В спирачната система на леки автомобили, спирачният диск служи като основен трибологичен елемент, като успоредността от двете страни, радиалното биене на работната повърхност и грапавостта на трибологичната повърхност директно определят скоростта на спирачния отклик и безопасността при движение (националният стандарт GB/T 34872-2017 изисква успоредността от двете страни на спирачния диск да бъде ≤ 0,05 mm, радиалното биене на работната повърхност – ≤ 0,08 mm, а грапавостта на трибологичната повърхност – ≤ Ra1,2 μm); ако точността при обработка не отговаря на стандарта, лесно може да се получи ексцентрично износване на спирачките, необичаен шум при спиране, а в крайни работни условия може да се стигне до удължаване на спирачния път с повече от 15%.
Водещ вътрешен производител на спирачни системи за леки автомобили някога е имал проблем с обработката на спирачни дискове: за дисковете с диаметър Φ 280-380 mm (изработени от сив чугун HT250, ковък чугун FC250, включително структура със вентилационни канали), традиционната обработка изисква четири процеса: "груба обработка на единия страничен хоризонтален токарен стан - обръщане и грубо точене на другата страна - фрезоване на вентилационния канал на вертикално фрезерен стан - пробиване на позициониращо отверстие на радиално-сверлилна машина", като цикълът за обработка на единична детайл достига до 28 минути; поради многократно обръщане и закрепване, успоредността на двете страни на спирачния диск често надвишава 0,09 mm, а грешката при осевото биене достига 0,1–0,15 mm, което води до нееднородна степен на залепване на спирачните налаги от 18% по време на спиране; в същото време стружките, получени при високоскоростната обработка на сивия чугун, лесно се залепват във вентилационните канали, което изисква допълнително ръчно почистване в продължение на 12%; освен това инструментът бързо се износва поради вибрации, като животът му е само 60–80 броя на рязачна пластинка, а цената на инструмента за един диск надхвърля 22 юаня.
Място на употреба от клиент
За да се реши това дилема, компанията представи локомотива Taiyun CNC CK525 CNC вертикално предпазно и изгради ексклузивна производствена система за дискове на спирачката с "двойна колона със синхронна обработка+пълен процес с единично закрепване". Уредът използва цялостно високоякостно леено желязо (с дебелина на стената от леене 70 мм), което е преминало двойна обработка за отстраняване на напрежение чрез "естествено стареене в продължение на 6 месеца + вибрационно стареене в продължение на 48 часа". В комбинация със симетрична кутиевидна структура на плъзгащата се маса, огъваемостта е оптимизирана чрез анализ чрез метода на крайните елементи. Радиалната рязка огъваемост достига 30 kN/мм, което позволява стабилно издържане на радиалната рязка сила от 14 kN по време на рязане на сиво леено желязо; Осигурен е с CNC системата Fanuc 0i MF Plus и напълно затворен контур на контрола на решетката (резолюция 0,1 μm), като постига точност на позициониране ± 0,008 мм и точност на повтаряемост ± 0,005 мм, точно съответстваща на изискването за допуснатия разлик ± 0,03 мм за успоредността на двете страни на диска на спирачката. В отговор на изискванията за двустранна обработка на дисковете на спирачката, уредът е оборудван с двойни колони и двупосочни инструментални кули, високопроизводителен шпиндел (скорост на шпиндела 100-1000 оборота/мин), високонапрегнато външно охлаждане (налягане на охлаждането 1,0 MPa, дебит 30 L/мин) и магнитно устройство за отстраняване на стружка (ефективност на отстраняване на стружка ≥ 60 L/h), което ефективно потиска натрупването на стружка и образуването на стружкови тумори. Едновременно с това се използват твърди сплавени рязещи инструменти с покритие AlTiN (съдържание на WC Co 94 %, твърдост HRA93), за да се подобри устойчивостта на износване при рязане.
