התקדמות בעיצוב הסרנים: טיפול בעיוות כיפוף בסרנים הדקים של מכוניות

מהו ציר דק לרכב?

     ציר רכב דק הוא סוג המשמש במכוניות ונועד להיות קל. סרנים דקים נוטים לשמש בכלי רכב עם דגש על יעילות דלק וזריזות. הם מפחיתים את המשקל הכולל של הרכב תוך שיפור הטיפול בו. סרנים אלה עשויים בדרך כלל מחומרים קלים וחזקים כמו אלומיניום או פלדה בעלת חוזק גבוה. סרנים אלו בנויים כך שיוכלו להתמודד עם הכוחות המניעים, כמו המומנט שנוצר על ידי המנוע, ועדיין לשמור על עיצוב קומפקטי ויעיל. הסרנים הדקים חיוניים להעברת הכוח ממנוע לגלגלים.

מדוע קל להתכופף ולעוות בעת עיבוד הפיר הדק של המכונית?

יהיה קשה לכופף או לעוות פיר שהוא כל כך דק. החומרים המשמשים לייצור פירי מכוניות (הידועים גם כצירי הנעה או צירים) הם בדרך כלל חזקים ועמידים, כגון סיבי פחמן מרוכבים או פלדה. החומרים המשמשים נבחרים בשל חוזקם הגבוה, הדרוש כדי לעמוד בפני המומנט והכוחות הנוצרים מההילוכים והמנוע של המכונית.

במהלך הייצור עוברים הפירים תהליכים שונים, כמו פרזול וטיפול בחום, כדי לשמור על קשיחותם וחוזקם. חומרים אלו, יחד עם טכניקות הייצור, מונעים מהפירים להתכופף בתנאים רגילים. עם זאת, כוחות קיצוניים כגון התנגשויות ותאונות עלולים להתכופף או לעוות כל חלק במכונית, כולל פירים. חיוני לתקן או להחליף חלקים פגומים כדי להבטיח את הפעולה הבטוחה והיעילה של הרכב שלך.

תהליך עיבוד שבבי:

חלקי פיר רבים הם בעלי יחס רוחב-גובה של L/d > 25. הציר הדק האופקי מכופף בקלות או יכול אפילו לאבד את יציבותו בהשפעת כוח המשיכה, כוח החיתוך וכוחות ההידוק העליונים. יש להפחית את בעיית הלחץ על הפיר הדק בעת סיבוב הפיר.

שיטת עיבוד:

נעשה שימוש בחריטה בהזנה הפוכה, עם מספר אמצעים יעילים, כגון מבחר פרמטרים של גיאומטריית הכלים, כמויות חיתוך, התקני מתיחה ומשענות לכלי תותב.

ניתוח של גורמים הגורמים לעיוות כיפוף של סיבוב פיר דק

שתי טכניקות הידוק מסורתיות משמשות לסובב פירים דקים במחרטות. שיטה אחת משתמשת בהדק אחד עם התקנה עליונה אחת, והשנייה היא שתי התקנות עליונות. נתמקד בעיקר בטכניקת ההידוק של מהדק בודד וחלק עליון. כפי שמוצג באיור 1.

איור 1 שיטת הידוק אחד ומהדק אחד העליון וניתוח כוח

הגורמים העיקריים לעיוות כיפוף הנגרם כתוצאה מסיבוב הפיר הדק הם:

(1) כוח חיתוך גורם לעיוות

ניתן לחלק את כוח החיתוך לשלושה מרכיבים: כוח צירי PX (כוח צירי), כוח רדיאלי PY (כוח רדיאלי) וכוח משיק PZ. בעת סיבוב פירים דקים, לכוחות חיתוך שונים יכולים להיות השפעות שונות על עיוות הכיפוף.

1) השפעת כוחות החיתוך הרדיאליים PY

הכוח הרדיאלי חותך אנכית דרך ציר הציר. כוח החיתוך הרדיאלי מכופף את הפיר הדק במישור האופקי בשל קשיחותו הירודה. איור מציג את השפעת כוח החיתוך על כיפוף הפיר הדק. 1.

