2.加工——工創(chuàng)賽新能源車
?????? 昂貴的機(jī)加工是絕對(duì)的王道。通過優(yōu)化節(jié)省加工費(fèi),在關(guān)鍵尺寸上打位置尺寸公差,并適當(dāng)輕量化,是性價(jià)比最高的(無需打形狀公差和表面粗糙度,默認(rèn)即可)
?????? 比賽工況下只需考慮車身的剛性與輕量化,對(duì)強(qiáng)度要求很低。因同種母材的剛性相同,故無需考慮不同牌號(hào)材料間的強(qiáng)度差異,選易加工、比剛度大的材料即可。車輪及凸輪需額外考慮表面硬度、摩擦系數(shù)。
?????? 工藝精度比較:模具加工(精度穩(wěn)定)≥定制加工打公差>現(xiàn)貨標(biāo)準(zhǔn)件(00級(jí))>定制加工不打公差
?????? 小體量的機(jī)加工成本主要是(開機(jī)費(fèi)+機(jī)器工時(shí)成本)和(溝通修圖+編程操機(jī)的人工成本),普通耗材成本占比較低

2.1? 車身數(shù)控加工
?????? 1.輕量化推薦加工成本低的非金屬材料,耐操、高硬度、高強(qiáng)度的POM,或者便宜的ABS;尼龍的高韌性用不上;鋁合金較貴且偏重;碳纖維只有板材,有翹曲,鉚接強(qiáng)度差,不適合做車身主體。
?????? 2.拼板:用連接筋,將多個(gè)零件布置在一塊原料上(筋不在關(guān)鍵形位面上,例如車輪的外圓),最后用線鋸切割打磨,以減少夾裝次數(shù)與對(duì)刀次數(shù)
?????? 3.縮減外輪廓尺寸,用棒、條、板等廉價(jià)的型材,通過鉚接或粘膠來彌補(bǔ)剛性。型材以碳纖維最優(yōu),鋼、鋁其次(嫌丑就噴漆)
?????? 4.減少或避免:薄壁、加工深度大于銑刀有效長(zhǎng)度的孔&槽、多維曲面等難加工的特征
?????? 5.統(tǒng)一最小內(nèi)圓角半徑與最小槽寬,減少換刀次數(shù);增大最小內(nèi)圓角半徑與最小槽寬,方便使用高效率的粗銑刀,減少工時(shí)
?????? 6.將完全貫穿的大體積切削去除(如圖2-1-1),改為”隔斷槽+連接筋”(如圖2-1-2),用線鋸手動(dòng)切斷連接筋,減少工時(shí)。


?????? 7.五軸加工,改為“三軸加工+二次夾裝+三維位置尺寸公差”;低剛性的非金屬材料不適合二次夾裝,精度差且加工困難,小定單一般沒廠子接
?????? 8.“三軸加工+二次夾裝+三維位置尺寸公差”(如圖2-1-3),改為“三軸加工+球頭銑刀做半孔+平面位置尺寸公差”(如圖2-1-4),并在非裝配面粘膠實(shí)現(xiàn)配合與約束,加工費(fèi)便宜很多,且適合非金屬材料



