Geriausio „Crosskart“ pavarų dėžės korpuso inžinerija: gilus 5 ašių CNC apdirbimo bekelės automobilių sportui tyrimas
Inžinerijos tobulumas Crosskart pavarų dėžės korpusasGilus 5 ašių CNC apdirbimo, skirto visureigių sportui, tyrimas
Įtemptoje FIA Europos autokroso čempionato arenoje kroskartai ir dviračiais varomi autokroso bagiai atlaiko žiaurias eksploatavimo sąlygas. Varomi stiprių vertikalių smūgių, nesibaigiančio žvyro bombardavimo ir momentinių sukimo momentų apkrovų, kurias sukuria aukštais sūkiais veikiantys varikliai su sekvencinėmis lenktyninėmis pavarų dėžėmis, kiekvienas komponentas turi pasiekti itin ploną pusiausvyrą: jis turi būti išskirtinai lengvas, tačiau struktūriškai nepažeidžiamas.
Tradiciniai lieto aliuminio korpusai yra labai pažeidžiami esant ekstremalioms purvo trasos lenktynių sąlygoms, daugiausia dėl vidinio poringumo (mikroskopinių oro kišenių, kurios veikia kaip įtempių koncentracijos taškai) ir konstrukcijos deformacijos esant apkrovai. Kai transporto priemonė atlieka didelį šuolį, didžiulės momentinės jėgos gali priversti korpusą šiek tiek sulinkti, iškreipti vidinių velenų centrų sutapimą ir sukelti greitą krumpliaračių susidėvėjimą arba dantų kirpimą. Siekdami pašalinti šiuos gedimo būdus, naudojame tvirtus aviacijos ir kosmoso klasės aliuminio 7075-T6 ruošinių blokus kartu su pažangiu 5 ašių CNC apdirbimu, inžineriniu optimizavimu ir griežta uždaros kilpos kokybės kontrole.
Prieš paleidžiant įrankių trajektorijas ant neapdoroto medžiagos bloko, mūsų inžinierių komanda atlieka išsamią peržiūrą, kad panaikintų atotrūkį tarp teorinių CAD koncepcijų ir gamybos ceche realijų.
- Įtempių tenzoriaus atvaizdavimas: Naudodami pažangią CAE programinę įrangą, imituojame dinaminį įtempių pasiskirstymą esant maksimaliems sukimo momento šuoliams, siekiantiems iki 400 Nm, agresyviai perjungiant pavaras ir staigiai sukant važiuoklę.
- Medžiagos nuėmimas: Topologijos optimizavimo algoritmai selektyviai pašalina medžiagą iš mažo įtempimo zonų (sumažindami nekonstrukcinės išorinės sienelės storį nuo 6 mm iki 3,5 mm, tuo pačiu strategiškai pastorindami konstrukcinius šonkaulius aplink pagrindinius guolių kiaurymes ir važiuoklės tvirtinimo skirtukus). Tai leidžia pasiekti reikšmingą 22 % svorio sumažėjimą nesumažinant konstrukcijos saugumo koeficiento.
- Aštrių sankryžų pašalinimas: Standartinių konstrukcijų modeliuose dažnai būna aštrūs vidiniai kampai arba siauros R1 mm ribos giliose kišenėse. Nuolatinės aukšto dažnio vibracijos metu šios aštrios jungtys veikia kaip pavojingi įtempių keltuvai, pro kuriuos plinta konstrukciniai mikroįtrūkimai.
- Įrankių trajektorijų optimizavimas: Mes optimizuojame visas vidines kišenių ribas iki minimalaus R3 mm spindulio. Ši geometrinė modifikacija visiškai pašalina įtempių koncentraciją, apsaugo nuo įrankio vibracijos frezavimo metu ir užtikrina išskirtinai švarų Ra 0,4 μm paviršiaus apdailą, tuo pačiu puikiai atitinkant standartinius kietmetalio frezavimo sferinius galus.
- „Crosskart“ sekvencinės pavarų dėžės trasoje dažnai ardomos ir reguliuojamas jų perdavimo skaičius. Sriegių tiesioginis įsukimas į santykinai minkštą aliuminį dažnai sukelia greitą sriegio degradaciją arba nusidėvėjimą veikiant didelio sukimo momento smūginiams pistoletams.
- Sprendimas: Visos korpuso skylės ir alyvos karterio tvirtinimo angos yra suprojektuotos taip, kad tilptų tvirti nerūdijančio plieno vielos srieginiai įdėklai (Helicoils), užtikrinant tvirtą metalo ir metalo tvirtinimą per nesuskaičiuojamą daugybę remonto ciklų.
