자동차의 슬림 액슬이란 무엇입니까?
가느다란 자동차 축은 자동차에 사용되는 유형으로 가볍게 설계되었습니다. 얇은 차축은 연비와 민첩성에 초점을 맞춘 차량에 사용되는 경향이 있습니다. 핸들링을 향상시키면서 차량의 전체 중량을 줄입니다. 이러한 차축은 일반적으로 알루미늄이나 고강도 강철과 같은 가볍고 강한 재료로 만들어집니다. 이 차축은 엔진에서 발생하는 토크와 같은 구동력을 처리하면서도 컴팩트하고 유선형인 디자인을 유지할 수 있도록 제작되었습니다. 가는 차축은 엔진에서 바퀴로 동력을 전달하는 데 필수적입니다.
자동차의 가느다란 샤프트를 가공할 때 휘어지거나 변형되기 쉬운 이유는 무엇입니까?
너무 얇은 샤프트를 구부리거나 변형시키는 것은 어려울 것입니다. 자동차 샤프트(구동 샤프트 또는 차축이라고도 함)를 만드는 데 사용되는 재료는 일반적으로 탄소 섬유 복합재 또는 강철과 같이 강하고 내구성이 있습니다. 사용된 재료는 자동차의 변속기와 엔진에서 생성되는 토크와 힘을 저항하는 데 필요한 높은 강도를 기준으로 선택되었습니다.
샤프트는 제작 과정에서 강성과 강도를 유지하기 위해 단조, 열처리 등 다양한 공정을 거칩니다. 이러한 재료는 제조 기술과 함께 정상적인 조건에서 샤프트가 구부러지는 것을 방지합니다. 그러나 충돌이나 사고와 같은 극심한 힘으로 인해 샤프트를 포함한 자동차의 모든 부분이 구부러지거나 변형될 수 있습니다. 차량의 안전하고 효율적인 작동을 위해서는 손상된 부품을 수리하거나 교체하는 것이 중요합니다.
가공 공정:
많은 샤프트 부품의 종횡비가 L/d > 25입니다. 수평의 가느다란 축은 쉽게 구부러지거나 중력, 절삭력 및 상단 조임력의 영향으로 안정성을 잃을 수도 있습니다. 샤프트를 회전시킬 때 가는 샤프트에 가해지는 응력 문제를 줄여야 합니다.
처리 방법:
공구 형상 매개변수, 절단량, 인장 장치 및 부싱 공구 받침대 선택과 같은 여러 가지 효과적인 조치와 함께 역이송 터닝이 사용됩니다.
회전하는 가는 축의 굽힘 변형을 유발하는 요인 분석
선반의 가는 샤프트를 회전하는 데에는 두 가지 전통적인 클램핑 기술이 사용됩니다. 한 가지 방법은 하나의 상단 설치에 하나의 클램프를 사용하고, 다른 방법은 두 개의 상단 설치를 사용하는 것입니다. 우리는 주로 단일 클램프와 상단의 클램핑 기술에 중점을 둘 것입니다. 그림 1과 같습니다.
그림 1 하나의 클램프와 하나의 상단 클램핑 방법 및 힘 분석
가는 샤프트의 회전으로 인해 굽힘 변형이 발생하는 주요 원인은 다음과 같습니다.
(1) 절삭력으로 인해 변형이 발생합니다.
절삭력은 축력 PX(축력), 반경방향 힘 PY(경방향 힘), 접선력 PZ의 세 가지 구성요소로 나눌 수 있습니다. 얇은 샤프트를 선삭할 때 절삭력이 다르면 굽힘 변형에 다른 영향을 미칠 수 있습니다.
1) 반경방향 절삭력 PY의 영향
방사형 힘은 샤프트 축을 수직으로 절단합니다. 반경방향 절삭력은 강성이 낮기 때문에 가는 샤프트를 수평면에서 휘게 만듭니다. 그림은 가는 샤프트의 굽힘에 대한 절삭력의 영향을 보여줍니다. 1.
2) 축방향 절삭력(PX)의 영향
축 방향 힘은 얇은 샤프트의 축과 평행하며 공작물에 굽힘 모멘트를 형성합니다. 축 방향 힘은 일반 선삭에서는 중요하지 않으므로 무시할 수 있습니다. 강성이 좋지 않아 샤프트의 안정성이 좋지 않아 불안정합니다. 가느다란 샤프트는 축 방향 힘이 일정량보다 클 때 구부러집니다. 그림 2에 표시된 것처럼.
그림 2: 절삭력이 축방향 힘에 미치는 영향
(2) 열 절단
가공 시 발생하는 절삭열로 인해 공작물의 열 변형이 발생합니다. 척이 고정되어 있기 때문에 척과 리어스톡 상단, 공작물 사이의 거리가 고정됩니다. 이는 샤프트의 축 확장을 제한하여 축 돌출로 인해 샤프트가 휘어지는 결과를 낳습니다.
