Ce este un arbore prelucrat?
Un arbore prelucrat este o piesă cilindrică sau rotundă care facilitează transferul mișcării de rotație și al puterii. Acestea sunt foarte utile în mai multe aplicații, inclusiv automobile și avioane. Arborele la comandă este realizat în tije care suferă mișcări liniare necesare pentru precizia mașinii. Ambele tipuri de arbori trebuie să fie realizate în limite înguste. Acestea trebuie să fie capabile să suporte sarcini speciale și să funcționeze eficient în condiții severe.
Producția de arbori are un trecut istoric îndelungat. Cele mai vechi dovezi provin din Persepolis, Iran, unde mașinile au modelat bare de metal în arbori. Acest proces a evoluat de-a lungul secolelor. El satisface nevoile unor industrii precum cea auto, aerospațială și inginerească. Diverse arbori pentru diferite aplicații sunt produși astăzi folosind tehnici și materiale actuale.
Arborii prelucrați utilizează forța de rotație, imprimând un cuplu care permite funcționarea fără probleme și eficiența mașinilor. Cele făcute la comandă pot oferi cea mai bună mișcare liniară. Acest lucru previne probleme precum ieșirile. Ambele tipuri sunt esențiale. Ele îmbunătățesc performanța și funcționalitatea mașinilor. Așadar, sunt esențiale în multe domenii.
Prelucrarea arborilor prelucrați la comandă
Fabricarea la comandă a arborilor are trei avantaje principale. Acestea au dimensiuni precise, acuratețe și un finisaj superior al suprafeței. Procesul începe prin stabilirea scopului pentru care va fi utilizat arborele. Aceasta include condițiile la care va fi supus și cerințele proiectului. Aceasta pentru a se asigura că fiecare este precis și funcționează conform necesităților.
Selectarea materialului
Alegerea materialului este esențială. Aluminiul, fibra de carbon, oțelul și plasticul sunt materiale utilizate în alte scopuri. De exemplu, în industrie, oamenii folosesc oțelul pentru că este provocator. Aluminiul este utilizat în vehiculele de agrement în principal pentru ușurința sa.
Proiectare și programare
În etapa de proiectare, trebuie stabilite materialul utilizat pentru fabricarea arborelui, diametrul și lungimea acestuia. Un plan detaliat este apoi produs pe un software CAD. După acest proces de prelucrare, software-ul CAM este programat pentru a genera traseele sculelor și un program CNC (cod G).
Tăiere și modelare
Acest material este tăiat în formă folosind ferăstraie sau lasere înainte de a fi prelucrat la dimensiune cu ajutorul frezelor CNC. Operația de degroșare presupune tăierea materialului în bucăți mai mici, în timp ce acestea sunt rotite cu ajutorul unei mașini de frezat pentru a le da o formă precisă.
Configurarea mașinii
Pentru a configura o mașină CNC, trebuie să alegeți un tip de mașină adecvat – o moară sau un strung, să pregătiți piesa de prelucrat și să selectați uneltele de tăiere, printre altele. Este vorba de fixarea pieselor cu ajutorul unor dispozitive de fixare și de utilizarea unor unelte de tăiere ascuțite, astfel încât să existe precizie.
Procesul de prelucrare a arborelui
Turnarea CNC gestionează bine piesele cilindrice. Este ideală pentru realizarea arborilor personalizați. De asemenea, trebuie să implice o monitorizare și inspecții atente pe tot parcursul. Acestea sunt menite să asigure calitatea.
Tratament termic
Există diferite tipuri de procese de tratare termică. Ciocanizarea asigură faptul că arborele poate suporta schimbările de temperatură și de mediu în timpul utilizării.
Finisarea suprafețelor
Suprafața arborilor poate fi îmbunătățită prin sablare, anodizare sau tehnici de pasivare. De asemenea, acestea își vor servi mai bine scopul și vor arăta întotdeauna bine dacă se realizează acest lucru. Acest lucru se realizează, de asemenea, prin electroplacare. Metodele îndeplinesc specificațiile necesare pentru diferite aplicații.
Inspecția și controlul calității
Pentru a măsura toți arborii personalizați, se utilizează micrometre, calibre, etriere etc., pentru a se asigura că aceștia sunt în conformitate cu toleranțele dorite.
Ambalare
În cele din urmă, arborii sunt ambalați cu grijă. Scopul este de a evita deteriorarea în timpul transportului. Acestea trebuie să ajungă intacte la destinație pentru a fi utilizate în diverse aplicații.
