Što je vitka osovina automobila?
Tanka osovina automobila vrsta je koja se koristi u automobilima i dizajnirana je da bude lagana. Vitke osovine obično se koriste u vozilima s fokusom na učinkovitost goriva i agilnost. Smanjuju ukupnu težinu vozila dok poboljšavaju njegovo upravljanje. Ove su osovine obično izrađene od laganih, čvrstih materijala poput aluminija ili čelika visoke čvrstoće. Ove su osovine napravljene da mogu podnijeti pogonske sile, kao što je okretni moment koji stvara motor, a da pritom zadrže kompaktan, aerodinamični dizajn. Tanke osovine ključne su za prijenos snage s motora na kotače.
Zašto se lako savija i deformira prilikom obrade vitke osovine automobila?
Bilo bi teško saviti ili deformirati osovinu koja je tako tanka. Materijali koji se koriste za izradu osovina automobila (također poznatih kao pogonske osovine ili osovine) obično su jaki i izdržljivi, poput kompozita od karbonskih vlakana ili čelika. Korišteni materijali odabrani su zbog svoje visoke čvrstoće, koja je potrebna za otpor okretnom momentu i silama koje stvaraju mjenjač i motor automobila.
Tijekom proizvodnje, osovine prolaze kroz različite procese, kao što su kovanje i toplinska obrada, kako bi se održala njihova krutost i čvrstoća. Ovi materijali, zajedno s tehnikama proizvodnje, sprječavaju savijanje osovina u normalnim uvjetima. Međutim, ekstremne sile poput sudara i nesreća mogu saviti ili deformirati bilo koji dio automobila, uključujući osovine. Od vitalne je važnosti popraviti ili zamijeniti sve oštećene dijelove kako biste osigurali siguran i učinkovit rad vašeg vozila.
Proces obrade:
Mnogi dijelovi osovine imaju omjer širine i visine L/d > 25. Vodoravna vitka os se lako savija ili čak može izgubiti svoju stabilnost pod utjecajem gravitacije, sile rezanja i sila stezanja na vrhu. Problem naprezanja na vitkoj osovini mora se smanjiti prilikom okretanja osovine.
Metoda obrade:
Koristi se tokarenje s obrnutim pomakom, s brojnim učinkovitim mjerama, poput odabira parametara geometrije alata, količine rezanja, uređaja za zatezanje i naslona alata za čahuru.
Analiza čimbenika koji uzrokuju deformaciju savijanjem tokarske vitke osovine
Dvije tradicionalne tehnike stezanja koriste se za okretanje vitkih osovina u tokarilicama. Jedna metoda koristi jednu stezaljku s jednom gornjom instalacijom, a druga su dvije gornje instalacije. Uglavnom ćemo se usredotočiti na tehniku stezanja jedne stezaljke i vrha. Kao što je prikazano na slici 1.
Slika 1 Metoda jednog stezanja i jednog gornjeg stezanja i analiza sile
Glavni uzroci deformacije savijanja uzrokovane okretanjem vitke osovine su:
(1) Sila rezanja uzrokuje deformaciju
Sila rezanja može se podijeliti u tri komponente: aksijalna sila PX (aksijalna sila), radijalna sila PY (radijalna sila) i tangencijalna sila PZ. Kod tokarenja tankih osovina različite sile rezanja mogu imati različite učinke na deformaciju savijanja.
1) Utjecaj radijalnih sila rezanja PY
Radijalna sila siječe okomito kroz os osovine. Radijalna sila rezanja savija vitku osovinu u vodoravnoj ravnini zbog njene slabe krutosti. Slika prikazuje učinak sile rezanja na savijanje vitke osovine. 1.
2) Utjecaj aksijalne sile rezanja (PX)
Aksijalna sila je paralelna s osi na tankoj osovini i stvara moment savijanja u obratku. Aksijalna sila nije značajna za opće tokarenje i može se zanemariti. Zbog svoje slabe krutosti, osovina je nestabilna zbog svoje slabe stabilnosti. Vitko se vratilo savija kada je aksijalna sila veća od određene količine. Kao što je prikazano na slici 2.
Slika 2: Učinak sile rezanja na aksijalnu silu
（2）Smanjenje topline
Doći će do toplinske deformacije obratka zbog topline rezanja koja nastaje obradom. Razmak između stezne glave, vrha stražnjeg klipa i obratka je fiksan jer je stezna glava fiksirana. To ograničava aksijalno istezanje osovine, što rezultira savijanjem osovine zbog aksijalne ekstruzije.
Jasno je da je poboljšanje točnosti strojne obrade tanke osovine u osnovi problem kontrole naprezanja i toplinske deformacije u procesnom sustavu.
