No sistema de frenado dos coches, o disco de freio actúa como compoñente central de fricción, e a súa paralelismo a dúas caras, desprazamento da cara final e rugosidade da superficie de fricción determinan directamente a velocidade de resposta do frenado e a seguridade ao conducir (a norma nacional GB/T 34872-2017 require que o paralelismo a dúas caras dos discos de freio sexa ≤ 0,05 mm, o desprazamento da cara final ≤ 0,08 mm, e a rugosidade da superficie de fricción ≤ Ra1,2 μm); se a precisión de mecanizado non cumpre co estándar, é fácil que provoque desgaste excéntrico do freio, ruído anormal ao frear, e en condicións de traballo extremas, pode levar a un aumento da distancia de freado superior ao 15%.
Un fabricante nacional líder de sistemas de frenos para vehículos particulares chegou a atopar un cuello de botella no procesamento de discos de freo: para os discos de freo de Φ 280-380 mm (fabricados en ferro fundido gris HT250, ferro nodular FC250, incluída a estrutura de ranura de ventilación), o procesamento tradicional require catro procesos: "torneado bruto horizontal por un lado → volteo e torneado bruto polo outro lado → fresado da ranura de ventilación nunha fresadora vertical → fresa de brazo oscilante para taladrar o orificio de posicionamento", cun ciclo de procesamento por peza de ata 28 minutos; debido a múltiples volteos e suxeicións, a paralelismo de ambos os lados do disco de freo adoita superar os 0,09 mm, e o erro de oscilación da cara frontal alcanza 0,1-0,15 mm, o que provoca unha taxa desigual de adhesión das pastillas de freo do 18 % durante o frenado; ao mesmo tempo, as limaduras xeradas polo corte a alta velocidade do ferro fundido gris tenden a adherirse á ranura de ventilación, o que require unha limpeza manual adicional do 12 %; ademais, a ferramenta desgástase rapidamente debido á vibración, co que a súa vida útil é só de 60-80 pezas por plaquita, e o custe dunha ferramenta de disco individual supera os 22 yuan.
Sitio de uso do cliente
Para resolver este dilema, a empresa introduciu a locomotora CNC Taiyun CK525 torno vertical e construíu un sistema de fabricación exclusivo para discos de freo con "mecanizado sincronizado de dúas columnas+proceso completo en un so aprixe". O equipo adopta un corpo principal integral de ferro fundido de alta resistencia (con un espesor de parede de 70 mm), que pasou por un tratamento dual de alivio de tensións de "envellecemento natural durante 6 meses+vibración durante 48 horas". Combinado cunha estrutura simétrica de mesa deslizante tipo caixa, a distribución da rigidez optimízase mediante análise de elementos finitos. A rigidez ao corte radial alcanza os 30 kN/mm, podendo soportar de forma estable a forza radial de corte de 14 kN durante o torneado de ferro fundido gris; Equipado co sistema CNC Fanuc 0i MF Plus e control en bucle pechado total da regla de rede (resolución 0,1 μm), acadase unha precisión de posicionamento de ±0,008 mm e unha precisión de repetibilidade de ±0,005 mm, coincidindo exactamente co requisito de tolerancia de ±0,03 mm para o paralelismo das dúas caras do disco de freo. En resposta aos requisitos de mecanizado das dúas caras dos discos de freo, o equipo está equipado con dúas columnas e torretes bidireccionais, fuso de alto rendemento (velocidade do fuso 100-1000 rpm/min), sistema de refrigeración externa de alta presión (presión de refrigeración 1,0 MPa, caudal 30 L/min) e máquina magnética de eliminación de virutas (eficiencia de eliminación de virutas ≥ 60 L/h), suprimindo eficazmente a acumulación de virutas e a formación de bultos nas ferramentas. Ao mesmo tempo, empreganse ferramentas de corte de aleación dura recubertas con AlTiN (contido de WC Co 94 %, dureza HRA93) para mellorar a resistencia ao desgaste no corte.
