O que é um eixo fino de carro?
Um eixo de carro fino é um tipo usado em carros e projetado para ser leve.Eixos delgados tendem a ser usados em veículos com foco na eficiência de combustível e agilidade.Eles reduzem o peso total do veículo e melhoram seu manuseio.Esses eixos geralmente são feitos de materiais leves e fortes, como alumínio ou aço de alta resistência.Esses eixos são construídos para suportar as forças motrizes, como o torque gerado pelo motor, e ainda manter um design compacto e aerodinâmico.Os eixos delgados são essenciais para a transmissão de potência do motor para as rodas.
Por que é fácil dobrar e deformar ao processar o eixo delgado do carro?
Seria difícil dobrar ou deformar uma haste tão fina.Os materiais usados para fazer eixos de carros (também conhecidos como eixos de transmissão ou eixos) são geralmente fortes e duráveis, como composto de fibra de carbono ou aço.Os materiais utilizados são selecionados por sua alta resistência, necessária para resistir ao torque e às forças geradas pela transmissão e motor do carro.
Durante a fabricação, os eixos passam por diversos processos, como forjamento e tratamento térmico, para manter sua rigidez e resistência.Esses materiais, juntamente com as técnicas de fabricação, evitam que os eixos dobrem em condições normais.No entanto, forças extremas, como colisões e acidentes, podem entortar ou deformar qualquer parte do carro, incluindo eixos.É vital reparar ou substituir quaisquer peças danificadas para garantir a operação segura e eficiente do seu veículo.
Processo de usinagem:
Muitas peças de eixo têm uma proporção de L/d > 25. O eixo horizontal delgado é facilmente dobrado ou pode até perder sua estabilidade sob a influência da gravidade, força de corte e forças de fixação superiores.O problema de tensão no eixo delgado deve ser reduzido ao girar o eixo.
Método de processamento:
O torneamento com avanço reverso é usado, com diversas medidas eficazes, como uma seleção de parâmetros de geometria da ferramenta, quantidades de corte, dispositivos de tensionamento e apoios de ferramentas de buchas.
Análise dos fatores que causam deformação por flexão do eixo de torneamento delgado
Duas técnicas tradicionais de fixação são usadas para girar eixos delgados em tornos.Um método usa um grampo com uma instalação superior e o outro usa duas instalações superiores.Vamos nos concentrar principalmente na técnica de fixação de uma única pinça e um topo.Conforme mostrado na Figura 1.
Figura 1 Método de fixação de um grampo e um de topo e análise de força
As principais causas de deformação por flexão causada pelo giro do eixo delgado são:
(1) A força de corte causa deformação
A força de corte pode ser dividida em três componentes: força axial PX (força axial), força radial PY (força radial) e força tangencial PZ.Ao tornear eixos finos, diferentes forças de corte podem ter efeitos diferentes na deformação por flexão.
1) Influência das forças de corte radiais PY
A força radial corta verticalmente o eixo do eixo.A força de corte radial dobra o eixo delgado no plano horizontal devido à sua baixa rigidez.A figura mostra o efeito da força de corte na flexão do eixo delgado.1.
2) Impacto da força de corte axial (PX)
A força axial é paralela ao eixo no eixo fino e forma um momento fletor na peça de trabalho.A força axial não é significativa para torneamento geral e pode ser ignorada.Devido à sua baixa rigidez, o eixo é instável devido à sua baixa estabilidade.O eixo delgado dobra quando a força axial é maior que um certo valor.Como mostra a imagem 2.
Figura 2: Efeito da força de corte na força axial
（2） Corte de calor
A deformação térmica da peça ocorrerá devido ao calor de corte produzido pelo processamento.A distância entre o mandril, a parte superior do contra-ponto e a peça de trabalho é fixa porque o mandril é fixo.Isto limita a extensão axial do eixo, o que resulta na flexão do eixo devido à extrusão axial.
É claro que melhorar a precisão da usinagem do eixo fino é fundamentalmente um problema de controle da tensão e da deformação térmica no sistema de processo.