2) השפעת כוח החיתוך הצירי (PX)

הכוח הצירי מקביל לציר על הפיר הדק ויוצר מומנט כיפוף בחומר העבודה. הכוח הצירי אינו משמעותי לפנייה כללית וניתן להתעלם ממנו. בשל קשיחותו הירודה, הפיר אינו יציב בשל יציבותו הירודה. הציר הדק מתכופף כאשר הכוח הצירי גדול מכמות מסוימת. כפי שמוצג בתמונה 2.

איור 2: השפעת כוח החיתוך על כוח צירי

（2） חום חיתוך

עיוות תרמי של חומר העבודה יתרחש עקב חום החיתוך המופק על ידי עיבוד. המרחק בין הצ'אק, החלק העליון של המגב האחורי וחומר העבודה קבוע מכיוון שהצ'אק קבוע. זה מגביל את ההרחבה הצירית של הציר, מה שגורם לכיפוף הציר בגלל האקסטרוזיה הצירית.

ברור ששיפור הדיוק של עיבוד הפיר הדק הוא ביסודו בעיה של שליטה במתח ובעיוות תרמי במערכת התהליך.

אמצעים לשיפור דיוק העיבוד של פיר דק

כדי לשפר את הדיוק של עיבוד פיר דק, יש צורך לנקוט באמצעים שונים בהתאם לתנאי הייצור.

(1) בחר את שיטת ההידוק הנכונה

הידוק כפול-מרכזי, אחת משתי שיטות ההידוק המשמשות באופן מסורתי לסובב פירים דקים, יכולה לשמש למיקום מדויק של חלק העבודה תוך הבטחת קואקסיאליות. שיטה זו של הידוק השרוול הדק היא בעלת קשיחות ירודה, עיוות כיפוף גדול ורגישה לרעידות. לכן הוא מתאים רק להתקנות עם יחס אורך לקוטר קטן, קצבת עיבוד קטנה ודרישות גבוהות של קואקסיאליות. גָבוֹהַרכיבי עיבוד מדויק.

ברוב המקרים, העיבוד של פירים דקים נעשה באמצעות מערכת הידוק המורכבת מטופ אחד ומהדק אחד. אולם בטכניקת הידוק זו, אם יש לך קצה הדוק מדי, הוא לא רק יכופף את הפיר אלא גם ימנע ממנו להתארך בעת סיבוב הפיר. זה יכול לגרום לסחיטת הציר בצורה צירית ולהתכופף מחוץ לצורה. ייתכן שמשטח ההידוק לא יהיה מיושר עם החור של הקצה, מה שעלול לגרום לפיר להתכופף לאחר הידוקו.

כאשר משתמשים בטכניקת ההידוק של מהדק אחד עם חלק עליון אחד, החלק העליון חייב להשתמש במרכזי חיים אלסטיים. לאחר חימום השרוול הדק, ניתן להאריך אותו בחופשיות כדי להפחית את עיוות הכיפוף שלו. במקביל מוחדר מטייל פלדה פתוח בין הלסתות לשרוול הדק כדי להפחית מגע צירי בין הלסתות לשרוול הדק ולמנוע מיקום יתר. איור 3 מציג את ההתקנה.

איור 3: שיטת שיפור באמצעות מהדק אחד ומהדק עליון

הפחת את כוח העיוות על ידי הפחתת אורך הפיר.

1) השתמש במשענת העקב ובמסגרת המרכזית

מהדק אחד ואחד העליון משמשים לסובב את הפיר הדק. כדי להפחית את השפעת הכוח הרדיאלי על העיוות הנגרם על ידי הפיר הדק, משתמשים במשענת הכלים המסורתית ובמסגרת המרכזית. זה שווה ערך להוספת תמיכה. זה מגביר את הקשיחות ויכול להפחית את השפעת הכוח הרדיאלי על הפיר.