Nuosekliosios pavarų dėžės korpusui būdingi sudėtingi vidiniai alyvos kanalai, gilios tūrinės svorio mažinimo kišenės ir kritinės guolių kiaurymės, kurioms reikalingas tikslus geometrinis suderinimas. Įprastoms 3 arba 4 ašių sistemoms reikia atlikti daug operacijų ir sudėtingo detalių indeksavimo.
5 ašių integruoto apdirbimo privalumai
- Vieno nustatymo tikslumas: Vienu metu sukdami ir pakreipdami ruošinį išilgai A ir B ašių, tuo pačiu metu atlikdami įrankio judesius X, Y ir Z ašimis, mūsų 5 ašių apdirbimo centrai pasiekia penkis korpuso paviršius vienos operacinės konfigūracijos metu. Tai pašalina krovimo klaidas ir užtikrina, kad pagrindinio veleno kiaurymė, priešveleno kiaurymė ir perjungimo būgno geometrija išliktų idealiai koncentriška su 0,01 mm paklaida.
- Optimizuotas įrankio standumas: 5 ašių pjovimas leidžia staklių velenui pakreipti detalės atžvilgiu. Tai leidžia mūsų mechanikams naudoti trumpus, itin standžius kietojo lydinio frezavimo stakles, kad išfrezuotų gilias 120 mm vidines ertmes. Trumpesni įrankiai sumažina deformaciją ir vibraciją, todėl galime išlaikyti nepriekaištingą matmenų kontrolę ir paviršiaus tikslumą ertmės apačioje.
Gamyba mūsų 2 568 m² ploto tiksliame fabrike vyksta pagal griežtą, atsekamą šešių žingsnių seką, siekiant užtikrinti detalių nuoseklumą pasaulinėms lenktynių komandoms:
[6 veiksmas: Kietasis anodavimas] ── [5 veiksmas: 100 % CMM metrologija] ── [4 veiksmas: 5 ašių tikslusis gręžimas]
Apdorojimas pradedamas nuo tvirto aliuminio 7075-T6 bloko. Mes naudojame Optinė emisijos spektrometrija siekiant patikrinti, ar cheminė sudėtis (Zn 5,1–6,1 %, Mg 2,1–2,9 %) atitinka aviacijos ir kosmoso standartus.
Greitas tūrinis medžiagos pašalinimas naudojant 20 mm trochoidinio karbido įrankius. Paliekame 5 mm apdirbimo užlaida atsižvelgti į medžiagos deformaciją įtempių mažinimo metu.
Pusiau apdirbtas korpusas kepamas kompiuteriu valdomoje krosnyje, kad būtų fiksuojama jo tekstūra ir užtikrintas absoliutus matmenų stabilumas prieš galutinį apdailą.
Tikslūs gręžimo strypai fiksuoja galutinio skersmens tolerancijas (nuo +0,005 mm iki +0,015 mm). Greitasis profiliavimas išvalo aušinimo briaunas ir aerodinaminius taškus.
Klimato kontroliuojama patikra naudojant Koordinatinės matavimo mašinos (KMM) su rubino spalvos zondais, skirtais koordinatėms susieti su pagrindiniu 3D CAD modeliu.
Elektrocheminis procesas, sukuriantis 50 µm keramikos pavidalo sluoksnį (Al2O3). Padidina paviršiaus kietumą iki 450 AG siekiant maksimalaus atsparumo dilimui.
| Kokybės etapas | Pagrindinis protokolas ir metrika | Naudota tikrinimo įranga | Tikslinio įvykdymo kriterijai |
| IQC (gaunamas) | Žaliavos kokybės patvirtinimas | Optinės emisijos spektrometras / Brinelio kietumo matuoklis | 7075-T6 elementinio parašo patvirtinimas; Kietumas 150 HB |
| IPQC (gamybos procese) | Dinaminis įrankių nusidėvėjimo ir atskaitos taškų sekimas | „Renishaw“ mašinoje montuojami infraraudonųjų spindulių zondai | Įrankio poslinkio kompensavimas realiuoju laiku; tendencijos nuokrypio tikrinimas tolerancijos zonoje |
| FQC (galutinė patikra) | Geometrinė metrologija ir paviršiaus apdailos patikra | 3D koordinačių matavimo mašina (KMM) / profilometras | Guolio kiaurymės išlyginimas 0,01 mm; Sandarinimo paviršiaus apdaila Ra 0,4 μm |
Tvirtai sujungiant moderniausias 5 ašių CNC apdirbimas, pažangūs topologijos projektavimo patobulinimai ir griežti metrologijos protokolai, „CREATINGTEC“ suteikia tikslų gamybos pagrindą, reikalingą nepriekaištingam visureigių motosporto pavarų dėžių veikimui net ir esant ekstremaliam konkurenciniam spaudimui.