Varietăți și aplicații ale arborilor prelucrați
Arbori goi
Arborele gol are o gaură sau un spațiu în centrul său, permițând fluidului, sârmei și altor elemente să treacă rapid, ceea ce îl face mai accesibil pentru aplicații sensibile la greutate, cum ar fi mașinile de curse și aeronavele. Acestea sunt mai ușoare decât arborii plini de aceeași dimensiune. De asemenea, acestea joacă un rol important în sistemele de transport, pompe și dispozitive medicale. Greutatea lor mai mică ajută industriile auto și aerospațială. Aceasta îmbunătățește performanța și eficiența consumului de combustibil.
Arbori filetați
Arborele filetat are filete interioare sau exterioare care se potrivesc cu omologii precum piulițele. De exemplu, arborii filetați sunt cei mai buni atunci când asamblarea este adesea necesară sau dezasamblarea este frecventă în lucrările electrice sau sanitare. Fusurile filetate, șuruburile de ghidare și dispozitivele de fixare utilizează, de asemenea, arbori filetați în mod corespunzător. Cu toate acestea, reglajele trebuie să fie precise pentru ansamblurile mecanice. Și fitingurile trebuie să fie sigure.
Arbori cu cheie
Arborele cu chei posedă o tăietură unică numită șaibă de chei care menține pinioanele, scripeții sau angrenajele fixate pe ele. Odată instalate pe arborele cu cheiță, șanțul de cheiță împiedică piesele să se rotească sau să alunece din loc. Astfel de situații necesită echipamente cu cuplu mare, cum ar fi motoarele și pompele. De exemplu, motoarele industriale pot avea arbori cu cheiță care păstrează angrenajele intacte. Acest lucru facilitează transmiterea lină și fiabilă a puterii.
Arbori canelați
Arborele canelat are caneluri numite caneluri care se potrivesc exact pe canelurile corespunzătoare găsite pe piese cum ar fi roțile de scripete sau angrenajele. O potrivire fermă permite puterii să circule fără probleme prin aceste piese. Este utilă pentru poziționare și cuplu. De exemplu, în transmisiile auto, toate piesele trebuie să se miște împreună. Acest lucru se datorează arborilor canelați. Făcând acest lucru, se asigură o transmisie eficientă a puterii. Acestea sunt utilizate în industria auto, printre altele, și în aplicații industriale și aerospațiale.
Arbori conici
Arborele conic devine mai subțire pe toată lungimea sa. Această formă asigură o prindere strânsă pentru piese precum scripeți, angrenaje și butuci de roți auto. Acești arbori sunt adesea fie prevăzuți cu o șaibă, fie realizați pentru a se potrivi într-o manieră conică, astfel încât componentele să rămână bine fixate. În plus, designul conic facilitează și demontarea și asamblarea diferitelor piese. Acest lucru contribuie la simplificarea înlocuirii sau a lucrărilor de întreținere. De exemplu, într-un butuc de roată auto, un arbore conic asigură o potrivire perfectă, ceea ce menține roata sigură și stabilă.
Arbori solizi
Axele solide sunt ca niște bare mici de oțel sau aluminiu care au fost întinse în tije lungi. Ele sunt elementare, dar solide. Astfel, pot fi utilizate în aplicații cu putere slabă sau viteză redusă. Acestea includ unelte de mână pentru aparate de uz casnic și utilaje mici. Structura lor robustă le face foarte durabile atunci când sunt implementate în diferite sisteme mecanice.
Arbori etajați
Arborele în trepte are diametre multiple de-a lungul lungimii sale, ceea ce îi permite să țină rulmenți, angrenaje și scripeți, printre alte piese. Această caracteristică permite pieselor să treacă cu ușurință de la o gamă de dimensiuni la alta. Acest lucru le face utilizate pe scară largă în sistemele de transmisie a puterii. Configurația în trepte sporește versatilitatea, permițând asamblări mecanice complexe.
Arborele pistonului
Aceste pistoane acționate de piston se mișcă înainte și înapoi prin pereții cilindrului pentru a genera mișcare. Mișcarea generată de obiecte mari și grele care alunecă în sus sau în jos pe tijă este tipică în acest caz. Designul tijei pistonului este robust. Acesta poate face față forțelor grele din aceste utilizări. Astfel, acesta oferă performanțe fiabile.
Arbori fără sfârșit
Arborele cu șurub are în interiorul său discuri asemănătoare unor șuruburi. Acestea se pot roti pe o linie axială paralelă cu mișcarea lor în interiorul spațiului de viermi. Procesoarele de alimente trebuie să fie eficiente și durabile. Firele de vierme sunt, de asemenea, mecanisme de acționare adecvate pentru majoritatea ventilatoarelor. Forma sa unică permite transferul lin al mișcării. Acest lucru reduce frecarea risipitoare în sistemele mecanice.
Arbori de transmisie
Aceste transmisii de putere sunt esențiale în autoturisme și în alte aparate în care angrenajele au un rol vital de jucat. Se pot alege arbori de transmisie manuală sau automată. Acest lucru îi permite să parcurgă distanțe lungi la viteze mari fără să se uzeze.
