Trong hệ thống phanh của ô tô con, đĩa phanh đóng vai trò là bộ phận ma sát chính, độ song song hai mặt, độ đảo mặt đầu và độ nhám bề mặt ma sát của đĩa phanh trực tiếp quyết định tốc độ phản ứng khi phanh và độ an toàn khi vận hành (tiêu chuẩn quốc gia GB/T 34872-2017 yêu cầu độ song song hai mặt của đĩa phanh ≤ 0,05mm, độ đảo mặt đầu ≤ 0,08mm và độ nhám bề mặt ma sát ≤ Ra1,2 μm); nếu độ chính xác gia công không đạt tiêu chuẩn, dễ gây ra hiện tượng mài mòn lệch tâm ở phanh, tiếng ồn bất thường khi phanh, và trong điều kiện làm việc cực đoan, có thể dẫn đến tăng khoảng cách phanh hơn 15%.
Một nhà sản xuất trong nước hàng đầu về hệ thống phanh ô tô con từng đối mặt với tình trạng tắc nghẽn trong quá trình gia công đĩa phanh: đối với các đĩa phanh Φ 280-380mm (làm bằng gang xám HT250, gang cầu FC250, bao gồm cấu trúc rãnh thông gió), quy trình gia công truyền thống cần bốn công đoạn: "tiện thô một mặt trên máy tiện ngang → lật mặt tiện thô mặt còn lại → phay rãnh thông gió trên máy phay đứng → khoan lỗ định vị trên máy khoan cần trục", chu kỳ gia công mỗi chi tiết lên tới 28 phút; do phải lật và kẹp nhiều lần, độ song song giữa hai mặt của đĩa phanh thường vượt quá 0,09mm, sai lệch đảo mặt đầu đạt 0,1-0,15mm, dẫn đến tỷ lệ dính bám không đều của má phanh lên tới 18% khi phanh; đồng thời, các mảnh phoi sinh ra trong quá trình cắt tốc độ cao gang xám dễ bám vào rãnh thông gió, đòi hỏi thêm 12% công đoạn làm sạch thủ công. Hơn nữa, dụng cụ gia công bị mài mòn nhanh do rung động, tuổi thọ chỉ đạt 60-80 chi tiết mỗi lưỡi dao, và chi phí dụng cụ cho mỗi đĩa phanh vượt quá 22 nhân dân tệ.
Trang sử dụng của khách hàng
Để giải quyết vấn đề này, công ty đã giới thiệu máy tiện đứng CNC CK525 Taiyun CNC và xây dựng hệ thống sản xuất độc quyền cho đĩa phanh với công nghệ "gia công đồng bộ hai cột + toàn bộ quy trình trong một lần kẹp chặt". Thiết bị sử dụng thân máy bằng gang đúc nguyên khối có độ bền cao (độ dày thành đúc 70mm), đã trải qua xử lý làm giảm ứng suất kép gồm "lão hóa tự nhiên trong 6 tháng + rung động làm già trong 48 giờ". Kết hợp với cấu trúc bàn trượt dạng hộp đối xứng, độ cứng được tối ưu hóa thông qua phân tích phần tử hữu hạn. Độ cứng khi cắt theo hướng kính đạt 30kN/mm, có thể chịu ổn định lực cắt hướng kính 14kN khi gia công gang xám; Được trang bị hệ thống điều khiển số Fanuc 0i MF Plus và điều khiển vòng kín hoàn toàn bằng thước đo quang học (độ phân giải 0,1 μm), thiết bị đạt được độ chính xác định vị ±0,008mm và độ lặp lại chính xác ±0,005mm, đáp ứng chính xác yêu cầu dung sai ±0,03mm về độ song song hai mặt của đĩa phanh. Nhằm đáp ứng yêu cầu gia công hai mặt của đĩa phanh, thiết bị được trang bị hai cột và tháp dao hai chiều, trục chính hiệu suất cao (tốc độ trục chính 100-1000 vòng/phút), hệ thống làm mát ngoài áp lực cao (áp lực làm mát 1,0MPa, lưu lượng 30L/phút) và máy gạt phoi từ tính (hiệu suất gạt phoi ≥60L/h), hiệu quả ngăn ngừa hiện tượng tích tụ phoi và hình thành mảnh phoi bám dính vào dao. Đồng thời, lựa chọn dụng cụ cắt hợp kim cứng phủ AlTiN (hàm lượng WC Co 94%, độ cứng HRA93) để nâng cao khả năng chống mài mòn khi cắt.