Medidas para melhorar a precisão da usinagem de eixos delgados
Para melhorar a precisão da usinagem de um eixo delgado, é necessário tomar diferentes medidas de acordo com as condições de produção.
(1) Selecione o método de fixação correto
A fixação central dupla, um dos dois métodos de fixação tradicionalmente usados para tornear eixos delgados, pode ser usada para posicionar a peça com precisão e, ao mesmo tempo, garantir a coaxialidade.Este método de fixação da luva delgada apresenta baixa rigidez, grande deformação por flexão e é suscetível a vibrações.Portanto, é adequado apenas para instalações com uma pequena relação comprimento/diâmetro, uma pequena margem de usinagem e altos requisitos de coaxialidade.Altocomponentes de usinagem de precisão.
Na maioria dos casos, a usinagem de eixos finos é feita utilizando um sistema de fixação composto por um topo e um grampo.Nesta técnica de fixação, entretanto, se você tiver uma ponta muito apertada, ela não apenas dobrará o eixo, mas também impedirá que ele se alongue quando o eixo for girado.Isso pode fazer com que o eixo seja comprimido axialmente e fique fora de forma.A superfície de fixação pode não estar alinhada com o orifício da ponta, o que pode fazer com que o eixo dobre após ser fixado.
Ao usar a técnica de fixação de uma pinça com um topo, o topo deve usar centros elásticos.Depois de aquecer a manga delgada, ela pode ser alongada livremente para reduzir sua distorção de flexão.Ao mesmo tempo, um viajante de aço aberto é inserido entre as mandíbulas da luva delgada para reduzir o contato axial entre as mandíbulas da luva delgada e eliminar o posicionamento excessivo.A Figura 3 mostra a instalação.
Figura 3: Método de melhoria usando um grampo e um grampo superior
Reduza a força de deformação reduzindo o comprimento do eixo.
1) Use o apoio de calcanhar e a estrutura central
Uma braçadeira e uma parte superior são usadas para girar o eixo delgado.Para reduzir o impacto da força radial na deformação causada pelo eixo delgado, são utilizados o tradicional apoio de ferramentas e estrutura central.Isso equivale a adicionar um suporte.Isto aumenta a rigidez e pode reduzir o impacto da força radial no eixo.
2) A luva delgada é girada pela técnica de fixação axial
É possível aumentar a rigidez e eliminar o efeito da força radial na peça utilizando o suporte de ferramenta ou a estrutura central.Ainda não é possível resolver o problema da força axial que dobra a peça de trabalho.Isto é especialmente verdadeiro para o eixo delgado com um diâmetro relativamente longo.O eixo delgado é, portanto, capaz de ser girado usando a técnica de fixação axial.A fixação axial significa que, para girar um eixo fino, uma extremidade do eixo é fixada com um mandril e a outra extremidade por uma cabeça de fixação especialmente projetada.A cabeça de fixação aplica uma força axial ao eixo.A Figura 4 mostra a cabeça de fixação.
Figura 4 Fixação axial e condições de tensão
A bucha delgada é submetida a tensão axial constante durante o processo de torneamento.Isto elimina o problema da força de corte axial dobrando o eixo.A força axial reduz a deformação por flexão causada pelas forças de corte radiais.Também compensa o alongamento axial devido ao calor de corte.precisão.
3) Corte reverso do eixo para girá-lo
Conforme mostrado na Figura 5, o método de corte reverso ocorre quando a ferramenta é alimentada através do fuso até o contraponto durante o processo de giro do eixo fino.
Figura 5 Análise de Forças de Usinagem e Usinagem pelo Método de Corte Reverso
A força axial gerada durante o processamento tensionará o eixo, evitando a deformação por flexão.O contraponto elástico também pode compensar o alongamento térmico e a deformação por compressão causada pela peça de trabalho à medida que ela se move da ferramenta para o contraponto.Isto evita a deformação.
Conforme mostrado na Figura 6, a placa deslizante intermediária é modificada adicionando o porta-ferramentas traseiro e girando as ferramentas dianteira e traseira simultaneamente.