Tehnici de fabricație a arborilor de precizie
Mașină de strunjit CNC
Mașina de strunjit CNC este foarte rapidă pentru prelucrarea pieselor cilindrice strunjite. Mașina se rotește în jurul fusului de contraputere și găurește materialul cu o unealtă de tăiere fixă ținută de un glisier cu turelă. Este importantă deoarece oferă orice diametru și finisaj de suprafață dorit. Este favorizată în producția de volum mare deoarece sculele sale specializate taie materialul din arborele rotativ.
Mașină de frezat CNC
Acest proces utilizează o freză rotativă pentru a crea caracteristici precum caneluri, plane și chei. Aceasta modelează arborele staționar în forma și dimensiunea dorite. Unealta poate fi un dispozitiv rotativ multipunct sau o freză cu capăt. Se potrivește într-un suport adaptor pe capul de frezare sau pe glisiera cu turelă a unei mașini CNC. Tăieturile de frezare sunt întotdeauna precise și drepte pe arborele staționar.
Mașini de rectificat CNC
Pentru a se asigura că arborii prelucrați sunt netezi, rectificarea CNC îi freacă de roți sau discuri abrazive care se rotesc. Acest lucru garantează că produsele finite respectă toleranțele dimensionale și dimensiunile specificate. Arborele de transmisie personalizat construit în acest mod trebuie să aibă toleranțe și dimensiuni stabilite, astfel încât să funcționeze corect. Acest lucru conduce la o finisare de bună calitate.
Mașină de găurit CNC
Secvențele sunt produse în diferite dimensiuni diametrale pe arbori folosind și mașini de găurit CNC; aceste caneluri pot fi mai adânci în funcție de utilizarea prevăzută. Cu costul său scăzut și simplitatea sa, formează bine găuri și canale în arbori personalizați.
Prelucrarea prin descărcare electrică (EDM)
Electricitatea este utilizată pentru a îndepărta parțial sau total o piesă de prelucrat din metal. Acest lucru creează mici caracteristici numite componente în metale precum oțelul, cuprul sau aluminiul. Acest proces se numește EDM. Acesta face ca expertiza în realizarea de caracteristici complicate să fie inutilă. Acest lucru se datorează faptului că se poate face fără cunoștințe speciale despre regulile de proiectare a fabricației. În schimb, este nevoie doar de o înțelegere de bază a matematicii, inclusiv a trigonometriei. Aceasta este utilizată la realizarea unor caracteristici minuscule pe arbori solizi.
Materiale pentru prelucrarea pieselor de arbore
Diferite materiale cu proprietăți unice realizează arbori de precizie care corespund nevoilor specifice ale aplicațiilor. Acestea trebuie să fie capabile să facă față cerințelor operaționale, deoarece trebuie să fie solide și durabile.
Aluminiu
Fiind ușor și rezistent la coroziune, aluminiul este ușor prelucrabil. De exemplu, este ideal pentru aplicații cu greutate redusă, cum ar fi sectoarele de înaltă performanță și aerospațiale. Un exemplu ar fi mașinile de curse, unde arborii de transmisie din aluminiu sunt adesea montați pentru a reduce greutatea și a spori accelerația.
Oțel inoxidabil
Ideal pentru condițiile expuse la apă sau la elemente corozive, oțelul inoxidabil este foarte rezistent la coroziune. Acestea sunt comune în gradele 304 și 316 în uzinele chimice și în mediul marin și nu ruginesc ușor atunci când sunt supuse unor medii dure.
Oțel carbon
Oțelul carbon poate fi, de asemenea, tratat termic pentru duritate suplimentară, deoarece are o rezistență excelentă la tracțiune și prelucrabilitate. Arborele pompei și al motorului utilizează în principal tipuri cu conținut scăzut de carbon, în timp ce clasa 1045 este renumită pentru aceste două aplicații. Oțelurile cu conținut scăzut de carbon oferă o rezistență bună. Acest lucru le face rentabile. Oțelurile cu conținut ridicat de carbon oferă și mai multă rezistență.
Titan
Este cunoscut pentru raportul său ridicat rezistență/greutate și pentru rezistența la coroziune. De asemenea, titanul este utilizat în industria aerospațială. Acesta are nevoie de rezistență extremă deoarece este de înaltă performanță. Titanul face arbori personalizați; acest lucru înseamnă că pot rezista la stres înainte de a se rupe.
Oțel aliat
Acest material este puternic, la fel ca aliajele 4140 sau 4340, și este utilizat în condiții severe cu temperaturi ridicate. De obicei, constructorii le fixează la motoare industriale mari și structuri de mașini. Astfel de oțeluri pot conține molibden, crom și nichel. Aceste elemente sporesc rezistența la uzură.
