No campo da fabricação de veículos de nova energia, o cubo da roda não é apenas o componente central que suporta o corpo do veículo, mas seu design leve e a precisão de usinagem afetam diretamente a autonomia e a segurança na condução. Um fabricante líder de rodas para veículos de nova energia enfrentou anteriormente um gargalo na produção: para rodas de liga de alumínio de 18 a 22 polegadas, o processo tradicional exigia três máquinas para concluir, sequencialmente, torneamento, fresagem e furação, com um ciclo de processamento por peça de até 60 minutos. Devido a múltiplas fixações, o erro de oscilação da face da roda excedia 0,05 mm e a taxa de desvio de equilíbrio dinâmico atingia 7%. Ao mesmo tempo, eram frequentes a ocorrência de rebarbas durante o corte em alta velocidade da liga de alumínio, exigindo custos adicionais de mão de obra de 15% nos processos subsequentes de polimento.
Local de uso do cliente
Para superar esse dilema, a empresa introduziu o centro de torneamento vertical CNC VTC80A da máquina-ferramenta Taiyun CNC e construiu um sistema de usinagem integrado com "máquina única multiergia". O equipamento adota estrutura de leito em ferro fundido de grau aeronáutico e suporte de quatro pontos, sendo a distribuição de rigidez otimizada por meio de análise de elementos finitos. O desempenho de redução de vibração é 60% superior ao padrão do setor, podendo suportar com estabilidade a força radial de corte de 12 kN durante o corte em alta velocidade de ligas de alumínio; Equipado com sistema CNC FANUC 31i-B5 e controle totalmente em malha fechada com escala linear, alcança precisão de posicionamento de ± 0,01 mm e precisão de repetição de posicionamento de ± 0,007 mm, atendendo exatamente aos requisitos de tolerância da curvatura do cubo e da roda de ± 0,02 mm. Em resposta às propriedades adesivas das ferramentas de corte de liga de alumínio, o eixo do equipamento utiliza um sistema de lubrificação por névoa de óleo, combinado com ferramentas de corte revestidas com cerâmica, suprimindo eficazmente a formação de acúmulos de cavaco.
Fixação personalizada de cubo de roda
Em termos de inovação tecnológica, o equipamento alcançou um avanço com a "conclusão de todo o processo em uma única fixação": o eixo-árvore integrado (velocidade máxima de 1000 r/min) e o porta-ferramentas servo com 8 estações (tempo de troca de ferramenta de 1,2 segundo) conseguem concluir continuamente a torneagem do círculo externo, perfuração dos furos dos parafusos e chanfro nos brancos de cubo de roda. Ao instalar um sistema de otimização de parâmetros de corte com IA, o equipamento pode ajustar em tempo real a taxa de avanço (80-150 mm/min) e a velocidade do eixo-árvore de acordo com o material da liga de alumínio (como 6061-T6), permitindo que a rugosidade superficial do cubo de roda seja estabilizada em Ra0,8 μm, sem necessidade de polimento posterior, atendendo assim aos requisitos de pré-tratamento para pintura; para diferentes tamanhos de rodas, o equipamento pode alternar os parâmetros de processamento com apenas um clique por meio do programa, reduzindo o tempo de troca de modelo de 2 horas tradicionais para 15 minutos.
Os resultados da implementação superaram em muito as expectativas: o ciclo de processamento por peça foi reduzido de 60 minutos para 35 minutos, e a capacidade diária de produção aumentou de 200 conjuntos para 380 conjuntos; O erro de batimento da face final da roda é estabilizado em ≤ 0,03 mm, e a taxa de desvio de equilíbrio dinâmico foi reduzida de 7% para 0,8%, atendendo ao padrão ISO 1940-1 G2,5; Após a eliminação do processo manual de polimento, o custo de fabricação de um único cubo de roda diminuiu em 12%, e a vida útil das ferramentas aumentou em 40% devido à otimização de parâmetros. O módulo IoT do equipamento pode coletar em tempo real 12 dados-chave, como força de corte e temperatura do eixo principal. Combinado com algoritmos de manutenção preditiva, pode aumentar a taxa de utilização abrangente do equipamento de 82% para 95% e reduzir o tempo de inatividade anual em 320 horas.
O VTC80A mudou completamente o nosso modo de produção. O diretor de manufatura da empresa disse: 'Agora conseguimos atender aos rigorosos requisitos dos veículos de nova energia quanto à leveza das rodas (precisão no controle da espessura da parede ± 0,1 mm), além de atender às necessidades de produção rápida de múltiplos modelos de veículos, o que nos garantiu pedidos de longo prazo de montadoras líderes'. Este caso confirma que os tornos verticais CNC se tornaram equipamentos essenciais para superar os dois gargalos — precisão e eficiência — na produção em massa de rodas para veículos de nova energia, por meio da inovação colaborativa de "rigidez do hardware + integração de processos + controle inteligente".
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