Lỗ khoan vuông được chuốt: Tại sao trục vuông bị kẹt?

Lỗ hình vuông có rãnh trông giống như tính năng dễ dàng nhất trên một trục truyền động, cho đến thời điểm trục không đi vào. Công việc 260616007 đến vào tháng 11 năm 2023 từ một nhà sản xuất các bộ phận truyền động van mà nhà cung cấp trước đó đã vận chuyển các trục được anod hóa màu đen được lắp ráp bằng tay với một cái vồ trong một ca và rơi lại với nhau bằng trọng lực trong ca tiếp theo: hình vuông được đo chính xác ở miệng lỗ khoan và sai ở đầu xa, và trên một số bộ phận, các tấm phẳng đã lộ ra bị quay, do đó một trục vuông được lắp hoàn hảo không đúng với mẫu lỗ mặt bích và cụm đồng hồ bị đặt sai vị trí.

Các trục trong các bức ảnh là các bộ phận sản xuất theo thứ tự sau: một trục mặt bích đôi AL6061-T6, được tiện và hoàn thiện theo thiết lập một vòng quay, với một lỗ khoan hình vuông xuyên qua thân, sáu lỗ ở mỗi mặt bích, một rãnh giữ ở đầu xa, một lỗ chéo xuyên tâm, lớp hoàn thiện anod hóa màu đen và dấu laze trên thân giữa các mặt bích. Lỗ khoan hình vuông được chuốt là đặc điểm quyết định xem bộ phận đó có hoạt động hay không và đó là đặc điểm không thể sửa chữa sau khi cắt.

Trung tâm này phải làm gì?

Bốn công việc, và lỗ khoan hình vuông là công việc dẫn động.

Lỗ vuông lấy trục và truyền mô-men xoắn. Lỗ tròn có chìa khóa sẽ thực hiện nhiệm vụ tương tự, nhưng lỗ hình vuông cho phép trục được liên kết với trục ở bốn vị trí và không cần chìa khóa, không có rãnh then và không có tính năng khóa riêng biệt.

Hai mặt bích xác định vị trí lắp ráp. Cả hai mẫu mặt bích đều được lập chỉ mục ở khoảng cách bằng nhau và sáu lỗ trên mỗi mặt bích phải thẳng hàng với mẫu bu lông giao phối, có nghĩa là hai mẫu phải được khoan từ một mốc thay vì từ hai thiết lập riêng biệt.

Rãnh giữ và lỗ chéo xuyên tâm giữ cụm lắp ráp lại với nhau. Rãnh lấy vòng giữ để ngăn trục trượt dọc theo trục và lỗ chéo lấy chốt khóa trục theo trục.

Phim anodized và dấu laser là sự hoàn thiện và nhận dạng của bộ phận. Cả hai đều được áp dụng sau cùng, có nghĩa là cả hai đều phải tuân theo dung sai mà các hoạt động trước đó đã đặt ra.

Tại sao lỗ vuông lại cứng hơn lỗ tròn?

Lỗ tròn đánh giá một chỗ, lỗ vuông đánh giá theo độ sâu

Lỗ khoan tròn được đo bằng thước đo chốt hoặc thước đo lỗ khoan ở một độ sâu và nếu nó có kích thước ở đó thì hầu như nó luôn có kích thước tương ứng với phần còn lại của lỗ khoan, bởi vì dao doa hoặc thanh móc lỗ cắt một hình trụ nhất quán.

Một lỗ khoan hình vuông được cắt bằng dao chuốt: một thanh dài gồm các răng cắt có bậc được đẩy hoặc kéo một lần qua lỗ thí điểm, mỗi răng sẽ sâu hơn răng trước đó một bước nhỏ. Do đó, chiều rộng trên các mặt phẳng được quyết định dần dần, từng răng một, dọc theo toàn bộ chiều sâu của lỗ khoan. Nếu tải trọng cắt thay đổi dọc theo hành trình hoặc nếu dụng cụ bị mòn trong quá trình chạy, lỗ khoan sẽ có kết quả hơi khác ở mặt vào so với mặt ra. Bộ phận vượt qua kiểm tra ở miệng và thất bại ở đầu xa, đó chính xác là triệu chứng khiến công việc này khó trích dẫn.

Đó là lý do tại sao việc kiểm tra theo lệnh này đo chiều rộng trên các mặt phẳng ở ba độ sâu xuống lỗ thay vì chỉ ở mặt. Một hình vuông đồng nhất ở mặt và chênh lệch 0,02 mm ở đầu ra vẫn sẽ vượt qua quá trình kiểm tra mặt và nó vẫn sẽ kẹt trục.

