هل غلاف علبة التروس مناسب لتصنيع الآلات باستخدام الحاسب الآلي؟

1. خصائص المواد وصعوبات المعالجة في علبة التروس
إن اختيار المواد المستخدمة في علبة التروس له تأثير مباشر على مدى قدرة تكنولوجيا المعالجة على التكيف. يعد الحديد الزهر الرمادي، وسبائك الألومنيوم، والسبائك-عالية الأداء من أكثر المواد شيوعًا في الوقت الحالي. فيما يلي بعض خصائصها ومشاكل المعالجة:
الحديد الزهر الرمادي (مثل HT200)
لقد كان الحديد الزهر الرمادي تقليديًا أفضل مادة لأغطية علبة التروس للمركبات الثقيلة-لأنه رخيص الثمن، ويمتص الصدمات بشكل جيد، ويسهل تشكيله. لكن الجزء الصعب في المعالجة هو:
اهتزاز القطع: يحتوي الحديد الزهر الرمادي على رقائق الجرافيت في هيكله والتي يمكن أن تهتز عند القطع، مما يجعل السطح قاسيًا للغاية؛
تآكل الأدوات: يعمل المحتوى العالي من السيليكون (2.5% إلى 3.5%) على تسريع تآكل الأدوات، وبالتالي تحتاج إلى استخدام أدوات CBN (نيتريد البورون المكعب) أو أدوات مطلية بسبائك قوية-؛
يمكن أن تتسبب المسام والثقوب الرملية الموجودة في المواد الخام في تأخير المعالجة أو تسرب الزيت في البضائع المكتملة. يجب أن يراقب نظام الكشف عبر الإنترنت CNC هذه المشكلات في الوقت الفعلي.
سبائك الألومنيوم مثل ADC12 و5052
تعد سبائك الألومنيوم الآن المادة الأكثر استخدامًا في أغلفة علبة تروس السيارات نظرًا لخفتها (كثافتها تمثل ثلث-كثافتها فقط كثافة الحديد الزهر الرمادي)، ولكن من الصعب العمل بها للأسباب التالية:
ليست قاسية بما فيه الكفاية: سبائك الألومنيوم ليست قوية جدًا ويمكن أن يتغير شكلها عندما يتم تشكيلها بشكل خشن. لذلك، للحفاظ على التشوه تحت السيطرة، تحتاج إلى إجراء المعالجة بالترتيب (على سبيل المثال، طحن السطح المرجعي أولاً ثم نظام الثقب).
الحساسية للتشوه الحراري: يمكن أن تتسبب حرارة القطع بسهولة في انحراف الأبعاد، وبالتالي تحتاج إلى استخدام سائل قطع منخفض الحرارة (مثل المستحلب) وإدارة سرعة المغزل.
معايير عالية لجودة السطح: للحصول على خشونة السطح أقل من Ra0.8 ميكرومتر، تحتاج إلى استخدام -سرعة طحن عالية (سرعة المغزل أكبر من أو تساوي 8000r/min) والتجويف الدقيق.
سبائك ذات أداء عالي، مثل سبائك الألومنيوم 6061 و7075
عادة ما يستخدم الناس سبائك الألومنيوم 6061-T6 أو 7075-T6 لعلبة التروس لسيارات الطاقة الحديثة لأنهم يريدون أن تكون أقوى وأقل عرضة للصدأ. التحدي في معالجة هذه المواد هو:
تتميز سبائك الألومنيوم 7075 بصلابة HB150، مما يعني أنك تحتاج إلى استخدام أدوات القطع المطلية بالألماس أو أدوات القطع PCD (الماس متعدد البلورات).
سمك جدار القشرة يمكن أن يكون رقيقًا بمقدار 2 إلى 3 مم، ويحتاج إلى معالجته من خلال وصلة بخمسة محاور لتقليل عدد المرات التي يحتاج فيها إلى التثبيت وتجنب التشوه.
2. الفوائد الرئيسية للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي ومدى إمكانية تغيير علبة التروس
يتيح التحكم الرقمي في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي إمكانية تصنيع الأشياء بدقة عالية وكفاءة ومرونة عالية. تتناسب هذه الفوائد جيدًا مع احتياجات تصنيع أغلفة علبة التروس.
القدرة على إجراء عمليات تشغيل ميكانيكية عالية الدقة-.
يمكن لأدوات ماكينات CNC إدارة الأشياء بدقة على مستوى الميكرومتر- (على سبيل المثال، تفاوت الفتحة ± 0.01 مم والمحورية أقل من أو تساوي 0.02 مم). وهذا يلبي احتياجات التجميع للأجزاء المهمة من مبيت علبة التروس، مثل فتحات التحمل وفتحات تدفق الزيت. على سبيل المثال، تستخدم إحدى الشركات مركزًا للتصنيع ذو خمسة-محاور للعمل على غلاف علبة التروس المصنوعة من سبائك الألومنيوم. يمكنها القيام بأنواع متعددة من المعالجة بمشبك واحد فقط، مما يقلل خطأ المحورية من 0.03 مم إلى 0.01 مم ويحسن بشكل كبير من دقة شبكة التروس.
القدرة على معالجة الهياكل المعقدة
غالبًا ما يحتوي مبيت علبة التروس على أجزاء معقدة بما في ذلك أنابيب الزيت التي تتقاطع مع بعضها البعض، ومصفوفات الفتحات الملولبة، والأضلاع التي تجعلها أقوى. الآلات التقليدية ليست فعالة للغاية لأنها تحتاج إلى التثبيت عدة مرات. من خلال الارتباط متعدد المحاور- (مثل مراكز المعالجة ذات المحاور الخمسة-) وتقنية الطحن عالية السرعة-، يمكن للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي تنفيذ المهام التالية بسرعة:
على سبيل المثال، يعتبر ثقب مرور الزيت بزاوية 60 درجة مثالاً على تصنيع الثقب القطري. يمكن لأداة الآلة CNC ضبط زاوية الأداة بدقة عن طريق تدوير محور A/C. يبلغ تسامح قطر الثقب ± 0.05 مم وانحراف الزاوية أقل من أو يساوي ± 0.5 درجة.
