Het bewerken van motorassen is een van de complexe bewerkingsprocessen die gebruikt kunnen worden bij de productie van diverse soorten assen met hoge precisie . Om dit bewerkingsproces goed te beheersen en een maximaal resultaat te behalen, zijn er verschillende concepten die u moet begrijpen. Deze handleiding legt veel van deze concepten uit om u op weg te helpen. Lees verder!
Wat is motorasbewerking?
Het bewerken van motorassen is een proces waarbij metalen staven worden omgevormd tot cilindrische, roterende onderdelen die assen worden genoemd. Deze assen worden veel gebruikt bij de productie van motoren. Het omvormen van metalen staven kan worden bereikt met behulp van specifieke snijgereedschappen en -technieken.
Deze machinaal bewerkte assen zijn cruciale onderdelen in motoren. Ze maken de overdracht van energie van het ene uiteinde van een machine naar het andere mogelijk. Het is echter van groot belang om nauwlettend aandacht te besteden aan de verschillende processen die betrokken zijn bij de bewerking van motorassen, omdat de kleinste afwijking in de afmetingen, oppervlakteafwerking en algehele kwaliteit de efficiëntie van een machine kan beïnvloeden.
Soorten motorassen
Hieronder staan de belangrijkste verschillende soorten motorassen en hun toepassingen:
Schroefassen
Schroefassen zijn assen met spiralen die draden worden genoemd en die over de gehele lengte lopen of, tot op zekere hoogte, ze kunnen volledig of gedeeltelijk aan één of beide uiteinden worden geschroefd. Deze typen assen worden in verschillende industrieën gebruikt om twee of meer materialen bij elkaar te houden. Ze lijken ook op bouten en schroeven die worden gebruikt om bevestiging te beveiligen.
Gesplinede assen
Gefreesde assen zijn motorassen met meerdere groeven of ribbels. Ze zijn ontworpen om in elkaar te grijpen met het aangesloten onderdeel, waardoor ongewenste rotatie wordt geëlimineerd en lineaire beweging mogelijk blijft, wat helpt bij het overbrengen van een hoog koppel. Ze worden gebruikt in de auto- en luchtvaartindustrie voor productieonderdelen die demontage en relatieve beweging vereisen.
Holle schachten
Holle assen zijn lichtgewicht assen die door machinisten worden gebruikt in toepassingen waar sterkte, stijfheid, lichtgewicht materiaal met robuuste prestaties zeer noodzakelijk zijn. Hun lichtgewicht eigenschap is te danken aan het gat in de motoras. Deze lege binnenruimte kan worden gebruikt voor de doorgang van vloeistof of draden.
Schachten met sleutel
Keyed shafts zijn motorassen met een enkele groef, de zogenaamde keyway. Het is ontworpen met vier hoofdcomponenten. Dit zijn de keyway, boring, keyseat en de key. Al deze onderdelen hebben hun eigen functies, maar werken hand in hand om een strakke passing tussen twee onderdelen van een machine te garanderen. Keyed shafts hebben een zeer goede koppeloverdracht.
Conische assen
Dit zijn motorassen waarvan de dikte aan één uiteinde over de lengte afneemt, zodat ze in een ander onderdeel passen. Ze worden gebruikt in specifieke toepassingen, zoals in de auto-industrie voor de wielen van een voertuig.
Processen die betrokken zijn bij het bewerken van motorassen
Dit zijn de stapsgewijze bewerkingsprocessen die betrokken zijn bij de productie van assen.
Belasting- en koppelberekening
Belasting- en koppelberekeningen zijn de eerste stap bij de productie van assen om een efficiënte en correcte werking van het systeem te garanderen. Het is het proces waarbij de hoeveelheid belasting en koppel die een as aankan, wordt bepaald, omdat een hogere belasting een hoger koppel vereist. Deze berekeningen helpen bij het bepalen van het juiste materiaal, de juiste diameter en de juiste ontwerpspecificaties.
Ontwerp op CAD
Dit is de volgende verwerkingsstap die betrokken is bij het bewerken van motorassen. Nadat de belasting en het koppel zijn berekend die een as aankan, worden de berekeningen ingevoerd in computer-aided design (CAD)-software om een 3D-ontwerpmodel te maken waarmee u verder kunt visualiseren en ontwerpen. Ze dienen als blauwdrukken voor het bewerken van motorassen, waarbij nauwkeurige aanpassingen kunnen worden gedaan vóór grote productie.