2.2 減速器選型加工
?????? 1.現(xiàn)貨標(biāo)準(zhǔn)件精度高,便宜(注塑件與粉末冶金屬于高精度的模具加工)
?????? 2.凸輪只驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向,不驅(qū)動(dòng)前進(jìn),作用力小,做功少。故減速器對(duì)材質(zhì)強(qiáng)度與傳動(dòng)效率的要求低,應(yīng)優(yōu)先追求傳動(dòng)精度與輕量化;
?????? 3.齒輪組盡量材質(zhì)相同、加工工藝相同,以保證品質(zhì)與誤差的一致性
?????? 4.二級(jí)減速的高模數(shù)&大直徑的齒輪,只能線切割加工,貴且需要打磨;建議使用小模數(shù)或三級(jí)減速
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2.2.1平行軸圓柱齒輪
????????1.直齒輪現(xiàn)貨齊全,0.5模下14齒到160齒齊全,內(nèi)孔3~12mm(受限于分度圓直徑);定制方便
????????2.斜齒輪少量現(xiàn)貨,定制方便;連續(xù)嚙合,精度高,有軸向力
????????3.人字齒輪在斜齒輪的基礎(chǔ)上消除了軸向力,但無法機(jī)加工,只適合3D打印,精度反低
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2.2.2交錯(cuò)軸齒輪
????????1.十字交錯(cuò)軸斜齒輪少量現(xiàn)貨,傳動(dòng)效率不高
????????2.直齒錐齒輪現(xiàn)貨較全,定制方便
????????3.螺旋錐齒輪現(xiàn)貨少,以高模數(shù)的碳鋼為主,定制困難;連續(xù)嚙合精度高,但裝配精度要求高,易卡死
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2.2.3蝸輪蝸桿
????????1.現(xiàn)貨全,傳動(dòng)比多為2.5/5的倍數(shù)(取決于蝸桿頭數(shù))
????????2.傳動(dòng)比大,尺寸緊湊,裝配簡(jiǎn)單,傳遞級(jí)數(shù)少,精度高;但蝸輪蝸桿的軸線相互垂直,布局有一定難度
????????3.單頭蝸桿(60%效率)摩擦阻力較大,宜選用雙頭蝸桿(80%效率)。多頭效率提升小
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2.2.4帶傳動(dòng)
????????1.同步帶精度高,幾乎沒有緩沖性能;現(xiàn)貨較全,定制困難,模數(shù)較大
????????2.塑膠/橡膠帶有緩沖性,現(xiàn)貨較多,部分有注塑口,需要打磨掉避免影響精度和平穩(wěn)性。帶輪可以隨意自制

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2.3? 3D打印
?????? 一堆問題,經(jīng)費(fèi)不夠下的選擇。
2.3.1 FDM
????????1.重復(fù)定位精度0.1-0.2mm,最小層高0.05mm
????????FDM玩得好,是增材制造中精度最高的。但需要找代打服務(wù),溝通好并自行切片定參數(shù)(細(xì)噴嘴、低層高、粗支撐、高填充率等,需要深入了解和實(shí)際經(jīng)驗(yàn))
????????2.剛性和強(qiáng)度較高;無收縮率,尺寸穩(wěn)定可靠;內(nèi)外輪廓線精度高,是車身首選工藝
????????3.有均勻的層紋、接縫、凹陷,表面粗糙??赏ㄟ^放大接觸尺寸面來提高裝配精度;為避免裝配時(shí)的多點(diǎn)接觸,建議涂抹螺紋膠(可拆卸)或結(jié)構(gòu)膠(高強(qiáng)度),以填補(bǔ)層紋、接縫和凹陷,使得表面形位尺寸穩(wěn)定,并改為面接觸。
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2.3.2 SLA
????????1.精度0.1mm ,最小層高0.025mm
????????2.點(diǎn)光源,按極坐標(biāo)系的極軸掃描,內(nèi)外輪廓線精度較差;模型默認(rèn)按XY平面斜45度擺放。斜向擺放可能會(huì)導(dǎo)致層紋與支撐柱出現(xiàn)在影響精度的面上,具體請(qǐng)與打印的切片人員溝通。
????????3.手動(dòng)加硬支撐,減少懸空結(jié)構(gòu);不要選打磨等表面處理服務(wù)
????????4.不同材料強(qiáng)度、剛性、硬度不同,但普遍性能不如FDM;
????????5.普通材料在成形收縮率均在3.7%-4.7%,隨1-2周的時(shí)間變化,還有0.5%-0.7%的額外收縮率,耐高溫樹脂的成形收縮率在2%。尺寸小的零件影響不大,尺寸大的車身盡量避雷
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2.3.3 DLP
?????? 1.精度0.02-0.05mm,最小層高0.025mm
?????? 2.面光源,內(nèi)外輪廓線精度較高,表面質(zhì)量好。具體擺放方向與打印的切片人員溝通
?????? 3.手動(dòng)加硬支撐,減少懸空結(jié)構(gòu);不要選打磨等表面處理服務(wù)
?????? 4.只有紅蠟樹脂,較脆,不耐溫,成型收縮率在2%左右
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2.3.4用不上的工藝
?????? 1.TPU只適合打印輪胎胎面,以提高摩擦力和附著力
?????? 2.LCD是SLA的變種,除了加工速度快外沒有本質(zhì)區(qū)別,主要用作家用,貴
?????? 2.SLS、MJF貴,精度不如FDM,表面質(zhì)量差且不均勻,高強(qiáng)度和高韌性用不上