Broaching kumpara sa CNC Shaping para sa Internal Splines sa Gearboxes: Komplikado at Gastos ng Tooling

Panimula

Sa pagdidisenyo o pagrerepaso ng mga gearbox, isa sa mga paulit-ulit na hamon ay ang pagmamanupaktura ng mga internal splines. Dalawa sa mga pinakakaraniwang proseso— broaching at CNC Shaping —ay nagdudulot ng mga pagtatalo sa pagitan ng mga inhinyero tungkol sa alin ang mas mahusay. Ang totoo, walang isang sagot na angkop sa lahat. Nakadepende ang tamang pagpipilian sa geometry ng bahagi, dami ng produksyon, at pangmatagalang gastos ng tooling.

Dahil sa aming karanasan sa produksyon ng mga bahagi ng gearbox sa loob ng higit sa isang dekada, ang aming grupo ay nakapagpatakbo ng parehong broaching machine at CNC shaper para sa mga proyekto sa automotive, aerospace, at heavy equipment. Sa artikulong ito, susuriin namin ang mga pagkakaiba kasama ang mga praktikal na halimbawa, upang masuri mo kung aling pamamaraan ang angkop sa iyong partikular na kinakailangan sa splines.

Ano ang Broaching?

Ginagamit ng broaching ang isang mahabang tool na may maraming ngipin na unti-unting pumuputol sa profile ng spline habang dadaan ito sa loob ng bore.

• Pinakamahusay Para sa: Medyo mataas hanggang sa mataas na dami ng produksyon kung saan naitakda na ang geometry ng spline.

• Oras ng siklo: Kadalasang mas mababa sa 20 segundo bawat bahagi pagkatapos ng setup.

• Pagtatapos ng Ibabaw: Napakahusay, na may mga Ra value na nasa 0.8–1.2 µm.

• Limitasyon: Mataas ang paunang gastos sa tooling ($8,000–$20,000 bawat broach), limitado ang kakayahang umangkop kapag nagbago ang geometry.

Kaso Bilang Halimbawa: Sa isang proyekto ng automotive gearbox na may 5,000 piraso, ang paglipat mula sa shaping patungo sa broaching ay binawasan ang cycle time ng 78% at binabaan ang gastos kada piraso ng halos $4.20. Ngunit nang humiling ang customer ng isang hindi karaniwang modipikasyon, kinakailangan ang bagong broach—na nagdagdag ng anim na linggo at $12,000 sa proyekto.

Ano ang CNC Shaping?

Ang CNC shaping (kung minsan ay tinatawag na slotting) ay gumagamit ng isang single-point tool na nag-uulit sa loob ng bore, nagtataas ng isang spline tooth sa isang pagkakataon.

• Pinakamahusay Para sa: Produksyon ng mababa hanggang katamtamang dami, prototype, o custom spline geometries.

• Oras ng siklo: Mas mabagal, na nasa 3 hanggang 7 minuto depende sa bilang ng spline.

• Kakayahang umangkop: Mababa ang gastos ng tooling (karaniwan ay $200–$500 para sa isang form tool), at ang pagbabago sa disenyo ay nangangailangan lamang ng pagbabago sa CAM.

• Limitasyon: Mas matagal na machining time at mas mataas na tool wear para sa mga hardened na materyales.

Insight sa shop floor: Para sa isang aerospace reduction gearbox na may kumplikadong 27-tooth internal spline, hindi na posible ang broaching dahil sa mga isyu sa tool clearance. Ang CNC shaping ang naghatid ng bahagi sa loob ng tanggap na toleransiya sa loob ng 4.8 minuto bawat piraso—na mananatiling mapagkumpitensya para sa isang laki ng batch na 300 piraso.

Kumplikado at Gastos sa Tooling Kumpara sa

Aling Proseso ang Dapat Piliin?

Madalas, ang desisyon ay nakadepende sa pagbabalanse dami kumpara sa kakayahang umangkop :

• Kung gumagawa ka ng mga sampu-sampung libong gearbox kasama ang karaniwang geometry ng spline → Broaching nananalo sa gastos bawat parte.

• Kung ikaw ay nasa pag-unlad ng prototype, mababang dami ng produksyon, o nakikitungo sa mga hindi karaniwang splines → CNC Shaping ay nagbibigay ng kaginhawahan na kailangan mo.

• Para sa medium runs (500–2,000 piraso) , maraming shop ang gumagawa ng hybrid: una nang nagbibigay ng hugis sa prototype, at saka mamumuhunan sa isang broach kung saan ang geometry ay nakatakdang tama na.

Mga Praktikal na Aral para sa mga inhinyero at mamimili

1. Kalkulahin ang kabuuang bilang ng parte bago isagawa ang tooling ng broaching.

2. Suriin ang geometry ng parte at clearance ng tool —hindi lahat ng internal splines ay maaring i-broach.

3. Suriin ang mga susunod na pagbabago sa disenyo —isang maliit na pagbabago sa splines ay maaaring magpawalang-bisa ng isang mahal na broach.

4. Isaisip ang pagpapalit ng subcontracting : Ang ilang mga shop ng makina ay mayroong koleksyon ng mga standard na broach upang mapababa ang gastos sa maramihang mga customer.

Parehong ang broaching at CNC shaping ay napatunayang pamamaraan sa paggawa ng internal splines sa mga gearbox, ngunit ang kanilang angkopness ay nakadepende sa inyong mga prayoridad. Ang broaching ay mainam sa mataas na dami at paulit-ulit na trabaho, samantalang ang CNC shaping ay nag-aalok ng walang kapantay na kalayaan para sa mga kumplikado o maliit na dami ng proyekto. Sa pamamagitan ng maingat na pagsasaalang-alang ng kumplikado at gastos ng tooling, maiiwasan ng mga inhinyero at purchasing team ang hindi kinakailangang gastos at matitiyak ang katiyakan ng gearbox.