Vad är en bilsmal axel?
En smal bilaxel är en typ som används i bilar och designad för att vara lätt.Smala axlar tenderar att användas i fordon med fokus på bränsleeffektivitet och smidighet.De minskar fordonets totalvikt samtidigt som de förbättrar dess hantering.Dessa axlar är vanligtvis gjorda av lätta, starka material som aluminium eller höghållfast stål.Dessa axlar är byggda för att kunna hantera drivkrafterna, såsom vridmomentet som genereras av motorn, och ändå behålla en kompakt, strömlinjeformad design.De smala axlarna är avgörande för kraftöverföringen från en motor till hjul.
Varför är det lätt att böja och deformera när man bearbetar bilens smala axel?
Det skulle vara svårt att böja eller deformera ett skaft som är så tunt.Materialen som används för att tillverka bilaxlar (även känd som drivaxlar eller axlar) är vanligtvis starka och hållbara, som kolfiberkomposit eller stål.Materialen som används är valda för sin höga hållfasthet, som behövs för att motstå vridmomentet och krafterna som genereras av bilens transmission och motor.
Under tillverkningen genomgår axlarna olika processer, såsom smide och värmebehandling, för att behålla sin styvhet och styrka.Dessa material, tillsammans med tillverkningsteknikerna, hindrar axlarna från att böjas under normala förhållanden.Men extrema krafter som kollisioner och olyckor kan böja eller deformera någon del av bilen, inklusive axlar.Det är viktigt att reparera eller byta ut skadade delar för att säkerställa säker och effektiv drift av ditt fordon.
Bearbetningsprocess:
Många axeldelar har ett bildförhållande på L/d > 25. Den horisontella smala axeln böjs lätt eller kan till och med förlora sin stabilitet under påverkan av gravitation, skärkraft och toppklämkrafter.Spänningsproblemet på den smala axeln måste minskas vid vridning av axeln.
Bearbetningsmetod:
Omvänd matningssvarvning används, med ett antal effektiva åtgärder, såsom ett urval av verktygsgeometriparametrar, skärmängder, spännanordningar och bussningsverktygsstöd.
Analys av faktorer som orsakar böjdeformation av svarvningssmal axel
Två traditionella klämtekniker används för att svarva smala axlar i svarvar.En metod använder en klämma med en toppinstallation, och den andra är två toppinstallationer.Vi kommer främst att fokusera på klämtekniken för en enkel klämma och en topp.Som visas i figur 1.
Figur 1 En klämma och en toppklämningsmetod och kraftanalys
De främsta orsakerna till böjningsdeformation orsakad av vridning av den smala axeln är:
(1) Skärkraft orsakar deformation
Skärkraften kan delas in i tre komponenter: axiell kraft PX (axialkraft), radiell kraft PY (radialkraft) och tangentiell kraft PZ.Vid svarvning av tunna axlar kan olika skärkrafter ha olika effekter på böjdeformationen.
1) Inverkan av de radiella skärkrafterna PY
Den radiella kraften skär vertikalt genom axelns axel.Den radiella skärkraften böjer den smala axeln i horisontalplanet på grund av dess dåliga styvhet.Figuren visar effekten av skärkraften på böjningen av det smala skaftet.1.
2) Inverkan av den axiella skärkraften (PX)
Den axiella kraften är parallell med axeln på den tunna axeln och bildar ett böjmoment i arbetsstycket.Den axiella kraften är inte signifikant för allmän svarvning och kan ignoreras.På grund av sin dåliga styvhet är axeln instabil på grund av sin dåliga stabilitet.Det smala skaftet böjs när axialkraften är större än en viss mängd.Som visas på bild 2.
Figur 2: Effekt av skärkraft på axiell kraft
（2） Skärvärme
Termisk deformation av arbetsstycket kommer att uppstå på grund av skärvärmen som produceras vid bearbetning.Avståndet mellan chucken, toppen av bakstocken och arbetsstycket är fixerat eftersom chucken är fixerad.Detta begränsar axelns axiella utsträckning, vilket resulterar i att axeln böjs på grund av den axiella extruderingen.
Det är tydligt att förbättring av noggrannheten vid bearbetning av den tunna axeln i grunden är ett problem för att kontrollera spänningar och termisk deformation i processsystemet.
Åtgärder för att förbättra bearbetningsnoggrannheten för det smala skaftet
För att förbättra noggrannheten vid bearbetning av en smal axel är det nödvändigt att vidta olika åtgärder beroende på produktionsförhållandena.