Werkelijke motorasbewerking
In deze fase vindt de daadwerkelijke asbewerking van de metalen staaf plaats met behulp van verschillende bewerkingstechnieken, zoals CNC-draaien, CNC-frezen en draadvonken. Hier kunnen het specifieke ontwerp, de vorm en het type as worden bereikt.
Om dit proces voort te zetten, wordt de CAM-software met de richtlijn en het bewerkingspad voor de as , die tijdens het CAD-ontwerp zijn gemaakt, ingevoerd in de CNC-machine en gebruikt om nauwkeurig te snijden zonder materiaalverspilling.
Oppervlaktebehandeling
De laatste stap is de nabewerking . Dit zijn de laatste afwerkingen die op de bewerkte assen worden uitgevoerd om de tolerantie en kwaliteit te verbeteren. Verschillende oppervlaktebehandelingsprocessen, zoals anodiseren , glasparelstralen en fosfateren, zorgen ervoor dat de fysieke en mechanische eigenschappen van de assen optimaal zijn.
Verschillende CNC-bewerkingstechnieken bij het bewerken van motorassen
Voor een hogere efficiëntie en optimale functionaliteit van een bewerkte as is het belangrijk om te weten welke techniek het meest geschikt is voor de productie van elk type motoras. Hieronder vindt u enkele van de verschillende CNC-bewerkingstechnieken die worden gebruikt voor de productie van asmotoren:
CNC Draaien
CNC-draaien omvat het vormen van de cilindrische vorm van een motoras. Dit kan worden bereikt door de motoras op een draaibank te plaatsen, die rond een snijgereedschap roteert en overtollig materiaal verwijdert om de gewenste vorm en diameter te verkrijgen. Deze techniek is geschikt voor het maken van conische en cilindrische assen.
CNC frezen
CNC-frezen bij de bewerking van motorassen is het bewegen van een snijgereedschap langs meerdere assen van een motoras om vormen of groeven te creëren. CNC-frezen wordt gebruikt om complexe structuren te maken, zoals spiebanen, vertanding en sleuven. Het is bij uitstek geschikt voor het maken van motorassen met spiebanen.
CNC boren
Deze techniek wordt niet in veel industrieën gebruikt. Als uw motoras echter gaten nodig heeft, is CNC-boren de aangewezen methode. Bij CNC-boren wordt een geautomatiseerde boor gebruikt om gaten in de as te boren voor bevestigingsdoeleinden of voor het doorvoeren van draden.
CNC slijpen
CNC-slijpen wordt bereikt wanneer een roterend wiel tegen het oppervlak van de motoras wrijft om het glad te maken. Terwijl het wiel tegen de as wrijft, verwijdert het ongewenste delen, waardoor de juiste maat wordt verkregen
Machinale bewerking van elektrische ontlading
Elektrische ontladingsbewerking (EDM) is een bewerkingstechniek die een ED-machine gebruikt om elektrische vonken te ontladen voor het nauwkeurig snijden van motorasmaterialen. EDM is nauwkeuriger, maar niet zonder risico's zoals elektrocutie. Daarom worden ze meestal gebruikt wanneer CNC-bewerkingstechnieken niet efficiënt zijn.
Soorten materialen die worden gebruikt bij het bewerken van motorassen
Het type materiaal dat voor uw bewerkte assen wordt gebruikt , heeft een grote invloed op de efficiëntie van de machine. In dit gedeelte bespreken we de verschillende materialen en hun eigenschappen, wat als leidraad kan dienen bij de materiaalkeuze:
Aluminium
Aluminiumlegeringen worden veel gebruikt bij de bewerking van motorassen vanwege hun opmerkelijke eigenschappen. Ze zijn licht van gewicht en zeer corrosiebestendig, waardoor ze ideaal zijn voor industrieën zoals robotica, waar gewicht een cruciale factor is. Er bestaan veel soorten aluminium assen , waaronder telescopische aluminium assen, geëxtrudeerde aluminium assen en nog veel meer.
