2.加工——工创赛新能源车

•        昂贵的机加工是绝对的王道。通过优化节省加工费，在关键尺寸上打位置尺寸公差，并适当轻量化，是性价比最高的（无需打形状公差和表面粗糙度，默认即可）

•        比赛工况下只需考虑车身的刚性与轻量化，对强度要求很低。因同种母材的刚性相同，故无需考虑不同牌号材料间的强度差异，选易加工、比刚度大的材料即可。车轮及凸轮需额外考虑表面硬度、摩擦系数。

•        工艺精度比较：模具加工（精度稳定）≥定制加工打公差>现货标准件（00级）>定制加工不打公差

•        小体量的机加工成本主要是（开机费+机器工时成本）和（沟通修图+编程操机的人工成本），普通耗材成本占比较低

  
  

2.1  车身数控加工

       1.轻量化推荐加工成本低的非金属材料，耐操、高硬度、高强度的POM，或者便宜的ABS；尼龙的高韧性用不上；铝合金较贵且偏重；碳纤维只有板材，有翘曲，铆接强度差，不适合做车身主体。

       2.拼板：用连接筋，将多个零件布置在一块原料上（筋不在关键形位面上，例如车轮的外圆），最后用线锯切割打磨，以减少夹装次数与对刀次数

       3.缩减外轮廓尺寸，用棒、条、板等廉价的型材，通过铆接或粘胶来弥补刚性。型材以碳纤维最优，钢、铝其次（嫌丑就喷漆）

       4.减少或避免：薄壁、加工深度大于铣刀有效长度的孔&槽、多维曲面等难加工的特征

       5.统一最小内圆角半径与最小槽宽，减少换刀次数；增大最小内圆角半径与最小槽宽，方便使用高效率的粗铣刀，减少工时

       6.将完全贯穿的大体积切削去除（如图2-1-1），改为”隔断槽+连接筋”（如图2-1-2），用线锯手动切断连接筋，减少工时。

       7.五轴加工，改为“三轴加工+二次夹装+三维位置尺寸公差”；低刚性的非金属材料不适合二次夹装，精度差且加工困难，小定单一般没厂子接

       8.“三轴加工+二次夹装+三维位置尺寸公差”（如图2-1-3），改为“三轴加工+球头铣刀做半孔+平面位置尺寸公差”（如图2-1-4），并在非装配面粘胶实现配合与约束，加工费便宜很多，且适合非金属材料

2.2 减速器选型加工

       1.现货标准件精度高，便宜（注塑件与粉末冶金属于高精度的模具加工）

       2.凸轮只驱动转向，不驱动前进，作用力小，做功少。故减速器对材质强度与传动效率的要求低，应优先追求传动精度与轻量化；

       3.齿轮组尽量材质相同、加工工艺相同，以保证品质与误差的一致性

       4.二级减速的高模数&大直径的齿轮，只能线切割加工，贵且需要打磨；建议使用小模数或三级减速

 

2.2.1平行轴圆柱齿轮

        1.直齿轮现货齐全，0.5模下14齿到160齿齐全，内孔3~12mm（受限于分度圆直径）；定制方便

        2.斜齿轮少量现货，定制方便；连续啮合，精度高，有轴向力

        3.人字齿轮在斜齿轮的基础上消除了轴向力，但无法机加工，只适合3D打印，精度反低

 

2.2.2交错轴齿轮

        1.十字交错轴斜齿轮少量现货，传动效率不高

        2.直齿锥齿轮现货较全，定制方便

        3.螺旋锥齿轮现货少，以高模数的碳钢为主，定制困难；连续啮合精度高，但装配精度要求高，易卡死

 

2.2.3蜗轮蜗杆

        1.现货全，传动比多为2.5/5的倍数（取决于蜗杆头数）

        2.传动比大，尺寸紧凑，装配简单，传递级数少，精度高；但蜗轮蜗杆的轴线相互垂直，布局有一定难度

        3.单头蜗杆（60%效率）摩擦阻力较大，宜选用双头蜗杆(80%效率)。多头效率提升小

 

2.2.4带传动

        1.同步带精度高，几乎没有缓冲性能；现货较全，定制困难，模数较大

        2.塑胶/橡胶带有缓冲性，现货较多，部分有注塑口，需要打磨掉避免影响精度和平稳性。带轮可以随意自制

 

2.3  3D打印

       一堆问题，经费不够下的选择。

2.3.1 FDM

        1.重复定位精度0.1-0.2mm，最小层高0.05mm

        FDM玩得好，是增材制造中精度最高的。但需要找代打服务，沟通好并自行切片定参数（细喷嘴、低层高、粗支撑、高填充率等，需要深入了解和实际经验）

        2.刚性和强度较高；无收缩率，尺寸稳定可靠；内外轮廓线精度高，是车身首选工艺

        3.有均匀的层纹、接缝、凹陷，表面粗糙。可通过放大接触尺寸面来提高装配精度；为避免装配时的多点接触，建议涂抹螺纹胶（可拆卸）或结构胶（高强度），以填补层纹、接缝和凹陷，使得表面形位尺寸稳定，并改为面接触。

 

2.3.2 SLA

        1.精度0.1mm ，最小层高0.025mm

        2.点光源，按极坐标系的极轴扫描，内外轮廓线精度较差；模型默认按XY平面斜45度摆放。斜向摆放可能会导致层纹与支撑柱出现在影响精度的面上，具体请与打印的切片人员沟通。

        3.手动加硬支撑，减少悬空结构；不要选打磨等表面处理服务

        4.不同材料强度、刚性、硬度不同，但普遍性能不如FDM；

        5.普通材料在成形收缩率均在3.7%-4.7%，随1-2周的时间变化，还有0.5%-0.7%的额外收缩率，耐高温树脂的成形收缩率在2%。尺寸小的零件影响不大，尺寸大的车身尽量避雷

 

2.3.3 DLP

       1.精度0.02-0.05mm，最小层高0.025mm

       2.面光源，内外轮廓线精度较高，表面质量好。具体摆放方向与打印的切片人员沟通

       3.手动加硬支撑，减少悬空结构；不要选打磨等表面处理服务

       4.只有红蜡树脂，较脆，不耐温，成型收缩率在2%左右

 

2.3.4用不上的工艺

       1.TPU只适合打印轮胎胎面，以提高摩擦力和附着力

       2.LCD是SLA的变种，除了加工速度快外没有本质区别，主要用作家用，贵

       2.SLS、MJF贵，精度不如FDM，表面质量差且不均匀，高强度和高韧性用不上