Figura 6 Análise de força e usinagem com faca dupla
A ferramenta frontal é instalada na vertical, enquanto a ferramenta traseira é montada ao contrário.As forças de corte geradas pelas duas ferramentas se anulam durante o torneamento.A peça de trabalho não é deformada ou vibrada e a precisão do processamento é muito alta.Isto é ideal para produção em massa.
4) Técnica de corte magnético para girar o eixo fino
O princípio por trás do corte magnético é semelhante ao corte reverso.A força magnética é utilizada para esticar o eixo, reduzindo a deformação durante o processamento.
(3) Limite a quantidade de corte
A quantidade de calor gerada pelo processo de corte determinará a adequação da quantidade de corte.A deformação causada pela rotação do eixo fino também será diferente.
1) Profundidade de Corte (t)
Partindo do pressuposto de que a rigidez é determinada pelo sistema de processo, à medida que a profundidade de corte aumenta, aumenta também a força de corte e o calor gerado durante o torneamento.Isso faz com que a tensão e a distorção térmica do eixo fino aumentem.Ao tornear eixos finos, é importante minimizar a profundidade de corte.
2) Quantidade de alimentação (f).
O aumento da taxa de avanço aumenta a força de corte e a espessura.A força de corte aumenta, mas não proporcionalmente.Como resultado, o coeficiente de deformação da força para o eixo fino é reduzido.Em termos de aumento da eficiência de corte, é melhor aumentar a taxa de avanço do que aumentar a profundidade de corte.
3) Velocidade de corte (v).
É vantajoso aumentar a velocidade de corte para reduzir a força.À medida que a velocidade de corte aumenta a temperatura da ferramenta de corte, o atrito entre a ferramenta, a peça de trabalho e o eixo diminuirá.Se as velocidades de corte forem muito altas, o eixo pode dobrar facilmente devido às forças centrífugas.Isso arruinará a estabilidade do processo.A velocidade de corte de peças relativamente grandes em comprimento e diâmetro deve ser reduzida.
(4) Selecione um ângulo razoável para a ferramenta
Para reduzir a deformação por flexão causada pelo torneamento de um eixo fino, a força de corte durante o torneamento deve ser a mais baixa possível.Os ângulos de saída, ataque e inclinação da aresta têm maior influência na força de corte entre os ângulos geométricos das ferramentas.
1) Ângulo frontal (g)
O tamanho do ângulo de inclinação (g) impacta diretamente a força de corte, temperatura e potência.A força de corte pode ser reduzida significativamente aumentando os ângulos de inclinação.Isto reduz a deformação plástica e também pode reduzir a quantidade de metal a ser cortado.Para reduzir as forças de corte, pode-se aumentar os ângulos de saída.Os ângulos de inclinação estão geralmente entre 13 graus e 17 graus.
2) Ângulo de ataque (kr)
A deflexão principal (kr), que é o maior ângulo, afeta a proporcionalidade e o tamanho de todos os três componentes da força de corte.A força radial é reduzida à medida que o ângulo de posição aumenta, enquanto a força tangencial aumenta entre 60 graus e 90 graus.A relação proporcional entre os três componentes da força de corte é melhor na faixa de 60°75°.Um ângulo de ataque superior a 60 graus é geralmente usado ao girar eixos finos.
3) Inclinação da lâmina
A inclinação da lâmina (ls), afeta o fluxo de cavacos e a resistência da ponta da ferramenta, bem como a relação proporcional entre os trêscomponentes torneadosde corte durante o processo de torneamento.A força radial de corte diminui à medida que a inclinação aumenta.No entanto, as forças axiais e tangenciais aumentam.A relação proporcional entre os três componentes da força de corte é razoável quando a inclinação da lâmina está dentro da faixa de -10°+10°.Para fazer com que os cavacos fluam em direção à superfície do eixo ao girar um eixo fino, é comum usar um ângulo de aresta positivo entre 0 graus e +10 graus.
É difícil atender aos padrões de qualidade do eixo delgado devido à sua baixa rigidez.A qualidade de processamento do eixo delgado pode ser garantida pela adoção de métodos de processamento avançados e técnicas de fixação, bem como pela escolha dos ângulos e parâmetros corretos da ferramenta.
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Horário da postagem: 28 de agosto de 2023