От гледна точка на технологичната иновация, оборудването постига двойно проривно постижение в обработката на дискове за спирачки чрез „интеграция на процеса + двустранен синхронен контрол на формата“: интегриране на тризъбен свиреп с връзка от 21 инча (със затегателно усилие 75 kN, подходящ за дискове за спирачки Φ 500 mm - 700 mm), осемпозиционен серво-инструментален носител + рязане (с време за смяна на инструмента 1,4 секунди) и специализиран инструментален носител за оформяне на вентилационни канали. Това позволява едновременно извършване на двустранно точене на дисковете за спирачки (равнинност на повърхността за триене ≤ 0,04 mm), прецизно точене на външния диаметър (допуск IT7), фрезоване на вентилационни канали (допуск за ширина на канала ± 0,1 mm, допуск за дълбочина ± 0,05 mm) и пробиване на 4-5 позиционни отвора (допуск за диаметър на отвора H9, позиционен допуск ≤ 0,12 mm) в един цикъл. За да се справи с трудността при контрола на успоредността между двете страни на диска за спирачки, приложен е новаторски „процес с двуколонно синхронно компенсиране“. Чрез реално време събиране на данни за силата на рязане (точност ± 0,5%) и отклонението в скоростта на левия и десния шпиндел, автоматично се коригира скоростта на подаване (точност на компенсация 0,001 mm), за да се гарантира стабилен контрол на успоредността между двете страни в рамките на ≤ 0,04 mm. С оглед високата твърдост и голямото съпротивление при рязане на ковкия чугун (FC250), оборудването разполага с вградена база данни за материали и процеси, която автоматично подбира параметрите за рязане (скорост на шпиндела 1500–2000 об/мин, скорост на подаване 40–70 мм/мин, дълбочина на рязане 1,5–2,5 мм), за да се избегне счупване на инструмента; При смяна на дискове за различни видове превозни средства (например разлики в спецификациите между седани и SUV-ове), оборудването поддържа еднократна настройка на параметрите на процеса (вградени 35 шаблона за обработка на дискове за спирачки), което намалява времето за смяна от традиционните 1,2 часа до 10 минути.
Задържане на спирачния барабан веднъж
Резултатите от внедряването напълно отговарят на стандарта за безопасност при спирачните системи на леки автомобили: цикълът за обработка на единична детайл е намален от 28 минути на 16 минути, а дневният производствен капацитет е увеличен от 320 комплекта на 580 комплекта; Паралелността на двете страни на спирачния диск е стабилно контролирана при ≤ 0,04 мм, биенето на торцовата повърхност е ≤ 0,06 мм, а шероховатостта на трибната повърхност достига Ra0,8 μm, което напълно отговаря на изискванията на GB/T 34872-2017 „Спирачни дискове за леки автомобили“ и на европейския стандарт EU ECE R90; Честотата на неравномерното прилягане на спирачните колодки по време на спиране е намалена от 18% на 2,5%, а броят на жалбите от клиенти за аномални шумове при спиране е намален с 92%; Срокът на живот на инструмента е удължен с 50% (до 90–120 детайла/рязане) благодарение на оптимизация на охлаждането и адаптиране на параметрите, като това намалява разходите за инструмент за единичен диск до 14 юаня. Едновременно с това ръчният процес за почистване на стружката е отменен, което намалява трудовите разходи за единичен диск с 8 юаня; Интелигентният диагностичен модул, вграден в оборудването, може да събира в реално време данни като температура на шпиндела (резолюция 0,1 ℃), товар по ток (точност ± 0,8%) и др. В комбинация с алгоритъм за прогнозиране на износването на инструмента, комплексната степен на използване на оборудването е повишена от 78% до 95%, а годишното простоюване е намалено с 320 часа.
CK525 напълно разреши основното противоречие между „двойната прецизна синхронна регулация и ефективността при масовото производство“ на дискове за спирачни системи. „Ръководителят на производството на компанията заяви: „Сега нашите спирачни дискове не само преминаха сертифицирането PPAP (Процес за одобрение на производствени детайли) на водещи автомобилни компании като Фолксваген и Тойота, но и отговарят на крайните изисквания на превозните средства с нови енергийни източници за спирачни системи с «ниско ниво на шум и дълъг живот». Това заложи ключовата основа за нас да спечелим годишни поръчки за доставки от странични автомобилни компании. Този случай потвърждава, че CNC вертикалната фреза стана основно оборудване за преодоляване на бутълнеца „сигурност, точност и икономическа ефективност“ в областта на производството на спирачни дискове за леки коли чрез дълбока съвместна работа на «двойна оста с голяма твърдост + двустранен синхронен контрол на формата + персонализиран материал и процес».
EN