2) את השרוול הדק מסובב בטכניקת ההידוק הצירי

ניתן להגביר את הקשיחות ולבטל את השפעת הכוח הרדיאלי על חומר העבודה באמצעות משענת הכלי או המסגרת המרכזית. זה עדיין לא יכול לפתור את הבעיה של הכוח הצירי לכופף את חומר העבודה. זה נכון במיוחד לגבי הפיר הדק בקוטר ארוך יחסית. לכן ניתן לסובב את הציר הדק בטכניקת ההידוק הצירי. הידוק צירי פירושו שכדי לסובב פיר דק, קצהו האחד של הפיר מהודק באמצעות צ'אק וקצהו השני באמצעות ראש הידוק שתוכנן במיוחד. ראש ההידוק מפעיל כוח צירי על הפיר. איור 4 מציג את ראש ההידוק.

איור 4 תנאי הידוק צירי ולחץ

השרוול הדק נתון למתח צירי קבוע במהלך תהליך הסיבוב. זה מבטל את הבעיה של כוח החיתוך הצירי מכופף את הציר. הכוח הצירי מפחית את עיוות הכיפוף הנגרם על ידי כוחות החיתוך הרדיאליים. זה גם מפצה על ההתארכות הצירית עקב חום החיתוך. דִיוּק.

3) חיתוך הפוך את הציר כדי לסובב אותו

כפי שמוצג באיור 5, שיטת החיתוך ההפוכה היא כאשר הכלי מוזן דרך הציר אל עמוד הזנב במהלך תהליך הפיכת הציר הדק.

איור 5 ניתוח כוחות עיבוד ועיבוד שבבי בשיטת חיתוך הפוכה

הכוח הצירי שנוצר במהלך העיבוד ימתח את הפיר, וימנע את עיוות הכיפוף. עמוד הזנב האלסטי יכול גם לפצות על ההתארכות התרמית ועיוות הדחיסה הנגרמים על ידי חומר העבודה כאשר הוא נע מהכלי אל עמוד הזנב. זה מונע את העיוות.

כפי שמוצג באיור 6, לוח ההחלקה האמצעי משתנה על ידי הוספת מחזיק הכלים האחורי וסיבוב הכלים הקדמיים והאחוריים בו זמנית.

איור 6 ניתוח כוח ועיבוד סכין כפול

הכלי הקדמי מותקן זקוף, ואילו הכלי האחורי מותקן הפוך. כוחות החיתוך שנוצרים על ידי שני הכלים מבטלים זה את זה במהלך הסיבוב. חומר העבודה אינו מעוות או רוטט, ודיוק העיבוד גבוה מאוד. זה אידיאלי לייצור המוני.

4) טכניקת חיתוך מגנטית להפיכת הציר הדק

העיקרון מאחורי חיתוך מגנטי דומה לחיתוך הפוך. הכוח המגנטי משמש כדי למתוח את הפיר, להפחית את העיוות במהלך העיבוד.

(3) הגבל את כמות החיתוך

כמות החום שנוצרת בתהליך החיתוך תקבע את מידת ההתאמה של כמות החיתוך. גם העיוות הנגרם מסיבוב הפיר הדק יהיה שונה.

1) עומק חיתוך (t)

על פי ההנחה שהקשיחות נקבעת על ידי מערכת התהליך, ככל שעומק החיתוך גדל, כך גדל כוח החיתוך, והחום שנוצר בעת הפנייה. זה גורם להגברת הלחץ והעיוות התרמי של הפיר הדק. בעת סיבוב פירים דקים, חשוב למזער את עומק החיתוך.

2) כמות האכלה (ו).

קצב הזנה מוגבר מגדיל את כוח החיתוך ואת העובי. כוח החיתוך גדל, אך לא פרופורציונלי. כתוצאה מכך, מקדם עיוות הכוח עבור הפיר הדק מופחת. מבחינת הגברת יעילות החיתוך, עדיף להגדיל את קצב ההזנה מאשר להגדיל את עומק החיתוך.

3) מהירות חיתוך (v).