(1) Välj rätt fastspänningsmetod
Dubbelcenterklämning, en av de två fastspänningsmetoder som traditionellt används för att svänga smala axlar, kan användas för att exakt positionera arbetsstycket samtidigt som koaxialiteten säkerställs.Denna metod för att klämma fast den smala hylsan har dålig styvhet, en stor böjdeformation och är känslig för vibrationer.Den är därför endast lämplig för installationer med ett litet förhållande mellan längd och diameter, liten bearbetningstillåtelse och höga krav på koaxialitet.Långkomponenter för precisionsbearbetning.
I de flesta fall sker bearbetningen av tunna axlar med ett spännsystem som består av en topp och en klämma.I denna klämteknik, men om du har en spets som är för tight kommer den inte bara att böja axeln utan också förhindra att den töjs när axeln vrids.Detta kan göra att axeln kläms axiellt och böjs ur form.Klämytan kanske inte är i linje med spetsens hål, vilket kan göra att axeln böjas efter att den har klämts fast.
När man använder klämtekniken för en klämma med en topp, måste toppen använda elastiska bocentrer.Efter uppvärmning av den smala hylsan kan den förlängas fritt för att minska dess böjningsförvrängning.Samtidigt sätts en öppen stålstång mellan käftarna till den smala hylsan för att minska axiell kontakt mellan käftarna och den slanka hylsan och eliminera överpositionering.Figur 3 visar installationen.
Figur 3: Förbättringsmetod med en klämma och en toppklämma
Minska kraften av deformation genom att minska längden på axeln.
1) Använd hälstödet och mittramen
En klämma och en topp används för att vrida det smala skaftet.För att minska påverkan av radiell kraft på deformationen som orsakas av den smala axeln, används det traditionella verktygsstödet och mittramen.Detta motsvarar att lägga till ett stöd.Detta ökar styvheten och kan minska påverkan av radiell kraft på axeln.
2) Den smala hylsan roteras med axiell klämteknik
Det är möjligt att öka styvheten och eliminera effekten av den radiella kraften på arbetsstycket genom att använda verktygsstödet eller mittramen.Det kan fortfarande inte lösa problemet med den axiella kraften som böjer arbetsstycket.Detta gäller särskilt för det smala skaftet med en relativt lång diameter.Den smala axeln kan därför vridas med axiell klämteknik.Axiell klämning innebär att för att vrida en tunn axel spänns axelns ena ände fast med en chuck och dess andra ände av ett specialdesignat klämhuvud.Klämhuvudet anbringar en axiell kraft på axeln.Figur 4 visar klämhuvudet.
Figur 4 Axiella kläm- och spänningsförhållanden
Den smala hylsan utsätts för konstant axiell spänning under svarvningen.Detta eliminerar problemet med den axiella skärkraften som böjer axeln.Den axiella kraften minskar böjningsdeformationen som orsakas av de radiella skärkrafterna.Den kompenserar också den axiella förlängningen på grund av skärvärmen.precision.
3) Omvänd skärning av axeln för att vrida den
Som visas i figur 5 är den omvända skärningsmetoden när verktyget matas genom spindeln till ändstocken under processen att vrida den tunna axeln.
Figur 5 Analys av bearbetningskrafter och bearbetning med omvänd skärmetod
Den axiella kraften som genereras under bearbetningen kommer att spänna axeln, vilket förhindrar böjningsdeformationen.Den elastiska ändstocken kan också kompensera för den termiska töjningen och kompressionsdeformationen som orsakas av arbetsstycket när det rör sig från verktyget till ändstocken.Detta förhindrar deformationen.
Som visas i figur 6 modifieras den mittersta glidplattan genom att lägga till den bakre verktygshållaren och vrida både de främre och bakre verktygen samtidigt.
Figur 6 Kraftanalys och dubbelknivsbearbetning
Det främre verktyget monteras upprätt, medan det bakre verktyget är monterat omvänt.Skärkrafterna som genereras av de två verktygen tar ut varandra vid svarvning.Arbetsstycket är inte deformerat eller vibrerat, och bearbetningsprecisionen är mycket hög.Detta är idealiskt för massproduktion.
4) Magnetisk skärteknik för att vrida det tunna skaftet
Principen bakom magnetisk skärning liknar omvänd skärning.Den magnetiska kraften används för att sträcka axeln, vilket minskar deformationen under bearbetningen.