Koolstofstaal
Koolstofstaal is zeer gemakkelijk te bewerken, waardoor het een goede materiaalkeuze is voor het bewerken van motorassen. Koolstofstaal wordt op basis van zijn koolstofgehalte ingedeeld in laag, gemiddeld en hoog. Een voorbeeld van koolstofstaal is 1045.
Roestvast staal
Het is veilig om te zeggen dat staal een goed materiaal is voor motorassen. Roestvrij staal van de kwaliteiten 304 en 316 staan bekend om hun sterkte en hoge corrosie- en slijtvastheid. Qua productiekosten is kwaliteit 304 een uitstekende optie.
Gelegeerd staal
Gelegeerd staal is staal dat bekend staat om zijn taaiheid. Motorassen die worden gebruikt voor zware taken zoals krukassen, aandrijfassen en turbineassen moeten hard, taai, slijtvast en duurzaam zijn. Daarom zijn hun materialen bij voorkeur gelegeerd staal.
Messing
Messing is een legering die ontstaat door de combinatie van zink en koper. De eigenschappen ervan, zoals corrosiebestendigheid en bewerkbaarheid, maken het een uitstekende materiaalkeuze voor motorassen in lichtgewicht machines.
Titanium
Titaan is een lichtgewicht, zeer sterk metaal. Het heeft een uitstekende sterkte-gewichtsverhouding, waardoor het een zeer geschikte keuze is voor dit proces. Het komt goed van pas in industrieën zoals de lucht- en ruimtevaart, waar dergelijke eigenschappen van groot belang zijn.
Nikkellegeringen
Deze metaallegeringen bieden uitzonderlijke hitte- en corrosiebestendigheid. Ze zijn zeer gewild bij industrieën vanwege hun hoge temperatuursterkte. Inconel is een soort nikkellegering die wordt gebruikt voor het bewerken van motorassen.
Factoren om te overwegen tijdens het CNC-bewerken van motorassen
Materiaalkosten
Er is benadrukt dat het type materiaal waarmee uw schacht is gemaakt, de gegeven resultaten zal bepalen. Hier zullen de kosten van de materialen verder bepalen welke materialen moeten worden gebruikt. Het is cruciaal om een kostenvriendelijk materiaal te selecteren dat voldoet aan de specifieke eigendomsvereisten.
Waarom is dit belangrijk? Het helpt de totale kosten te verlagen, wat op zijn beurt de operationele productiviteit verhoogt. Kies echter geen metalen met slechte eigenschappen vanwege de kosten, dat zal leiden tot falen. Metalen zoals koolstofstaal zijn aanzienlijk goedkoper dan hoogwaardige metalen zoals titanium.
Bewerkingsprocessen
Er zijn verschillende bewerkingsprocessen om uit te kiezen, zoals CNC-draaien, CNC-frezen of Electrical Discharge Machining (EDM). Het EDM-proces is weliswaar effectief, maar ook duurder dan de standaardprocessen. Nu we in dit artikel de verschillende bewerkingstechnieken en waarvoor ze geschikt zijn, hebben besproken, zou het makkelijker moeten zijn om een beslissing te nemen.
Kosten van gereedschap
Bij het berekenen van de kosten van gereedschap, met name CNC-snijmachines , is het cruciaal om rekening te houden met de lange termijn. Zelfs het beste gereedschap is gevoelig voor defecten en bewerkingen zullen uiteindelijk vervanging vereisen. De aanschaf van duur gereedschap vandaag verhoogt dus de totale gereedschapskosten.
Arbeidskosten
De arbeidskosten in het bewerkingsproces zijn een andere belangrijke overweging. De meer geavanceerde en complexe bewerking of nabewerkingen die nodig zijn voor de motoras, zullen resulteren in een stijging van de kosten
Hittebehandeling
Warmtebehandeling omvat verschillende processen zoals gloeien, harden, blussen en spanningsvermindering. Het is een belangrijke overweging bij het bewerken van motorassen, wat resulteert in een verhoogde sterkte, slijtvastheid en hardheid van de as.
Kwaliteitscontrole
Het beheer van uw motoras bepaalt de levensduur ervan. Dit vereist extra tijdsinvestering in het inspecteren van de hardheid, ruwheid, maatnauwkeurigheid en zelfs de oppervlaktebehandelingen van de as, wat ook van invloed kan zijn op de totale kosten.
