راه‌حل ماشين‌کاري کارآمد و دقيق براي چرخ‌هاي وسايل نقليه انرژي نو

در حوزه تولید خودروهای انرژی جدید، دیسک چرخ نه تنها قطعه‌ی اصلی حامل بدنه خودرو است، بلکه طراحی سبک‌وزن و دقت ماشین‌کاری آن به‌طور مستقیم بر محدوده حرکت و ایمنی رانندگی خودرو تأثیر می‌گذارد. یکی از تولیدکنندگان پیشرو در زمینه چرخ خودروهای انرژی جدید با مشکل گلوگاه تولید مواجه بود: برای چرخ‌های آلیاژ آلومینیومی 18 تا 22 اینچی، فرآیند سنتی ماشین‌کاری نیازمند سه دستگاه مجزا برای انجام عملیات خراطی، فرزکاری و سوراخ‌کاری به صورت متوالی بود که چرخه فرآوری هر قطعه تا 60 دقیقه طول می‌کشید. به دلیل نگهداری چندباره، خطای نوسان صفحه انتهایی چرخ بیش از 0.05 میلی‌متر بود و نرخ انحراف تعادل دینامیکی به 7٪ می‌رسید. همزمان، در فرآیند برش سریع آلیاژ آلومینیوم، لبه‌های تیز (برور) به راحتی ایجاد می‌شد و این امر منجر به افزایش 15٪ هزینه‌های کارگری در فرآیندهای پولیش بعدی می‌شد.

محل استفاده مشتری
برای حل این معضل، شرکت مرکز تراش عمودی CNC مدل VTC80A را از دستگاه‌های ابزار تایون معرفی کرد و یک سیستم ماشین‌کاری یکپارچه با «تک دستگاه چند انرژی» ایجاد نمود. این تجهیزات از بستر چدنی درجه هواپیمایی و ساختار چهار نقطه‌ای پشتیبانی بهره می‌برند و توزیع سفتی از طریق تحلیل عنصر محدود بهینه شده است. عملکرد کاهش ارتعاشات ۶۰٪ بالاتر از استاندارد صنعتی است و قادر است به‌طور پایدار نیروی برش شعاعی ۱۲ کیلونیوتنی حین برش سریع آلیاژ آلومینیوم را تحمل کند؛ این دستگاه مجهز به سیستم کنترل عددی FANUC 31i-B5 و کنترل کاملاً حلقه‌بسته با خط‌کش شیشه‌ای است که دقت موقعیت‌یابی ± ۰٫۰۱ میلی‌متر و دقت تکرار موقعیت‌یابی ± ۰٫۰۰۷ میلی‌متر را فراهم می‌کند و دقیقاً با الزامات تلرانس انحنای مغزی چرخ و لبه چرخ ± ۰٫۰۲ میلی‌متر مطابقت دارد. در پاسخ به خاصیت چسبندگی ابزارهای برش آلیاژ آلومینیوم، سیستم روغن‌پاش (ادیما) در سر دستگاه به‌کار گرفته شده و همراه با ابزارهای برشی با پوشش سرامیکی، تشکیل رسوب براده را به‌طور موثر کاهش می‌دهد.

تثبیت‌کننده سفارشی هاب چرخ
از نظر نوآوری فناوری، این تجهیزات به دستاوردی در «انجام کامل فرآیند در یک بار گیره‌گیری» دست یافته‌اند: شفت چرخش یکپارچه (با حداکثر سرعت 1000 دور در دقیقه) و مغزی ابزار سروو با 8 ایستگاه (زمان تعویض ابزار 1.2 ثانیه) می‌توانند به‌طور مداوم عملیات خارج کردن دایره، سوراخ‌کاری پیچ و فرز روی لبه‌های شیاردار قطعه اولیه هاب چرخ را انجام دهند. با نصب سیستم بهینه‌سازی پارامترهای برش هوش مصنوعی، این تجهیزات قادرند نرخ پیشروی (80-150 میلی‌متر بر دقیقه) و سرعت شفت را به‌صورت زنده بر اساس جنس آلیاژ آلومینیوم (مانند 6061-T6) تنظیم کنند، به‌گونه‌ای که زبری سطح هاب چرخ به‌صورت پایدار در حدود Ra0.8 میکرومتر کنترل شود و دیگر نیازی به پولیش بعدی برای تأمین الزامات پیش‌تیمار قبل از رنگ‌پاشی نباشد؛ برای چرخ‌های با اندازه‌های مختلف، این تجهیزات می‌توانند با یک کلیک از طریق برنامه پارامترهای پردازش را تغییر دهند و زمان تغییر از حالت قدیمی 2 ساعت به 15 دقیقه کاهش یابد.
نتایج پیاده‌سازی بسیار فراتر از انتظارات بود: چرخه پردازش هر قطعه از ۶۰ دقیقه به ۳۵ دقیقه کاهش یافت و ظرفیت تولید روزانه از ۲۰۰ مجموعه به ۳۸۰ مجموعه افزایش پیدا کرد؛ خطای نوسان صفحه انتهای لبه چرخ به‌صورت پایدار در حد ≤ ۰٫۰۳ میلی‌متر کنترل شد و نرخ انحراف تعادل دینامیکی از ۷٪ به ۰٫۸٪ کاهش یافت که این امر معیار ISO 1940-1 G2.5 را برآورده می‌کند؛ پس از حذف فرآیند سنباده‌زنی دستی، هزینه ساخت هر مجموعه چرخ ۱۲٪ کاهش یافت و با بهینه‌سازی پارامترها، عمر ابزار ۴۰٪ افزایش پیدا کرد. ماژول اینترنت اشیاء (IoT) دستگاه قادر است ۱۲ داده کلیدی از جمله نیروی برش و دمای اسپیندل را به‌صورت زنده جمع‌آوری کند. با ترکیب این داده‌ها با الگوریتم‌های نگهداری پیش‌بینانه، میزان استفاده ترکیبی از دستگاه از ۸۲٪ به ۹۵٪ افزایش یافته و توقف سالانه دستگاه به میزان ۳۲۰ ساعت کاهش می‌یابد.
VTC80A به‌طور کامل شیوه تولید ما را تغییر داده است. «مدیر تولید شرکت گفت: اکنون می‌توانیم نیازهای سخت‌گیرانه خودروهای انرژی جدید در زمینه سبک‌سازی حلقه چرخ (دقت کنترل ضخامت دیواره ± 0.1 میلی‌متر) را برآورده کنیم و همچنین نیاز به تولید سریع مدل‌های مختلف خودرو را فراهم کنیم که این امر سفارش‌های بلندمدتی از شرکت‌های اصلی خودروسازی را برای ما به ارمغان آورده است.» این مورد تأیید می‌کند که ماشین‌های تراش عمودی CNC از طریق نوآوری همکارانه در زمینه «صلبیت سخت‌افزاری + یکپارچه‌سازی فرآیند + کنترل هوشمند» به تجهیزات اصلی شکستن دو گلوگاه دقت و کارایی در تولید انبوه چرخ خودروهای انرژی جدید تبدیل شده‌اند.