Broach cũng quyết định việc bấm giờ và việc bấm giờ sau này không thể sửa được

Vị trí góc của các mặt phẳng so với mẫu lỗ mặt bích được xác định bằng thanh chuốt. Bất cứ đồng hồ nào mà chuốt đi vào đều là chi tiết đã hoàn thiện, bởi vì không thao tác nào sau này có thể xoay một lỗ khoan hình vuông bên trong bộ phận đó.

Trên một trục như thế này, hậu quả là cụ thể: một trục vuông có thể vừa với lỗ khoan một cách hoàn hảo nhưng vẫn có các mặt phẳng của nó ở góc sai so với mẫu mặt bích, do đó cụm lắp ráp bu lông lên nhưng lại nằm sai vị trí quay. Nếu bản vẽ không nêu ra dung sai xung nhịp, cửa hàng phải đoán xem thanh chuốt được dẫn hướng từ lỗ mặt bích hay từ mặt phẳng gia công, và việc phỏng đoán là điều gì sẽ tạo ra một lô có kích thước hoàn hảo và sai chức năng.

Việc sửa chữa mang tính thủ tục chứ không phải tốn kém. Lỗ thí điểm được khoan và thanh chuốt được đưa vào từ cùng một mốc mà các mẫu mặt bích được khoan từ đó, với một ống lót dẫn hướng giúp cho thanh chuốt không quay khi nó bắt đầu. Sau đó, việc bấm giờ được kiểm tra dựa vào lỗ mặt bích trên đồng hồ đo, không được ước tính bằng mắt.

Hình vuông chuốt luôn có bán kính góc

Không có chiếc chuốt nào có thể cắt một góc trong sắc nét về mặt toán học, bởi vì các răng cắt có bán kính góc hữu hạn. Do đó, các góc của hình vuông chuốt có bán kính và trục hình vuông giao phối phải được giảm bớt để khớp. Khi không, trục tiếp xúc trên các mặt phẳng và bám trên bán kính góc thay vì chỗ ngồi, điều này có cảm giác như bị cản trở mặc dù chiều rộng trên các mặt phẳng là chính xác.

Bản vẽ phải cho biết bán kính góc nào được phép trong lỗ khoan và độ nhẹ nào được cung cấp trên trục. Để cả hai giả định là làm thế nào một bộ phận đo lường khả năng chịu đựng bị từ chối khi lắp ráp.

Trung tâm được tạo ra như thế nào, từng bước một?

Bước 1 - Xoay biên dạng, bậc thang và rãnh giữ trong một lần thiết lập

Biên dạng bên ngoài, cả hai mặt bích, trục bậc và rãnh giữ được quay trong một thiết lập với bộ phận được giữ trên trục chính. Một thiết lập giữ cho hai mặt bích đồng tâm với nhau và với trục lỗ khoan, đó là điều mà độ đồng tâm mặt bích 0,02 mm trên bản vẽ này phụ thuộc vào.

Bước 2 - Phay các mẫu lỗ mặt bích trong cùng một khuôn kẹp

Sáu lỗ trên mỗi mặt bích được phay theo cùng một kiểu kẹp như tiện, được lập chỉ mục từ một mốc chuẩn, do đó cả hai mẫu đều có chung một trục và một tham chiếu góc. Việc khoan hai mặt bích theo các thiết lập riêng biệt là điều tạo ra một trục có các lỗ thẳng hàng với bản vẽ chứ không phải với nhau.

Bước 3 - Khoan lỗ thí điểm theo kích thước mà chiếc chuốt mong muốn

Lỗ thí điểm được khoan theo đường kính mà thanh chuốt được thiết kế để tuân theo. Việc cắt nó quá khổ khiến mỗi chiếc răng có vết cắt nhẹ hơn dự định, điều này cho phép dao chuốt dịch chuyển thay vì cắt và kết quả là lỗ khoan ở đầu ra rộng hơn ở đầu vào. Việc cắt nó có kích thước nhỏ hơn sẽ làm răng bị quá tải và tạo ra gờ nặng ở mặt thoát.

Bước 4 - Chuốt hình vuông, được hướng dẫn từ mặt bích

Broach được đưa vào thông qua một thanh dẫn hướng giữ vị trí góc của nó, với bộ phận được định hướng sao cho đồng hồ phẳng theo mẫu mặt bích như đã vẽ. Đây là bước để khắc phục tốt việc bấm giờ của bộ phận, vì vậy đây là bước mà người vận hành kiểm tra phần thiết lập chứ không phải phần đã hoàn thiện.

