Dans le domaine de la fabrication des véhicules électriques, le moyeu de roue n'est pas seulement le composant central qui supporte la carrosserie du véhicule, mais sa conception allégée et la précision de son usinage influencent directement l'autonomie et la sécurité de conduite. Un fabricant leader de roues pour véhicules électriques a déjà été confronté à un goulot d'étranglement en production : pour des roues en alliage d'aluminium de 18 à 22 pouces, le procédé traditionnel nécessite trois machines pour effectuer successivement tournage, fraisage et perçage, avec un cycle de traitement unitaire pouvant atteindre 60 minutes. En raison de multiples serrages, l'erreur de battement axial de la face de la roue dépasse 0,05 mm, et le taux de déséquilibre dynamique atteint 7 %. Par ailleurs, des bavures apparaissent fréquemment lors du découpage haute vitesse de l'alliage d'aluminium, entraînant des coûts supplémentaires de main-d'œuvre de 15 % pour les opérations de polissage ultérieures.
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Pour surmonter ce dilemme, l'entreprise a introduit le centre de tournage vertical CNC VTC80A de la machine-outil Taiyun CNC, et a mis en place un système d'usinage intégré « mono-machine multi-énergie ». L'équipement adopte un bâti en fonte de qualité aéronautique et une structure à quatre points d'appui, dont la répartition de rigidité est optimisée par analyse par éléments finis. La performance de réduction des vibrations est supérieure de 60 % à la norme industrielle, et il peut supporter stablement une force de coupe radiale de 12 kN lors de l'usinage à grande vitesse d'alliages d'aluminium ; Équipé du système CNC FANUC 31i-B5 et d'une commande entièrement en boucle fermée avec règle de grille, il atteint une précision de positionnement de ± 0,01 mm et une précision de répétition de ± 0,007 mm, correspondant exactement aux exigences de tolérance de courbure de moyeu et de jante de roue de ± 0,02 mm. En réponse aux propriétés adhésives des outils de coupe en alliage d'aluminium, la broche de l'équipement utilise un système de lubrification par brouillard d'huile, combiné à des outils de coupe revêtus de céramique, supprimant efficacement la formation d'amas de copeaux.
Fixation personnalisée de moyeu de roue
En matière d'innovation technologique, l'équipement a réalisé une percée en permettant « d'effectuer l'ensemble du processus en un seul serrage » : le mandrin tournant intégré (vitesse maximale de 1000 tr/min) et le porte-outil servo à 8 postes (temps de changement d'outil de 1,2 seconde) peuvent continuellement réaliser l'usinage du diamètre extérieur, le perçage des trous pour boulons et le chanfreinage des pièces brutes de moyeu de roue. En installant un système d'optimisation des paramètres de coupe par intelligence artificielle, l'équipement peut ajuster en temps réel la vitesse d'avance (80-150 mm/min) et la vitesse du mandrin selon le matériau en alliage d'aluminium (par exemple 6061-T6), ce qui permet de contrôler de manière stable la rugosité de surface du moyeu à Ra 0,8 μm, sans nécessiter de polissage ultérieur pour répondre aux exigences de prétraitement avant peinture ; pour différentes tailles de roues, l'équipement peut commuter les paramètres de traitement d'un simple clic via le programme, réduisant ainsi le temps de changement de format de 2 heures traditionnelles à 15 minutes.
Les résultats de la mise en œuvre ont largement dépassé les attentes : le cycle de traitement d'une pièce unique a été réduit de 60 minutes à 35 minutes, et la capacité de production journalière est passée de 200 jeux à 380 jeux ; le défaut de battement de la face terminale de la jante est stablement contrôlé à ≤ 0,03 mm, et l'écart de déséquilibre dynamique est réduit de 7 % à 0,8 %, répondant ainsi à la norme ISO 1940-1 G2.5 ; après suppression du polissage manuel, le coût de fabrication d'un moyeu individuel a diminué de 12 %, et la durée de vie des outils a été prolongée de 40 % grâce à l'optimisation des paramètres. Le module IoT de l'appareil peut collecter en temps réel 12 données clés telles que la force de coupe et la température de la broche. Combiné à des algorithmes de maintenance prédictive, cela permet d'augmenter le taux d'utilisation global de l'appareil de 82 % à 95 % et de réduire les arrêts annuels de 320 heures.
Le VTC80A a complètement changé notre mode de production. » Le directeur de la fabrication de l'entreprise a déclaré : « Désormais, nous pouvons répondre aux exigences strictes des véhicules électriques en matière d'allègement des moyeux de roue (précision de contrôle de l'épaisseur de paroi ± 0,1 mm), tout en satisfaisant les besoins de production rapide pour plusieurs modèles de véhicules, ce qui nous a permis d'obtenir des commandes à long terme auprès de constructeurs automobiles majeurs. » Ce cas confirme que les tours verticaux à CN sont devenus l'équipement clé permettant de surmonter simultanément les goulots d'étranglement liés à la précision et à l'efficacité dans la production de masse de roues pour véhicules électriques, grâce à une innovation collaborative combinant « rigidité matérielle + intégration des processus + commande intelligente ».
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