Mjere za poboljšanje točnosti obrade vitke osovine
Kako bi se poboljšala točnost strojne obrade vitke osovine, potrebno je poduzeti različite mjere u skladu s uvjetima proizvodnje.
(1) Odaberite ispravnu metodu stezanja
Stezanje s dvostrukim središtem, jedna od dvije metode stezanja koja se tradicionalno koriste za okretanje vitkih osovina, može se koristiti za točno pozicioniranje obratka uz osiguravanje koaksijalnosti. Ova metoda stezanja vitke čahure ima slabu krutost, veliku deformaciju savijanja i osjetljiva je na vibracije. Stoga je prikladan samo za instalacije s malim omjerom duljine i promjera, malim dopuštenjem za strojnu obradu i visokim zahtjevima koaksijalnosti. Visokkomponente za preciznu obradu.
U većini slučajeva, obrada tankih osovina vrši se pomoću steznog sustava koji se sastoji od jednog vrha i jedne stege. U ovoj tehnici stezanja, međutim, ako imate vrh koji je previše zategnut, on ne samo da će saviti osovinu, već će također spriječiti njeno izduživanje kada se osovina okrene. To može uzrokovati aksijalno stiskanje osovine i savijanje izvan oblika. Stezna površina možda nije poravnata s rupom na vrhu, što može uzrokovati savijanje osovine nakon stezanja.
Kada se koristi tehnika stezanja jedne stezaljke s jednim vrhom, vrh mora koristiti elastična živa središta. Nakon zagrijavanja tankog rukavca, on se može slobodno izdužiti kako bi se smanjilo njegovo izobličenje savijanjem. U isto vrijeme otvoreni čelični putnik umetnut je između čeljusti do vitke čahure kako bi se smanjio aksijalni kontakt između čeljusti i vitke čahure i eliminiralo prekomjerno pozicioniranje. Slika 3 prikazuje instalaciju.
Slika 3: Metoda poboljšanja pomoću jedne stezaljke i gornje stezaljke
Smanjite silu deformacije smanjenjem duljine osovine.
1) Koristite oslonac za petu i središnji okvir
Jedna stezaljka i jedan vrh koriste se za okretanje vitke osovine. Kako bi se smanjio utjecaj radijalne sile na deformaciju uzrokovanu vitkom osovinom, koristi se tradicionalni oslonac za alat i središnji okvir. Ovo je jednako dodavanju potpore. To povećava krutost i može smanjiti utjecaj radijalne sile na osovinu.
2) Vitki rukavac se okreće tehnikom aksijalnog stezanja
Moguće je povećati krutost i eliminirati učinak radijalne sile na obradak pomoću oslonca za alat ili središnjeg okvira. Još uvijek ne može riješiti problem aksijalne sile koja savija izradak. To posebno vrijedi za vitku osovinu s relativno velikim promjerom. Vitko se vratilo stoga može okretati tehnikom aksijalnog stezanja. Aksijalno stezanje znači da se, kako bi se okretala tanka osovina, jedan kraj osovine steže pomoću stezne glave, a drugi kraj pomoću posebno dizajnirane stezne glave. Stezna glava djeluje aksijalnom silom na osovinu. Slika 4 prikazuje steznu glavu.
Slika 4 Aksijalno stezanje i uvjeti naprezanja
Tanka čahura je izložena konstantnoj aksijalnoj napetosti tijekom procesa tokarenja. Ovo eliminira problem aksijalne sile rezanja koja savija osovinu. Aksijalna sila smanjuje deformaciju savijanja uzrokovanu radijalnim silama rezanja. Također kompenzira aksijalno produljenje zbog topline rezanja. preciznost.
3) Obrnuto rezanje osovine za okretanje
Kao što je prikazano na slici 5, metoda obrnutog rezanja je kada se alat dovodi kroz vreteno do konjića tijekom procesa okretanja tanke osovine.
Slika 5. Analiza sila obrade i obrada metodom obrnutog rezanja
Aksijalna sila koja se stvara tijekom obrade zategnut će osovinu, sprječavajući deformaciju savijanjem. Elastična konja također može kompenzirati toplinsko istezanje i deformaciju kompresije uzrokovane izratkom dok se pomiče s alata na konjicu. Time se sprječava deformacija.
Kao što je prikazano na slici 6, srednja klizna ploča modificirana je dodavanjem stražnjeg držača alata i istovremenim okretanjem prednjeg i stražnjeg alata.
Slika 6 Analiza sile i obrada s dvostrukim nožem
Prednji alat je postavljen uspravno, dok je stražnji alat postavljen obrnuto. Sile rezanja koje stvaraju dva alata međusobno se poništavaju tijekom tokarenja. Radni komad se ne deformira niti vibrira, a preciznost obrade je vrlo visoka. Ovo je idealno za masovnu proizvodnju.