(3) Begränsa mängden skärning
Mängden värme som genereras av skärprocessen kommer att avgöra lämpligheten av skärmängden.Deformationen som orsakas av att den tunna axeln roterar kommer också att vara annorlunda.
1) Skärdjup (t)
Enligt antagandet att styvheten bestäms av processsystemet, ökar skärkraften när skärdjupet ökar, och värmen som genereras vid svarvning.Detta gör att spänningen och den termiska distorsionen av det tunna skaftet ökar.Vid svarvning av tunna axlar är det viktigt att minimera skärdjupet.
2) Utfodringsmängd (f).
Ökad matningshastighet ökar skärkraften och tjockleken.Skärkraften ökar, men inte proportionellt.Som ett resultat reduceras kraftdeformationskoefficienten för den tunna axeln.När det gäller att öka skäreffektiviteten är det bättre att öka matningshastigheten än att öka skärdjupet.
3) Skärhastighet (v).
Det är fördelaktigt att öka skärhastigheten för att minska kraften.När skärhastigheten ökar skärverktygets temperatur kommer friktionen mellan verktyget, arbetsstycket och axeln att minska.Om skärhastigheterna är för höga kan axeln lätt böjas på grund av centrifugalkrafter.Detta kommer att förstöra stabiliteten i processen.Skärhastigheten för arbetsstycken som är relativt stora i längd och diameter bör minskas.
(4) Välj en rimlig vinkel för verktyget
För att minska böjdeformationen som orsakas av vridning av en tunn axel måste skärkraften vid svarvning vara så låg som möjligt.Spån-, fram- och egglutningsvinklarna har störst inverkan på skärkraften bland verktygens geometriska vinklar.
1) Frontvinkel (g)
Storleken på spånvinkeln (g) påverkar direkt skärkraften, temperaturen och kraften.Skärkraften kan minskas avsevärt genom att öka spånvinklarna.Detta minskar den plastiska deformationen och kan också minska mängden metall som skärs.För att minska skärkrafterna kan man öka spånvinklarna.Spånvinkeln är vanligtvis mellan 13 grader och 17 grader.
2) Inledande vinkel (kr)
Huvudavböjningen (kr), som är den största vinkeln, påverkar proportionaliteten och storleken på alla tre komponenterna i skärkraften.Den radiella kraften minskar när ingångsvinkeln ökar, medan tangentialkraften ökar mellan 60 grader och 90 grader.Det proportionella förhållandet mellan de tre komponenterna av skärkraft är bättre i intervallet 60deg75deg.En ledande vinkel större 60 grader används vanligtvis vid svarvning av tunna axlar.
3) Bladets lutning
Bladets lutning (ls) påverkar spånflödet och verktygsspetsens styrka, såväl som det proportionella förhållandet mellan de tresvarvade komponenterskärning under svarvningsprocessen.Den radiella skärkraften minskar när lutningen ökar.Däremot ökar de axiella och tangentiella krafterna.Det proportionella förhållandet mellan de tre komponenterna av skärkraft är rimligt när bladets lutning är inom intervallet -10 grader+10 grader.För att få spånorna att flyta mot axelns yta vid vridning av ett tunt skaft är det vanligt att använda en positiv kantvinkel mellan 0 grader och +10 grader.
Det är svårt att uppfylla kvalitetskraven för det smala skaftet på grund av dess dåliga styvhet.Bearbetningskvaliteten på det smala skaftet kan säkerställas genom att använda avancerade bearbetningsmetoder och klämtekniker, samt att välja rätt verktygsvinklar och parametrar.
Anebons uppdrag är att upptäcka utmärkta tillverkningsfel och ge den bästa servicen till våra inhemska och utländska kunder helt och hållet för 2022 Toppkvalitets rostfritt aluminium Högprecision CNC-svarvfräsmaskindel för flyg- och rymdindustrin för att expandera vår marknad internationellt, Anebon levererar främst till våra utländska kunder med maskiner av högsta kvalitet, frästa bitar ochCNC-svarvningstjänster.
Kina grossist China Machinery Parts and CNC Machining Service, Anebon håller andan av "innovation och sammanhållning, lagarbete, delning, spår, praktiska framsteg".Om du ger oss en chans visar vi vår potential.Med ditt stöd tror Anebon att vi kommer att kunna bygga en ljus framtid för dig och din familj.
Posttid: 2023-aug-28