Bước 5 - Deburr cạnh thoát và giữ bán kính góc

Việc chuốt đẩy một mũi khoan về phía trước chiếc răng cuối cùng và mũi khoan sẽ tập trung lại ở mặt thoát ra. Cạnh thoát được mài nhẵn mà không làm đứt phần vát theo yêu cầu của bản vẽ và bán kính góc trong lỗ khoan được kiểm tra theo bán kính mà trục giao phối được giảm nhẹ.

Bước 6 - Anodize đen thành màng đồng nhất

Trung tâm được anod hóa màu đen. Màng này mọc ra từ bề mặt nhôm cũng như bên trong bề mặt, do đó lỗ khoan và lỗ mặt bích đều siết chặt nhẹ và đường anodize sẽ được thông báo kích thước nào là quan trọng để phù hợp và kích thước nào được bảo vệ. Một bộ phận vừa khít trước khi anodizing và không vừa khít sau đó thường bị lỗi ở đây chứ không phải ở máy.

Bước 7 - Đánh dấu laser từ cùng một mốc thời gian

Dấu nhận dạng được áp dụng trên thân giữa các mặt bích, được tham chiếu đến cùng một mốc thời gian thiết lập các mẫu hình vuông và mặt bích, do đó, dấu nằm ở cùng một vị trí so với các mặt phẳng trên mọi bộ phận. Trên bề mặt được anot hóa màu đen, độ tương phản của dấu giúp dễ đọc, do đó dấu được xác minh trên phần hoàn thiện thay vì trên mẫu trước khi được anot hóa.

Bước 8 - Kiểm tra hình vuông dọc theo độ sâu của nó và đồng hồ dựa vào lỗ mặt bích

Kiểm tra cuối cùng bao gồm chiều rộng trên các tấm phẳng ở ba độ sâu, đồng hồ của các tấm phẳng theo mẫu lỗ mặt bích, độ đồng tâm của mặt bích, vị trí rãnh, màng và nhãn hiệu. Chỉ kiểm tra hình vuông ở mặt trước là thói quen kiểm tra duy nhất khiến lô hàng xấu rời khỏi cửa hàng.

Cuộc chạy 1.600 chiếc đã đo được gì?

1600 trung tâm được vận chuyển trong 22 ngày và khách hàng cho biết không có tay lắp ráp nào được lắp ráp và không có lỗi đồng hồ trên dây chuyền.

Lỗi chúng tôi tìm thấy trong quá trình chạy thử của chính mình

Cuộc chạy thử năm mươi chiếc đã vượt qua băng ghế kiểm tra và không thành công trên máy đo, và nguyên nhân là do lỗ thí điểm của chúng tôi.

Mỗi phần thử nghiệm được đo bên trong dải chiều rộng ngang ở mặt vào. Khi chúng tôi đo các bộ phận tương tự ở mặt thoát, chiều rộng rộng 0,02 mm, có gờ nặng ở cạnh thoát. Chúng tôi đã khoan lỗ dẫn hướng cao hơn 0,04 mm so với kích thước mà thanh chuốt được thiết kế theo đó, với lý do rằng lỗ dẫn hướng lớn hơn một chút sẽ giảm bớt tải trọng cắt và kéo dài tuổi thọ của thanh chuốt. Điều ngược lại đã xảy ra: với ít vật liệu cần loại bỏ hơn, các răng cắt nhẹ, dao chuốt có thể tự do dịch chuyển trong lỗ thay vì được dẫn hướng bởi vết cắt, và các răng cuối cùng đã mở lỗ khoan ở đầu ra.

Ba thay đổi đã được đưa vào sản xuất. Đường kính lỗ thí điểm được ghim theo yêu cầu của chuốt và được kiểm tra ở phần đầu tiên của mỗi lô. Một ống lót dẫn hướng đã được thêm vào để chày bắt đầu ở một vị trí góc cố định. Và chiều rộng trên các mặt phẳng được đo ở ba độ sâu cứ sau 100 mảnh, đây là bước kiểm tra có thể phát hiện ra sự trôi dạt trên các bộ phận thử nghiệm chỉ trong một phép đo duy nhất.

Giữa quá trình thử nghiệm và sản xuất, độ côn trên lỗ khoan biến mất và gờ thoát không còn là vấn đề mài giũa.

Ba cách cắt hình vuông bên trong, so sánh

Quy tắc thực tế: chuốt thắng về chi phí đơn vị khi hình dạng lặp lại, phay thắng khi hình dạng vẫn thay đổi và EDM thắng khi bán kính góc hoặc vật liệu loại trừ hai nguyên tắc còn lại. Ở phần này, hình vuông lặp lại trên mỗi quân cờ, vì vậy chiếc chuốt đã tự trả giá trong đơn hàng đầu tiên.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao một hình vuông chuốt lại có một đầu chặt và đầu kia lỏng lẻo?

