În sistemul de frânare al autoturismelor, discul de frână servește ca componentă principală de frecare, iar paralelismul celor două fețe, bătaia axială și rugozitatea suprafeței de frecare determină în mod direct viteza de răspuns a frânării și siguranța în conducere (standardul național GB/T 34872-2017 prevede ca paralelismul celor două fețe ale discurilor de frână să fie ≤ 0,05 mm, bătaia axială să fie ≤ 0,08 mm, iar rugozitatea suprafeței de frecare să fie ≤ Ra1,2 μm); dacă precizia prelucrării nu respectă standardul, este ușor ca acest lucru să provoace uzură excentrică a frânei, zgomote anormale la frânare, iar în condiții extreme de funcționare poate duce la o extindere a distanței de frânare cu peste 15%.
Un producător intern de sisteme de frânare pentru autoturisme s-a confruntat odată cu o situație de blocare în procesarea discurilor de frână: pentru discurile de frână Φ 280-380mm (realizate din fontă cenușie HT250, fontă ductilă FC250, inclusiv structură cu canale de ventilație), procesarea tradițională necesită patru etape: „strunjire de degroșare pe un singur sens la strung orizontal → întoarcere și strunjire de degroșare pe cealaltă parte → frezare canal de ventilație la mașină verticală → găurirea găurii de poziționare la mașină de găurit cu braț oscilant”, având un ciclu de procesare per bucată de până la 28 de minute; din cauza multiplelor întoarceri și fixări, paralelismul celor două fețe ale discului de frână depășește adesea 0,09 mm, iar eroarea de bătaie axială ajunge la 0,1-0,15 mm, ceea ce duce la o rată neregulată de aderență a pastilelor de frână de 18% în timpul frânării; în același timp, achiile generate de tăierea la viteză mare a fontei cenușii tind să adere la canalul de ventilație, necesitând un timp suplimentar de 12% pentru curățare manuală. În plus, scula se uzează rapid din cauza vibrațiilor, având o durată de viață de doar 60-80 bucăți pe muchie, iar costul unei singure scule pentru disc depășește 22 de yuan.
Locul de utilizare al clientului
Pentru a rezolva această dilemă, compania a introdus strungul CNC vertical Taiyun CNC locomotivă CK525 și a construit un sistem de fabricație exclusiv pentru discuri de frână cu „prelucrare sincronă pe dublu coloană + proces complet într-o singură fixare”. Echipamentul adoptă un batiu integral din fontă înalt rezistentă (cu grosimea pereților de turnare de 70 mm), care a fost supus unei tratări duble de relaxare a tensiunilor prin „îmbătrânire naturală timp de 6 luni + îmbătrânire prin vibrații timp de 48 de ore”. În combinație cu o structură simetrică a mesei alunecoase de tip box, rigiditatea este optimizată prin analiza cu element finit. Rigiditatea la forfecare radială atinge 30 kN/mm, putând suporta în mod stabil forța radială de așchiere de 14 kN în timpul prelucrării fontei cenușii; echipat cu sistemul CNC Fanuc 0i MF Plus și control în buclă închisă totală a riglei de rețea (rezoluție 0,1 μm), se obține o precizie de poziționare de ±0,008 mm și o repetabilitate a preciziei de ±0,005 mm, corespunzând exact cerinței de toleranță de ±0,03 mm pentru paralelismul bilateral al discului de frână. În răspunsul la cerințele de prelucrare bilaterală a discurilor de frână, echipamentul este prevăzut cu duble coloane și turnuri de scule bidirecționale, arbore principal de înaltă performanță (viteză arbore principal 100-1000 rpm/min), sistem de răcire externă cu presiune înaltă (presiune de răcire 1,0 MPa, debit 30 L/min) și mașină magnetică de evacuare a așchiilor (eficiență de evacuare a așchiilor ≥ 60 L/h), suprimând eficient acumularea așchiilor și formarea tumorilor de așchii pe scule. În același timp, sunt selectate scule de așchiere din aliaj dur cu acoperire AlTiN (conținut WC Co 94%, duritate HRA93) pentru a îmbunătăți rezistența la uzură în timpul așchierii.
