineri și cumpărători

1. Calculează volumul total al pieselor pe durata de viață înainte de a te angaja în echipamente de broșare.

2. Verifică geometria piesei și spațiul disponibil pentru sculă —nu toate canelurile interne se pot prelucra prin broșare.

3. Evaluați modificările de proiect viitoare —o ajustare minoră a canelurii poate face o broșă scumpă să devină inutilizabilă.

4. Luați în considerare subcontractarea : Unele ateliere mecanice dețin o bibliotecă cu broșe standard pentru a amortiza costurile pe mai mulți clienți.

Atât broșarea, cât și modelarea CNC sunt metode verificate pentru producerea canelurilor interne în cutii de viteze, însă potrivirea acestora depinde de prioritățile dumneavoastră. Broșarea este excelentă pentru sarcini repetitive, în volum mare, în timp ce modelarea CNC oferă o flexibilitate fără precedent pentru proiecte complexe sau în cantități mici. Prin evaluarea atentă a complexității și a costurilor cu sculele, inginerii și echipele de achiziții pot evita cheltuielile inutile și pot asigura fiabilitatea cutiei de viteze.