4) Tehnika magnetskog rezanja za okretanje tanke osovine
Princip magnetskog rezanja sličan je obrnutom rezanju. Magnetska sila se koristi za rastezanje osovine, smanjujući deformaciju tijekom obrade.
(3) Ograničite količinu rezanja
Količina topline koju stvara proces rezanja odredit će prikladnost količine rezanja. Deformacija koja nastaje rotiranjem tanke osovine također će biti drugačija.
1) Dubina rezanja (t)
Prema pretpostavci da je krutost određena procesnim sustavom, s povećanjem dubine rezanja raste i sila rezanja, te toplina koja se stvara pri tokarenju. To uzrokuje povećanje naprezanja i toplinske deformacije tanke osovine. Kod okretanja tankih osovina važno je smanjiti dubinu rezanja.
2) Količina hrane (f).
Povećana brzina posmaka povećava snagu rezanja i debljinu. Sila rezanja se povećava, ali ne proporcionalno. Kao rezultat toga, smanjuje se koeficijent deformacije sile za tanku osovinu. Što se tiče povećanja učinkovitosti rezanja, bolje je povećati brzinu posmaka nego povećati dubinu rezanja.
3) Brzina rezanja (v).
Korisno je povećati brzinu rezanja kako bi se smanjila sila. Kako brzina rezanja povećava temperaturu alata za rezanje, smanjit će se trenje između alata, obratka i osovine. Ako su brzine rezanja prevelike, tada se osovina može lako saviti zbog centrifugalnih sila. To će uništiti stabilnost procesa. Brzina rezanja izradaka relativno velike duljine i promjera treba se smanjiti.
(4) Odaberite razuman kut za alat
Kako bi se smanjila deformacija savijanja koja nastaje okretanjem tanke osovine, sila rezanja tijekom tokarenja mora biti što manja. Među geometrijskim kutovima alata najveći utjecaj na silu rezanja imaju nagibni kut, prednji kut i kut nagiba ruba.
1) Prednji kut (g)
Veličina kuta (g) izravno utječe na silu rezanja, temperaturu i snagu. Sila rezanja može se značajno smanjiti povećanjem nagnutih kutova. To smanjuje plastičnu deformaciju i također može smanjiti količinu metala koji se reže. Kako bi se smanjile sile rezanja, može se povećati nagnuti kut. Nagibni kutovi općenito su između 13 i 17 stupnjeva.
2) Prednji kut (kr)
Glavni otklon (kr), koji je najveći kut, utječe na proporcionalnost i veličinu sve tri komponente sile rezanja. Radijalna sila se smanjuje kako se ulazni kut povećava, dok se tangencijalna sila povećava između 60° i 90°. Proporcionalni odnos između tri komponente sile rezanja bolji je u rasponu od 60°75°. Kod tokarenja tankih osovina obično se koristi vodeći kut veći od 60 stupnjeva.
3) Nagib oštrice
Nagib oštrice (ls), utječe na protok strugotine i čvrstoću vrha alata, kao i na proporcionalni odnos između tritokarene komponenterezanja tijekom procesa tokarenja. Radijalna sila rezanja smanjuje se s povećanjem nagiba. Međutim, povećavaju se aksijalne i tangencijalne sile. Proporcionalni odnos između tri komponente sile rezanja je razuman kada je nagib oštrice unutar raspona od -10°+10°. Kako bi strugotina tekla prema površini osovine prilikom okretanja tanke osovine, uobičajeno je koristiti pozitivni rubni kut između 0° i +10°.
Teško je zadovoljiti standarde kvalitete vitke osovine zbog njene slabe krutosti. Kvaliteta obrade vitke osovine može se osigurati usvajanjem naprednih metoda obrade i tehnika stezanja, kao i odabirom pravih kutova i parametara alata.
Anebonova misija je prepoznati izvrsne proizvodne nesavršenosti i pružiti najbolju uslugu našim domaćim i inozemnim kupcima u potpunosti za 2022. Vrhunski kvalitetni CNC tokarski stroj za glodanje visoke kvalitete od nehrđajućeg aluminija dio za Aerospace kako bismo proširili svoje tržište na međunarodnoj razini, Anebon uglavnom opskrbljuje naše inozemne kupce vrhunskim strojevima, mljevenim komadima iCNC usluge tokarenja.
Kineska veleprodaja kineskih dijelova strojeva i usluga CNC strojne obrade, Anebon održava duh "inovacije i kohezije, timskog rada, dijeljenja, staze, praktičnog napretka". Ako nam date priliku, pokazat ćemo svoj potencijal. Uz vašu podršku, Anebon vjeruje da ćemo moći izgraditi svijetlu budućnost za vas i vašu obitelj.
Vrijeme objave: 28. kolovoza 2023