Bởi vì một chiếc chuốt sẽ cắt dần dần, từng răng một, dọc theo độ sâu của lỗ khoan. Nếu tải trọng cắt thay đổi dọc theo hành trình, hoặc nếu dụng cụ bị mòn trong quá trình chạy, hoặc nếu lỗ dẫn hướng không có kích thước mà chày được thiết kế để tuân theo, thì các mặt phẳng sẽ chênh lệch vài phần trăm milimét giữa mặt vào và mặt ra. Việc kiểm tra ở miệng lỗ khoan sẽ không cho thấy điều đó, do đó chiều rộng ngang qua các mặt phẳng phải được đo ở nhiều độ sâu.

Một lỗ khoan hình vuông có thể được phay thay vì chuốt?

Có, và đối với nguyên mẫu thì thường như vậy. Một máy cắt nhỏ tạo thành các góc và một máy cắt lớn hơn sẽ làm sạch các mặt phẳng. Nó hoạt động tốt khi hình vuông lớn, số lượng ít hoặc hình dạng vẫn thay đổi, nhưng bán kính góc bị giới hạn bởi dao cắt nhỏ nhất mà bạn có thể chạy và chi phí đơn vị vẫn cao vì mọi bộ phận đều tuân theo toàn bộ đường dẫn dao.

Bán kính góc của hình vuông chuốt có bao nhiêu?

Nó được đặt bởi bán kính góc của răng chuốt và không thể bằng 0, vì lưỡi cắt có góc nhọn bên trong sẽ bị hỏng ngay lập tức. Bản vẽ phải nêu rõ bán kính mà lỗ khoan có thể mang và trục vuông giao tiếp phải được giảm nhẹ để phù hợp với bán kính đó. Khi trục được để nhọn, nó tiếp xúc với bán kính góc thay vì các mặt phẳng và có cảm giác như có sự giao thoa ngay cả khi chiều rộng trên các mặt phẳng là chính xác.

Làm thế nào để bạn kiểm tra đồng hồ của lỗ khoan vuông đến các lỗ mặt bích?

Với thước đo tham chiếu đến lỗ mặt bích và đọc vị trí góc của các mặt phẳng, thay vì bằng mắt hoặc bằng cách lắp trục. Nó phải được thực hiện trên mọi bộ phận, vì việc định giờ được cố định bởi đầu vào chuốt và không thao tác nào sau đó có thể làm xoay lỗ khoan. Theo thứ tự này, quá trình kiểm tra sẽ diễn ra trên 100% các bộ phận, cùng với chỉ số mặt bích và độ đồng tâm của mặt bích.

Những gì để đưa vào bản vẽ của bạn?

Sáu dòng giải quyết hầu hết mọi tranh luận về lỗ khoan hình vuông:

1. Cung cấp dung sai cho chiều rộng trên các mặt phẳng và nói rằng nó áp dụng dọc theo toàn bộ chiều sâu của lỗ khoan thay vì ở mặt vào.
2. Đưa đồng hồ của các mặt phẳng vào một lỗ mặt bích được đặt tên, với dung sai và đặt tên cho mốc mà nó được đo từ đó.
3. Nêu bán kính góc mà lỗ khoan có thể mang và nêu rõ hình nổi trên trục giao phối.
4. Nêu mối quan hệ của lỗ khoan với trục mặt bích dưới dạng độ đồng tâm hoặc độ đảo.
5. Cho biết bề mặt nào được bảo vệ trong quá trình anodizing và phim có thể tác động gì đến lỗ khoan và lỗ mặt bích.
6. Nêu rõ nơi dấu laser đi so với các mặt phẳng, do đó dấu và hình vuông được đặt từ cùng một mốc thời gian.

Trục là một tập hợp các tính năng đều tham chiếu đến một trục và một vị trí góc, và lỗ hình vuông là tính năng khóa vị trí góc tại chỗ. Xác định hình vuông một cách chính xác và phần còn lại của bộ phận là công việc tiện và phay thông thường: các mặt bích đồng tâm, các lỗ thẳng hàng và một dấu nằm ở cùng một vị trí trên mỗi bộ phận.

PFT - tiện, gia công phay tiện, chuốt và anodizing cho các bộ phận truyền động bằng nhôm, nguyên mẫu cho đến sản xuất. Gửi cho chúng tôi bản vẽ của bạn để chúng tôi đánh giá DFM và báo giá ngay trong ngày.