Oppervlakteafwerkingsprocessen bij het bewerken van motorassen
Oppervlakteafwerkingsprocessen worden ook wel post-machiningprocessen genoemd, omdat ze worden uitgevoerd nadat de machine is gemaakt. Enkele oppervlakteafwerkingsprocessen zijn:
Anodiseren
Dit is een nabewerkingsproces waarbij een elektrolytische oplossing wordt gebruikt. Het is een belangrijke oppervlaktebehandeling voor bewerkte assen van aluminium . Bij dit elektrochemische proces wordt de as ondergedompeld in een oplossing die onder elektrische stroom staat, wat resulteert in een kleurverandering van de as en een verhoogde oxidatieweerstand.
electroplating
Galvaniseren omvat het toevoegen van een laag van een ander metaal aan het oppervlak van de as. In dit proces wordt het gewenste onderdeel in een oplossingsbad geplaatst dat opgeloste metaalionen bevat. Vervolgens wordt er een stroom door de oplossing geleid, waardoor een reactie wordt geïnduceerd die dunne lagen van de ionen op het onderdeel stuurt. De galvaniseermethode van afwerking dient als een decoratieve en beschermende laag.
Fosfateren
Fosfateren als oppervlakteafwerkingsproces is het coaten van het schachtoppervlak met fosfaat om een harde laag te creëren. Deze fosfaatcoating verbetert de corrosiebestendigheid van de schacht, verfraait deze en maakt toekomstige verflagen mogelijk.
Passiverend
Passiveren is de chemische behandeling van de motoras om vrije ionen op het oppervlak te verwijderen, waardoor ze minder reactief worden voor lucht of water. Dit proces wordt voornamelijk uitgevoerd voor roestvrij staal en wordt uitgevoerd door een zuur te gebruiken om het oppervlak van de motoras te reinigen.
Nitreren
Nitreren is een oppervlakteverhardingsproces waarbij de as wordt behandeld met warmte door de diffusie van stikstof in het oppervlak. Dit proces is geschikter voor toepassingen die hoge slijtvastheid en duurzaamheid vereisen.
Thermisch spuiten
Bij thermisch spuiten wordt een coatingmateriaal, bijvoorbeeld poeder, verhit tot een gesmolten toestand. Het wordt vervolgens op het oppervlak van de bewerkte as gespoten, waardoor de sterkte, corrosiebestendigheid en thermische isolatie worden verbeterd.
Kwaliteitscontrole bij het bewerken van motorassen
Hoe goed u uw machines gebruikt om defecten te minimaliseren, is een belangrijke factor voor de efficiëntie en nauwkeurigheid van het eindresultaat. Hier zijn een paar tips voor kwaliteitscontrole om ervoor te zorgen dat uw motoras optimaal functioneert.
-
- Periodieke kwaliteitscontroles: Dit is bewezen de veiligste kwaliteitscontrolemethode voor uw motorassen. Wanneer u uw as met tussenpozen controleert, wordt verwacht dat u de eerste tekenen van een defect opmerkt, zodat u het kunt elimineren voordat het escaleert.
- Materiaaltesten: In het bewerkingsproces is het cruciaal om uw motoras te matchen en te creëren met materialen die geschikt zijn voor de taak. Het testen van de eigenschappen van de materialen, of ze hard, sterk of bestand zijn tegen corrosie en hoge temperaturen, is vereist.
- Dimensionale nauwkeurigheid: De kleinste abnormale variatie in de afmetingen van de motoras zal resulteren in verminderde prestaties. Het is essentieel om ervoor te zorgen dat de afmetingen van de as nauwkeurig zijn met hulpmiddelen zoals micrometers.
Andere tips voor kwaliteitscontrole zijn onder meer het inspecteren van de oppervlakteafwerking, het controleren van metingen, het controleren op krassen of slijtage en het documenteren van de voortgang, zodat u deze kunt bijhouden.
Conclusie
Het bewerken van motorassen is een vaak over het hoofd gezien bewerkingsproces, maar het belang ervan kan niet genoeg benadrukt worden. Motorassen spelen vaak een onzichtbare rol in de efficiëntie van machines in diverse industrieën. Bij HM bieden we de beste motorassen en de beste kwaliteitscontroleprocessen . Neem vandaag nog contact met ons op voor een offerte voor de bewerking van uw motoras.