În ceea ce privește inovația tehnologică, echipamentul a realizat o dublă performanță în prelucrarea discurilor de frână prin „integrare procesuală + control sincronizat al formei pe ambele fețe”: integrarea unui mandrin cu trei bacuri articulate de 21 inch (cu o forță de strângere de 75 kN, potrivit pentru discuri de frână Φ 500mm–700mm), un port-scule servo cu 8 stații + scule de tăiere (cu timp de schimbare a sculei de 1,4 secunde) și un port-scule specializat pentru canalele de ventilație. Echipamentul poate realiza într-o singură operație strunjirea pe ambele fețe a discului de frână (planitatea suprafeței de frecare ≤ 0,04 mm), strunjirea de precizie a cercului exterior (toleranță IT7), frezarea canalelor de ventilație (lățimea canalului ± 0,1 mm, adâncimea ± 0,05 mm) și găurirea a 4-5 găuri de poziționare (diametrul găurii toleranță H9, toleranță de poziție ≤ 0,12 mm). În vederea dificultății de control al paralelismului discului de frână pe ambele fețe, este aplicat un proces inovator de „compensare sincronă pe dublu stâlp”. Prin colectarea în timp real a forței de așchiere (precizie ± 0,5%) și a abaterii de viteză ale arborelui principal stânga-dreapta, avansul este ajustat automat (precizie de compensare 0,001 mm), asigurând un control stabil al paralelismului celor două fețe în limitele ≤ 0,04 mm. Având în vedere tenacitatea ridicată și rezistența mare la așchiere a fontei ductile (FC250), echipamentul dispune de o bază de date internă pentru materiale și procese tehnologice, care selectează automat parametrii de așchiere (viteză de rotație arbore principal 1500–2000 rot/min, avans 40–70 mm/min, adâncime de așchiere 1,5–2,5 mm), evitându-se ruperea sculei. Pentru schimbarea discurilor de frână între mai multe tipuri de vehicule (cum ar fi diferențele de dimensiuni între autoturisme și SUV-uri), echipamentul permite ajustarea parametrilor procesuali printr-o singură comandă (fiind integrate 35 de șabloane pentru prelucrarea discurilor de frână), reducând timpul de schimbare de la 1,2 ore tradiționale la 10 minute.
Fixare tambur frână o dată
Rezultatele implementării respectă în totalitate standardele de siguranță pentru frânarea autoturismelor: ciclul de prelucrare al piesei unice a fost redus de la 28 de minute la 16 minute, iar capacitatea zilnică de producție a crescut de la 320 de seturi la 580 de seturi; paralelismul bilateral al discului de frână este controlat stabil la ≤ 0,04 mm, bătaia axială la ≤ 0,06 mm, iar rugozitatea suprafeței de frecare atinge Ra0,8 μm, îndeplinind complet cerințele standardului GB/T 34872-2017 „Discuri de frână pentru autoturisme” și ale normei UE ECE R90; rata neuniformă de potrivire a sabotilor de frână în timpul frânării a scăzut de la 18% la 2,5%, iar rata reclamațiilor privind zgomote anormale la frânare din partea clienților a scăzut cu 92%; durabilitatea sculei a crescut cu 50% (până la 90-120 bucăți/lamă) datorită optimizării răcirii și adaptării parametrilor, reducând costul sculei pe disc la 14 yuan. În același timp, procesul manual de curățare a așchiilor a fost eliminat, reducând costul forței de muncă pe disc cu 8 yuan; modulul inteligent de diagnosticare montat pe echipament poate colecta date în timp real precum temperatura arborelui principal (rezoluție 0,1 ℃), sarcina curentă (precizie ± 0,8%) etc. Combinat cu algoritmul de predicție a uzurii sculei, gradul general de utilizare a echipamentului a crescut de la 78% la 95%, iar timpul anual de nefuncționare a fost redus cu 320 de ore.
CK525 a rezolvat complet contradicția esențială dintre „controlul sincron precis bilateral și eficiența producției de masă” a discurilor de frână. Directorul de fabricație al companiei a declarat: „Acum, discurile noastre de frână nu numai că au trecut certificarea PPAP (Procesul de Aprobare a Părților de Producție) a unor companii auto de top precum Volkswagen și Toyota, dar îndeplinesc și cerințele maxime ale vehiculelor electrice pentru sisteme de frânare „cu zgomot scăzut și durată lungă de viață”. Aceasta a pus bazele esențiale pentru a câștiga comenzi anuale de echipare de la producători auto principali. Acest caz confirmă faptul că strungul CNC vertical s-a transformat în echipamentul cheie pentru depășirea blocajului legat de „precizie în siguranță și eficiență costuri-performanță” în domeniul fabricării discurilor de frână pentru autoturisme, prin colaborarea profundă între „arhitectura rigidă cu dublu arbore principal + controlul formei bilaterale sincrone + personalizarea materialului și a procesului”.
EN