얇은 샤프트의 가공 정밀도를 높이는 것은 근본적으로 공정 시스템의 응력과 열 변형을 제어하는 문제임이 분명합니다.
가는 샤프트의 가공 정밀도 향상 대책
가는 샤프트의 가공 정밀도를 향상시키기 위해서는 생산 조건에 따라 다양한 대책을 강구할 필요가 있습니다.
(1) 올바른 클램핑 방법을 선택하십시오
가는 샤프트를 회전시키는 데 전통적으로 사용되는 두 가지 클램핑 방법 중 하나인 더블 센터 클램핑을 사용하면 동축성을 보장하면서 공작물을 정확하게 위치시킬 수 있습니다. 가는 슬리브를 고정하는 이 방법은 강성이 낮고 굽힘 변형이 크며 진동에 취약합니다. 따라서 길이 대 직경 비율이 작고 가공 여유가 적으며 동축 요구 사항이 높은 설치에만 적합합니다. 키가 큰정밀 가공 부품.
대부분의 경우 얇은 샤프트 가공은 하나의 상단과 하나의 클램프로 구성된 클램핑 시스템을 사용하여 수행됩니다. 그러나 이 클램핑 기술에서는 팁이 너무 빡빡하면 샤프트가 구부러질 뿐만 아니라 샤프트를 돌릴 때 늘어나는 것도 방지됩니다. 이로 인해 샤프트가 축 방향으로 압착되어 모양이 변형될 수 있습니다. 클램핑 표면이 팁의 구멍과 정렬되지 않을 수 있으며, 이로 인해 클램핑 후 샤프트가 구부러질 수 있습니다.
하나의 상단에 하나의 클램프를 사용하는 클램핑 기술을 사용할 경우 상단은 탄력 있는 리빙 센터를 사용해야 합니다. 가느다란 슬리브를 가열한 후 자유롭게 늘려 굽힘 변형을 줄일 수 있습니다. 동시에 얇은 슬리브에 대한 조 사이에 개방형 강철 트래블러가 삽입되어 가는 슬리브에 대한 조 사이의 축방향 접촉을 줄이고 과도한 위치 지정을 제거합니다. 그림 3은 설치를 보여줍니다.
그림 3: 하나의 클램프와 상단 클램프를 사용한 개선 방법
샤프트의 길이를 줄여 변형력을 줄입니다.
1) 힐레스트와 센터 프레임을 활용하세요
가느다란 샤프트를 돌리는 데 클램프 하나와 상단 하나가 사용됩니다. 가느다란 샤프트로 인한 변형에 반경방향 힘이 미치는 영향을 줄이기 위해 전통적인 툴레스트와 센터 프레임이 사용됩니다. 이는 지원을 추가하는 것과 같습니다. 이는 강성을 증가시키고 반경 방향 힘이 샤프트에 미치는 영향을 줄일 수 있습니다.
2) 가느다란 슬리브는 축 클램핑 기술로 회전됩니다.
공구 받침대나 센터 프레임을 사용하면 강성을 높이고 공작물에 대한 레이디얼 힘의 영향을 제거할 수 있습니다. 여전히 공작물을 굽히는 축방향 힘 문제를 해결할 수 없습니다. 특히 직경이 상대적으로 긴 가느다란 샤프트의 경우 더욱 그렇습니다. 따라서 가는 샤프트는 축 클램핑 기술을 사용하여 회전할 수 있습니다. 축 클램핑은 얇은 샤프트를 회전시키기 위해 샤프트의 한쪽 끝을 척으로 클램핑하고 다른 쪽 끝을 특별히 설계된 클램핑 헤드로 클램핑하는 것을 의미합니다. 클램핑 헤드는 샤프트에 축방향 힘을 가합니다. 그림 4는 클램핑 헤드를 보여줍니다.
그림 4 축 클램핑 및 응력 조건
가는 슬리브는 선삭 공정 중에 일정한 축 방향 장력을 받습니다. 이는 샤프트를 굽히는 축방향 절삭력 문제를 제거합니다. 축방향 힘은 반경방향 절삭력으로 인한 굽힘 변형을 줄여줍니다. 또한 절삭열로 인한 축 길이 연장을 보상합니다. 정도.
3) 축을 역절단하여 회전시킨다.
역절삭 방식은 그림 5와 같이 얇은 축을 선삭하는 과정에서 공구가 주축을 통해 심압대까지 이송되는 방식이다.
그림 5 가공력 분석 및 역절삭 방식에 따른 가공
가공 중에 발생하는 축 방향 힘으로 인해 샤프트가 장력을 받아 굽힘 변형이 방지됩니다. 탄성 심압대는 공작물이 공구에서 심압대로 이동할 때 가공물에 의해 발생하는 열 신장 및 압축 변형도 보상할 수 있습니다. 이는 변형을 방지합니다.