Aliaje de nichel
La temperaturi ridicate și cu o rezistență excelentă la coroziune, aliajele de nichel precum Inconel 600 & 800 sunt fiabile. Acestea sunt utilizate pentru arbori de turbină și alte aplicații solicitante. Ele pot fi utilizate chiar și în condiții severe și își păstrează proprietățile.
Materiale compozite
Materialele compozite avansate precum fibra de carbon au popularizat cursele de performanță. Acestea combină perfect calitățile de rezistență ridicată și greutate redusă. Unele dintre acestea sunt ideale în cazurile în care este necesar să se reducă greutatea cu o cantitate semnificativă. Acestea devin înlocuitori excelenți pentru metale; ele sunt utile atunci când materialele tradiționale nu funcționează.
Finisarea suprafeței pentru arbori personalizați
Pasivare
Pasivarea este utilizată pentru a îmbunătăți arborele din oțel inoxidabil. Curățarea acestui tip de arbore cu acid îndepărtează fierul liber și alți contaminanți. Se formează astfel un strat de oxid pasiv care îmbunătățește rezistența la coroziune.
Anodizare
Anodizarea oferă cea mai bună soluție pentru arborii din aluminiu, oferindu-le o suprafață dură care rezistă la coroziune. Anodizarea îmbunătățește, de asemenea, aspectul estetic al acestora, în special atunci când se introduc vopsele decorative.
Electroplacare
Electroplacarea adaugă o peliculă subțire de zinc, nichel sau aur pe suprafață. Acest lucru o face foarte rezistentă atât la uzură, cât și la coroziune.
Sablare cu mărgele
Sablarea cu margele utilizează margele de oțel de înaltă presiune sau particule fine de sticlă pentru a curăța suprafața. Aceasta face ca ultima să arate curată, mată sau satinată.
Lustruire
Această metodă îndepărtează toate crestăturile și zgârieturile prin abraziune. Acest lucru previne contaminarea și oxidarea. De asemenea, îmbunătățește rezistența la coroziune și reflectivitatea.
Placare cu crom
Acest tip de arbore este placat cu un strat subțire de crom, rezultând o duritate sporită plus rezistență la rugină. Are un strat strălucitor, dar rezistent, care poate rezista în medii dificile, inclusiv în scenarii de utilizare continuă.
Sfaturi pentru fabricarea pieselor de arbori
Pentru a rezista la sarcinile și cuplurile așteptate, trebuie să vă asigurați că piesele arborelui sunt fiabile și precise. Folosind acest proces, puteți selecta materialul și diametrul arborelui potrivite pentru a preveni defectarea în timpul funcționării.
Material arbore
Materialul potrivit trebuie ales în funcție de rezistență, temperatură și rezistență la coroziune, printre alți factori. Materialele comune includ oțelul inoxidabil, carbonul, aliajele și aluminiul. Alegerea materialului trebuie să corespundă cerințelor proiectului și alocării bugetare.
Determinarea lungimii și diametrului arborelui
Prelucrarea lungimii și diametrului unui arbore pentru a îndeplini cerințele aplicației ajută la evitarea deformării și vibrațiilor. Alegeți o formă a secțiunii transversale care poate rezista la sarcină.
Finisarea suprafețelor
Un finisaj adecvat al suprafeței îmbunătățește durabilitatea arborelui. Exemple de astfel de finisaje includ anodizarea sau acoperirea cu pulbere. Ele sporesc rezistența la coroziune, uzură și frecare.
Controlul calității în prelucrarea arborilor
Când vine vorba de arbori funcționali, controlul calității este esențial. Inspecțiile și testele regulate verifică dimensiunile, proprietățile materialelor și finisajele suprafețelor. Unele metode includ măsurarea coordonatelor și testarea rugozității și durității suprafeței. Acestea asigură, de asemenea, trasabilitatea și conformitatea cu normele prin intermediul unei documentații complete.
Analiza stresului
Efectuarea analizei tensiunilor dezvăluie zonele predispuse la tensiuni ridicate și punctele de defectare în termeni generali. Software-ul de inginerie modelează acest lucru folosind tehnici de optimizare.
Alinierea arborelui
Uneltele de precizie și tehnicile adecvate pot fi utilizate pentru a obține o aliniere corespunzătoare. Luați în considerare mediul, astfel încât să se reducă vibrațiile, reducând astfel și uzura.
Concluzie
Arborii prelucrați joacă un rol esențial în utilajele moderne, asigurând funcționarea fără probleme și performanțe ridicate. Cu o fabricație precisă și un control riguros al calității, aceste componente îndeplinesc standardele riguroase ale industriei.
Colaborați cu noi pentru a valorifica tehnologia de prelucrare de ultimă oră pentru arbori de calitate superioară, adaptați nevoilor dvs. specifice. Haideți să inovăm împreună.