כדאי להגביר את מהירות החיתוך כדי להפחית את הכוח. ככל שמהירות החיתוך מגבירה את הטמפרטורה של כלי החיתוך, החיכוך בין הכלי, חומר העבודה והפיר יקטן. אם מהירויות החיתוך גבוהות מדי, הפיר יכול בקלות להתכופף בגלל כוחות צנטריפוגליים. זה יהרוס את יציבות התהליך. יש להפחית את מהירות החיתוך של חלקי עבודה גדולים יחסית באורך ובקוטרם.

(4) בחר זווית סבירה עבור הכלי

כדי להפחית את עיוות הכיפוף הנגרם כתוצאה מסיבוב ציר דק, כוח החיתוך במהלך הסיבוב חייב להיות נמוך ככל האפשר. זוויות הגריפה, ההליכה והקצה המשפיעים ביותר על כוח החיתוך מבין הזוויות הגיאומטריות של הכלים.

1) זווית קדמית (g)

גודל זווית הגריפה (g) משפיע ישירות על כוח החיתוך, הטמפרטורה והכוח. ניתן להפחית את כוח החיתוך באופן משמעותי על ידי הגדלת זוויות הגריפה. זה מפחית את העיוות הפלסטי ויכול גם להפחית את כמות המתכת הנחתכת. על מנת להפחית את כוחות החיתוך, ניתן לבצע הגדלת זוויות הגריפה. זוויות הגריפה הן בדרך כלל בין 13 מעלות ל-17 מעלות.

2) זווית מובילה (kr)

הסטייה העיקרית (kr), שהיא הזווית הגדולה ביותר, משפיעה על המידתיות והגודל של כל שלושת מרכיבי כוח החיתוך. הכוח הרדיאלי מצטמצם ככל שזווית הכניסה גדלה, בעוד שהכוח המשיק גדל בין 60 מעלות ל-90 מעלות. היחס היחסי בין שלושת מרכיבי כוח החיתוך טוב יותר בטווח של 60 מעלות 75 מעלות. בדרך כלל משתמשים בזווית מובילה גדולה יותר של 60 מעלות בעת סיבוב פירים דקים.

3) נטיית הלהב

נטיית הלהב (ls), משפיעה על זרימת השבבים וחוזק קצה הכלי, כמו גם על הקשר הפרופורציונלי בין השלושהרכיבים הפכושל חיתוך במהלך תהליך הסיבוב. הכוח הרדיאלי של החיתוך פוחת ככל שהנטייה עולה. עם זאת, הכוחות הציריים והמשיקים גדלים. היחס היחסי בין שלושת מרכיבי כוח החיתוך הוא סביר כאשר נטיית הלהב היא בטווח של -10 מעלות + 10 מעלות. על מנת לגרום לשבבים לזרום לעבר פני הפיר בעת סיבוב ציר דק, מקובל להשתמש בזווית קצה חיובית בין 0 מעלות ל-+10 מעלות.

קשה לעמוד בתקני האיכות של הפיר הדק בגלל קשיחותו הירודה. ניתן להבטיח את איכות העיבוד של הפיר הדק על ידי אימוץ שיטות עיבוד וטכניקות הידוק מתקדמות, כמו גם בחירת זוויות ופרמטרים נכונים של הכלי.

 המשימה של Anebon היא לזהות פגמי ייצור מצוינים ולספק את השירות הטוב ביותר ללקוחותינו המקומיים והחו"ל לחלוטין לשנת 2022 באיכות גבוהה נירוסטה אלומיניום בדיוק גבוה CNC מכונת כרסום חריטה חלק עבור תעופה וחלל על מנת להרחיב את השוק שלנו בעולם, Anebon מספקת בעיקר ללקוחותינו בחו"ל עם מכונות באיכות מעולה, חתיכות טחינה ושירותי חרטת CNC.

סין סיטונאית חלקי מכונות ושירות עיבוד שבבי CNC, Anebon שומרת על רוח "חדשנות ולכידות, עבודת צוות, שיתוף, עקבות, קידום מעשי". אם תיתן לנו הזדמנות, נציג את הפוטנציאל שלנו. בתמיכתך, Anebon מאמינה שנוכל לבנות עתיד מזהיר לך ולמשפחתך.