En canto a innovación tecnolóxica, o equipo conseguiu un dobre avance de "integración de procesos+control sincronizado de forma por ambas caras" no mecanizado de discos de freo: integrando un plato de tres mordazas de 21 polegadas (con forza de suxeición de 75 kN, adecuado para discos de freo de Φ 500 mm-700 mm), un porta-ferramentas servo de 8 estacións + ferramenta de corte (con tempo de cambio de ferramenta de 1,4 segundos) e un porta-ferramentas especializado para ranuras de ventilación. Pode completar nun só paso o torneado por ambas caras dos discos de freo (planicidade da superficie de fricción ≤ 0,04 mm), o torneado de precisión do círculo exterior (tolerancia IT7), o fresado das ranuras de ventilación (tolerancia de anchura da ranura ± 0,1 mm, tolerancia de profundidade ± 0,05 mm) e o taladrado de 4-5 orificios de posición (tolerancia do diámetro do orificio H9, tolerancia posicional ≤ 0,12 mm). En resposta á dificultade de controlar a paralelismo do disco de freo en ambos os lados, adopta un inovador "proceso de compensación sincronizada de dúas columnas". Ao recoller en tempo real a forza de corte (precisión ± 0,5 %) e a desviación de velocidade das fresas esquerda e dereita, axústase automaticamente a velocidade de avance (precisión de compensación 0,001 mm) para asegurar un control estable do paralelismo de ambos os lados dentro de ≤ 0,04 mm. Dado o elevado grao de tenacidade e resistencia ao corte do ferro fundido dúctil (FC250), o equipo dispón dunha base de datos integrada de materiais e procesos, que automaticamente combina os parámetros de corte (velocidade do fuso 1500-2000 r/min, avance 40-70 mm/min, profundidade de pasada 1,5-2,5 mm) para evitar a rotura das ferramentas; para a substitución de discos de freo en múltiples vehículos (como diferenzas nas especificacións entre sedáns e SUVs), o equipo permite axustar os parámetros de proceso cun só clic (conta con 35 modelos de mecanizado de discos de freo incorporados), reducindo o tempo de troca de 1,2 horas tradicionais a 10 minutos.
Fixación do tambor de freo unha vez
Os resultados da implementación cumpren totalmente cos estándares de seguridade para o frenado de vehículos de pasaxeiros: o ciclo de procesamento de peza única reduciuse de 28 minutos a 16 minutos, e a capacidade de produción diaria aumentou de 320 conxuntos a 580 conxuntos; A paralelismo de ambas as caras do disco de freo controlase establemente en ≤ 0,04 mm, a oscilación da cara final é ≤ 0,06 mm, e a rugosidade da superficie de fricción alcanza Ra0,8 μm, cumprindo plenamente os requisitos da norma GB/T 34872-2017 "Discos de Freno para Vehículos de Pasaxeiros" e da norma da UE ECE R90; A taxa de axuste desigual das pastillas de freo durante o frenado diminuíu do 18% ao 2,5%, e a taxa de queixas por ruídos anormais durante o frenado procedentes dos clientes reduciuse nun 92%; A vida útil da ferramenta aumentou un 50% (ata 90-120 pezas/lâmina) grazas á optimización do arrefrecemento e adaptación de parámetros, reducindo o custe da ferramenta por disco individual a 14 iuanes. Ao mesmo tempo, eliminouse o proceso manual de limpeza de virutas, reducindo o custe de man de obra por disco en 8 iuanes; O módulo de diagnóstico intelixente instalado no equipo pode recoller datos en tempo real como a temperatura do fuso (resolución 0,1 ℃), carga de corrente (precisión ± 0,8%), etc. Combinado cun algoritmo de predición de desgaste da ferramenta, a taxa de utilización global do equipo aumentou do 78% ao 95%, e o tempo de inactividade anual reduciuse en 320 horas.
O CK525 resolveu completamente a contradición central entre 'control sincrónico de precisión bilateral e eficiencia de produción en masa' dos discos de freo. "O director de fabricación da empresa afirmou: "Agora os nosos discos de freo non só superaron a certificación PPAP (Proceso de Aprobación de Pezas de Produción) de empresas automobilísticas líderes como Volkswagen e Toyota, senón que tamén cumpren os requisitos máis exigentes dos vehículos de nova enerxía para sistemas de frenado 'de baixo ruído e longa duración'. Isto sentou unha base fundamental para conseguirmos pedidos anuais de fornecemento por parte das principais empresas automobilísticas." Este caso confirma que o torno vertical CNC converteuse no equipo clave para superar o obstáculo de "precisión de seguridade e eficiencia de custo" no campo da fabricación de discos de freo para vehículos particulares, grazas á colaboración profunda de "arquitectura ríxida de duplo fuso + control de forma sincrónico bilateral + personalización de material e proceso".
EN
