Şanzımanlarda İç Kama Kilitleri için Broaching ve CNC Şekillendirme: Karmaşıklık ve Takım Maliyetleri

Giriş

Şanzımanları tasarlamak veya onarmak için mühendislerin karşılaştığı tekrarlayan zorluklardan biri iç kama kilitlerinin işlenmesidir. En yaygın iki işlem olan broaching ve CNC Frezeleme —arasında mühendisler arasında hangisinin daha iyi olduğuna dair sürekli tartışmalar vardır. Gerçek şu ki tek boyutun her şeye uyduğu bir cevap yoktur. Doğru seçim parça geometrisine, üretim hacmine ve uzun vadeli takım maliyetlerine bağlıdır.

Şanzıman komponenti üretimi ile ilgili olarak bir buçuk dekadan fazla süredir çalışan ekibimiz, otomotiv, havacılık ve ağır ekipman projelerinde hem broşlama makinelerini hem de CNC vargelleri çalıştırmıştır. Bu makalede, uygulamalı örneklerle farkları açıklayacağız, böylece siz özel kama mili gereksinimlerinize uygun olan yöntemi değerlendirebileceksiniz.

Broşlama Nedir?

Broşlama, uzun, çok dişli bir takım kullanarak, takımın iç kısımdan geçişi sırasında kama mili profilini kademeli olarak kesmesi işlemidir.

• En İyisi: Kama mili geometrisinin standart olduğu orta ila yüksek hacimli üretimler için.

• Döngü süresi: Kurulum tamamlandıktan sonra parça başına genellikle 20 saniyeden az.

• Yüzey Kalitesi: Oldukça iyi, Ra değerleri yaklaşık 0.8–1.2 µm.

• Sınırlamalar: İlk kademe takım maliyeti yüksektir (broş başına 8.000–20.000 ABD Doları), geometri değiştiğinde esneklik sınırlıdır.

Örnek vermek gerekirse: 5.000 parçalık bir otomotiv vites kutusu projesinde, şekillendirme işleminden broaching işlemine geçilmesiyle çevrim süresi %78 azaltıldı ve parça başı maliyet neredeyse 4,20 ABD Doları düşürüldü. Ancak müşteri daha sonra standart dışı bir modifikasyon talep ettiğinde, yeni bir broach takımına ihtiyaç duyuldu - proje süresine altı hafta ve 12.000 ABD Doları maliyet eklendi.

CNC Şekillendirme Nedir?

CNC şekillendirme (bazen slotting olarak da adlandırılır), iç kısımda ileri geri hareket eden tek noktalı bir takım kullanır ve bir seferde bir vida dişi keser.

• En İyisi: Düşük ila orta hacimli üretim, prototipler veya özel vida geometrileri.

• Döngü süresi: Daha yavaştır, vida dişi sayısına bağlı olarak 3 ila 7 dakika arasında değişir.

• Esneklik: Takım maliyeti düşüktür (genellikle bir form takımı için 200-500 ABD Doları), tasarım değişiklikleri sadece CAM ayarlamalarını gerektirir.

• Sınırlamalar: Sertleştirilmiş malzemeler için işleme süresi daha uzun ve takım aşınması daha fazladır.

Atölye içi bilgilendirme: Karmaşık 27 dişli iç spline'a sahip bir havacılık redüksiyon dişlisi için, takım açıklığı sorunları nedeniyle kama açma bile mümkün değildi. CNC frezeleme ile parça, parça başına 4,8 dakikada kabul edilebilir toleranslarda üretildi - hala 300 adetlik bir parti büyüklüğü için rekabetçi düzeydedir.

Karmaşıklık ve Takım Maliyetleri Karşılaştırması

Hangi Süreci Seçmelisiniz?

Karar genellikle denge kurmaya dayanır hacim karşı esneklik :

• Eğer yapıyorsanız on binlerce vites kutusu standart kama yatağı geometrisi → Broaching parça maliyeti açısından avantaj sağlar.

• İçindeyseniz prototip geliştirme, düşük hacimli üretim veya standart dışı kama yollarıyla uğraşma - Hayır. CNC Frezeleme ihtiyacınız olan çevikliği sağlar.

• Için orta ölçekli üretim (500–2.000 adet) , birçok atölye hibrit yöntem uygular: prototipleri önce şekillendirir, sonra geometri sabitlendiğinde broşlama için yatırım yapar.

Mühendisler ve Satın Alanlar İçin Uygulamalı Öğrenilenler

1. Toplam parça hacmini hesaplayın broşlama kalıbına yatırım yapmadan önce.

2. Parça geometrisini ve takım açıklığını kontrol edin —tüm iç kama yolları broşlanabilir değildir.

3. Gelecekteki tasarım değişikliklerini değerlendirin —tek bir kama değişikliği, pahalı bir broşunun gereksiz hale gelmesine neden olabilir.

4. Alt taşeronluk düşünün : Bazı makine atölyeleri, maliyetleri birden fazla müşteriye yaymak için standart broşların bir kütüphanesini tutar.

Broşlama ve CNC şekillendirme, şanzımanlarda iç kama kesimleri üretmek için kanıtlanmış yöntemlerdir; ancak uygunluk, önceliklerinize bağlıdır. Broşlama, yüksek hacimli ve tekrar eden işlerde üstünlük sağlar; CNC şekillendirme ise karmaşık ya da düşük miktardaki projeler için eşsiz bir esneklik sunar. Karmaşıklığı ve kesici takım maliyetlerini dikkatli bir şekilde değerlendiren mühendisler ve satın alma ekipleri, gereksiz harcamalardan kaçınarak şanzıman güvenilirliğini sağlayabilir.