그림 6과 같이 후면 도구 홀더를 추가하고 전면 및 후면 도구를 동시에 회전시켜 중간 슬라이드 플레이트를 수정했습니다.
그림 6 힘 분석 및 이중 칼 가공
전면 도구는 수직으로 설치되고 후면 도구는 반대로 설치됩니다. 두 공구에 의해 생성된 절삭력은 선삭 중에 서로 상쇄됩니다. 공작물이 변형되거나 진동하지 않으며 가공 정밀도가 매우 높습니다. 이는 대량 생산에 이상적입니다.
4) 얇은 축을 회전시키는 자기 절단 기술
자기 절단의 원리는 역방향 절단과 유사합니다. 자력을 사용하여 샤프트를 늘려 가공 중 변형을 줄입니다.
(3) 절단량을 제한한다
절단 과정에서 발생하는 열의 양에 따라 절단량의 적절성이 결정됩니다. 가는 샤프트를 회전시켜 발생하는 변형도 다릅니다.
1) 절입량(t)
강성은 가공 시스템에 의해 결정된다는 가정에 따르면, 절입 깊이가 증가함에 따라 절삭력도 증가하고 선삭 시 발생하는 열도 증가합니다. 이로 인해 얇은 샤프트의 응력과 열 변형이 증가합니다. 얇은 샤프트를 선삭할 때는 절삭 깊이를 최소화하는 것이 중요합니다.
2) 급이량(f).
이송 속도가 증가하면 절삭력과 두께가 증가합니다. 절단력은 증가하지만 비례적으로 증가하지는 않습니다. 결과적으로 얇은 샤프트의 힘 변형 계수가 감소합니다. 절삭 효율을 높이는 측면에서는 절삭 깊이를 늘리는 것보다 이송 속도를 높이는 것이 좋습니다.
3) 절삭 속도(v).
힘을 줄이기 위해서는 절삭 속도를 높이는 것이 유리합니다. 절삭 속도가 절삭 공구의 온도를 높이면 공구, 공작물 및 샤프트 사이의 마찰이 감소합니다. 절단 속도가 너무 높으면 원심력으로 인해 샤프트가 쉽게 구부러질 수 있습니다. 이로 인해 프로세스의 안정성이 손상됩니다. 길이와 직경이 상대적으로 큰 공작물의 절단 속도를 줄여야 합니다.
(4) 도구에 적합한 각도를 선택하십시오
가는 샤프트의 선삭에 따른 굽힘 변형을 줄이기 위해서는 선삭 시 절삭력을 최대한 낮춰야 합니다. 공구의 기하학적 각도 중 경사각, 리딩, 엣지 경사각이 절삭력에 가장 큰 영향을 미칩니다.
1) 정면 각도(g)
경사각(g)의 크기는 절삭력, 온도, 출력에 직접적인 영향을 미칩니다. 경사각을 크게 하면 절삭력을 크게 줄일 수 있습니다. 이는 소성 변형을 줄이고 절단되는 금속의 양도 줄일 수 있습니다. 절삭 부하를 줄이기 위해 경사각을 늘릴 수 있습니다. 경사각은 일반적으로 13도에서 17도 사이입니다.
2) 선행각(kr)
가장 큰 각도인 주 편향(kr)은 절삭력의 세 가지 구성 요소 모두의 비례성과 크기에 영향을 미칩니다. 절입각이 증가할수록 반경방향 힘은 감소하는 반면 접선력은 60°~90° 사이에서 증가합니다. 절삭력의 세 가지 구성 요소 사이의 비례 관계는 60deg75deg 범위에서 더 좋습니다. 가는 샤프트를 선삭할 때는 일반적으로 60도보다 큰 리딩각이 사용됩니다.
3) 블레이드 기울기
블레이드의 기울기(ls)는 칩의 흐름과 공구 팁의 강도뿐만 아니라 세 가지 사이의 비례 관계에 영향을 미칩니다.회전 부품터닝 과정 중 절단. 경사가 증가함에 따라 절삭 반경 방향 힘은 감소합니다. 그러나 축방향 힘과 접선방향 힘은 증가합니다. 절삭력의 세 가지 구성 요소 사이의 비례 관계는 블레이드 경사가 -10deg+10deg 범위 내에 있을 때 합리적입니다. 얇은 샤프트를 선삭할 때 칩이 샤프트 표면을 향해 흐르도록 하기 위해 0°에서 +10° 사이의 양의 에지 각도를 사용하는 것이 일반적입니다.
가는 샤프트는 강성이 낮아 품질 기준을 충족하기 어렵습니다. 가는 샤프트의 가공 품질은 고급 가공 방법과 클램핑 기술을 채택하고 올바른 도구 각도와 매개변수를 선택함으로써 보장될 수 있습니다.
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게시 시간: 2023년 8월 28일