Протягування та фрезерування по шаблону для внутрішніх шліців у коробках передач: складність та вартість оснащення

Вступ

Під час проектування або ремонту коробок передач однією з постійних проблем є обробка внутрішніх шліців. Два найпоширеніших процеси — протягування та Фрезерування на верстаті з ЧПК — часто стають предметом дискусій серед інженерів щодо їхньої переваги. Справа в тім, що універсального рішення не існує. Вибір залежить від геометрії деталі, обсягу виробництва та тривалої вартості оснащення.

Працюючи над виробництвом компонентів для коробок передач понад десятиліття, наша команда експлуатувала як протяжні верстати, так і фрезерні верстати з ЧПК для проектів у автомобільній, авіаційній та важкій техніці. У цій статті ми розглянемо відмінності на практиці, щоб ви могли визначити, який метод відповідає вашим конкретним вимогам до шліців.

Що таке протягування?

Протягування використовує довгий багатозубий інструмент, який поступово вирізує профіль шліців під час проходження через отвір.

• Найкраще підходять для: Середні та великі серії, де геометрія шліців стандартизована.

• Час циклу: Зазвичай менше 20 секунд на кожну деталь після завершення налаштування.

• Фінішна обробка поверхні: Відмінна, з параметром Ra приблизно 0,8–1,2 мкм.

• Обмеження: Висока вартість інструментів на початку (від 8000 до 20 000 доларів США за кожен протяг), обмежена гнучкість при зміні геометрії.

Приклад: У проекті з виробництва 5000 шт. автомобільних коробок передач перехід від обробки шліців профілезубом на протягуванні скоротив час циклу на 78% і знизив вартість на кожну деталь майже на 4,20 дол. Однак, коли клієнт пізніше запросив нестандартну модифікацію, знадобився новий протяг — що додало шість тижнів і 12 000 дол. до вартості проекту.

Що таке фрезерування на CNC-верстаті?

Фрезерування на CNC-верстаті (іноді називається шліцюванням) використовує інструмент з однією ріжучою точкою, який здійснює зворотно-поступальний рух всередині отвору, нарізаючи по одному зубцю шліця за раз.

• Найкраще підходять для: Виробництво малої та середньої партіями, прототипи або нестандартні шліцеві геометрії.

• Час циклу: Повільніше, від 3 до 7 хвилин залежно від кількості шліців.

• Гнучкість: Вартість оснащення низька (як правило, від 200 до 500 дол. за формувальний інструмент), а зміни в дизайні вимагають лише корекції в CAM-програмі.

• Обмеження: Триваліший час обробки та більше зношення інструментів для загартованих матеріалів.

Порада для майстерні: Для редуктора зі складною внутрішньою шліцьовою передачею з 27 зубами, протягування не було можливим через проблеми з доступом інструменту. Виготовлення на верстаті з ЧПК забезпечило необхідну точність протягом 4,8 хвилин на деталь — це залишається конкурентоспроможним для партії з 300 штук.

Порівняння складності та витрат на оснащення

Який процес ви обратимете?

Рішення часто залежить від балансу обсяг проти гнучкості :

• Якщо ви готуєте десятки тисяч редукторів зі стандартною геометрією шліців → Протягування виграє у вартості на одиницю продукції.

• Якщо ви займаєтесь розробкою прототипів, малим серійним виробництвом або маєте справу з нестандартними шліцями → Фрезерування на верстаті з ЧПК що забезпечує необхідну маневреність.

• Для середні серії (500–2000 шт.) , багато майстерень використовують гібридний підхід: спочатку виготовляють прототипи, а потім інвестують у протягування, коли геометрія вже затверджена.

Практичні висновки для інженерів та закупників

1. Розрахуйте загальний обсяг виробництва деталей перш ніж вирішувати питання про інструмент для протягування.

2. Перевірте геометрію деталі та зазор інструменту — не всі внутрішні шліци можна обробляти протягуванням.

3. Оцініть майбутні зміни в дизайні —одне незначне змінення шліца може зробити дороге протягування застарілим.

4. Розгляньте можливість субпідряду : Деякі механічні майстерні зберігають бібліотеку стандартних протягувальних різців, щоб розподілити витрати на кількох замовників.

Протягування та фрезерування на CNC є перевіреними методами виготовлення внутрішніх шліців у коробках передач, але їх доцільність залежить від ваших пріоритетів. Протягування краще підходить для великосерійного, повторюваного виробництва, тоді як фрезерування на CNC забезпечує неперевершену гнучкість для складних або малих партій проектів. Уважно зважуючи складність та витрати на інструменти, інженери та закупівельні служби можуть уникнути зайвих витрат і забезпечити надійність коробки передач.