لتجنب ثني الجدران الرقيقة المصنوعة من سبائك الألومنيوم، تستخدم معالجة الجدران الرقيقة تقنية القطع الخفيفة (عمق القطع أقل من أو يساوي 0.5 مم، معدل التغذية أقل من أو يساوي 0.1 مم / ص) وتركيبات عالية الصلابة.
معالجة ثقب الخيط: يتم استخدام طحن الخيط، وليس النقر، لتصنيع خيوط عالية الدقة- مع تفاوت قطر الخيط أقل من أو يساوي ± 0.02 مم.
القدرة على تغيير القدرة التصنيعية
في مرحلة البحث والتطوير في مجال السيارات، يجب تنفيذ التصميم مرارًا وتكرارًا، وقد تنتقل التصنيع باستخدام الحاسب الآلي بسرعة بين أنواع مختلفة من مخططات تصنيع مبيت علبة التروس بسبب البرمجة السريعة (مثل برنامج CAM الذي يقوم تلقائيًا بإنشاء كود G-) وتصميم التركيبات المعيارية. على سبيل المثال، قامت إحدى الشركات بتقليص الوقت المستغرق للتغيير من 4 ساعات إلى 30 دقيقة عن طريق جعل السطح المرجعي للتركيبات هو نفسه بالنسبة لجميع المنتجات. وقد ساعدهم ذلك في تصنيع واختبار العديد من الأنواع المختلفة والدفعات الصغيرة.
مراقبة الجودة والكشف عبر الإنترنت
يمكن لأدوات آلة CNC استخدام أدوات الكشف عبر الإنترنت مثل الماسحات الضوئية الليزرية وأجهزة القياس المنسقة لمراقبة حجم ونوعية السطح الذي يتم تشكيله في الوقت الفعلي. على سبيل المثال، أثناء قطع أغطية علبة التروس المصنوعة من الحديد الزهر الرمادي، يجد ماسح الليزر العيوب في الفراغ، مثل المسامية، ويقوم تلقائيًا بتغيير مسار الطحن لتجنب منطقة الخلل. يتم استخدام أداة قياس الإحداثيات للتحقق من القياسات المهمة (مثل استواء سطح الصندوق) بشكل عشوائي أثناء إنتاج قذائف سبائك الألومنيوم للتأكد من أن معالجة الدفعات متسقة.
3. مثال لتطبيق صناعي: أصبحت تقنية غلاف علبة التروس تتحسن بسبب التصنيع باستخدام الحاسب الآلي.
معالجة علبة التروس لسيارات الطاقة الجديدة
قامت إحدى الشركات بتصنيع مبيت مخفض لسيارات الطاقة الجديدة من 6061 سبيكة ألومنيوم. تحتوي على 12 فتحة ملولبة M8، و3 فتحات تدفق زيت مائلة (زاوية 50 درجة ± 0.5 درجة)، وأضلاع تقوية بسمك 0.5 مم. من خلال تحسين عملية CNC التالية:
المعالجة بالترتيب: أولاً، قم بمعالجة السطح المرجعي والثقوب. بعد ذلك، قم بمعالجة سطح التزاوج تقريبًا، مع ترك هامش بمقدار 0.3 مم. أخيرًا، قم بمعالجة الثقوب الملولبة وفتحات مرور الزيت المائلة بدقة.
اختيار الأدوات المناسبة: يتم استخدام قواطع الطحن الملولبة PCD للثقوب الملولبة، في حين يتم استخدام لقم الثقب المصنوعة من السبائك القوية ذات الأكمام التوجيهية لثقوب طريق الزيت المائلة.
التحقق من الجودة: يتم فحص خمسة بالمائة من العينات من كل دفعة عشوائيًا لقياسات ثلاثية الأبعاد، ويجب أن تكون قيمة CPK للبعد الحرج 1.33 على الأقل.
وفي النهاية، ارتفعت كفاءة المعالجة بنسبة 40%، وارتفع معدل العائد من 85% إلى 98%.
معالجة مبيت علبة التروس للمركبات الثقيلة-.
إن مبيت علبة التروس الذي صممته شركة معينة للشاحنات الثقيلة-مصنوع من الحديد الزهر الرمادي HT250. تحتوي على فتحات تحمل بقطر 120 مم (تفاوت ± 0.02 مم) وممرات زيت تتقاطع مع بعضها البعض بفتحة لا تقل عن 8 مم. من خلال تحسين عملية CNC التالية:
التحكم في الاهتزاز: يتم استخدام أدوات القطع CBN (مادة BN-S300) في الطحن عالي السرعة- (سرعة المغزل 2000 دورة/دقيقة)، مما يقلل من سعة اهتزازات القطع بنسبة 60%.
الكشف عبر الإنترنت: يقوم ماسح ضوئي بالليزر بفحص موضع فتحة مرور الزيت في الوقت الفعلي أثناء المعالجة. إذا تجاوز الانحراف الحد الأقصى، يتم إجراء تعديل إيقاف التشغيل التلقائي.
معالجة السطح: بعد المعالجة، يتم إجراء عملية الصقل لجعل سطح القشرة أقوى ويدوم لفترة أطول.
وفي النهاية، ارتفع الوقت الذي تستغرقه معالجة القطعة الواحدة من 12 ساعة إلى 8 ساعات، كما ارتفعت نسبة تسرب الزيت من 3% إلى 0.5%.