Về mặt đổi mới công nghệ, thiết bị đã đạt được bước đột phá kép trong gia công đĩa phanh với sự kết hợp "tích hợp quy trình + kiểm soát hình dạng hai mặt đồng bộ": tích hợp mâm cặp liên kết ba chấu 21 inch (lực kẹp 75kN, phù hợp cho đĩa phanh Φ 500mm-700mm), ổ dao servo 8 trạm cùng dụng cụ cắt (thời gian đổi dao 1,4 giây) và ổ dao chuyên dụng tạo rãnh thông gió. Thiết bị có thể hoàn thành trong một lần gá đặt các công đoạn: tiện hai mặt đĩa phanh (độ phẳng bề mặt ma sát ≤ 0,04mm), tiện chính xác vòng ngoài (dung sai IT7), phay rãnh thông gió (dung sai chiều rộng rãnh ± 0,1mm, dung sai độ sâu ± 0,05mm) và khoan 4-5 lỗ định vị (dung sai đường kính lỗ H9, dung sai vị trí ≤ 0,12mm). Để giải quyết khó khăn trong việc kiểm soát độ song song giữa hai mặt đĩa phanh, thiết bị áp dụng quy trình sáng tạo "bù trừ đồng bộ hai cột". Bằng cách thu thập lực cắt (độ chính xác ± 0,5%) và độ lệch tốc độ của trục chính trái phải theo thời gian thực, thiết bị tự động điều chỉnh lượng chạy dao (độ chính xác bù trừ 0,001mm) nhằm đảm bảo kiểm soát ổn định độ song song hai mặt trong phạm vi ≤ 0,04mm. Trước thực tế gang dẻo (FC250) có độ dai cao và lực cản cắt lớn, thiết bị được tích hợp cơ sở dữ liệu vật liệu và quy trình, tự động lựa chọn thông số cắt phù hợp (tốc độ trục chính 1500-2000 vòng/phút, lượng chạy dao 40-70mm/phút, chiều sâu cắt 1,5-2,5mm) để tránh gãy dao; đối với việc thay đổi đĩa phanh cho nhiều loại xe khác nhau (ví dụ như sự khác biệt về thông số giữa xe sedan và SUV), thiết bị hỗ trợ điều chỉnh thông số quy trình bằng một cú nhấp chuột (có sẵn 35 mẫu quy trình gia công đĩa phanh), giảm thời gian thay đổi từ 1,2 giờ truyền thống xuống còn 10 phút.
Cố định trống phanh một lần
Kết quả triển khai hoàn toàn tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn về phanh cho ô tô chở người: chu kỳ gia công một chi tiết đã giảm từ 28 phút xuống còn 16 phút, và năng lực sản xuất hàng ngày tăng từ 320 bộ lên 580 bộ; độ song song hai mặt của đĩa phanh được kiểm soát ổn định ở mức ≤ 0,04 mm, độ đảo mặt đầu ≤ 0,06 mm, độ nhám bề mặt ma sát đạt Ra0,8 μm, hoàn toàn đáp ứng yêu cầu của tiêu chuẩn GB/T 34872-2017 "Đĩa phanh ô tô chở người" và tiêu chuẩn EU ECE R90; tỷ lệ má phanh lắp không đều trong quá trình phanh giảm từ 18% xuống còn 2,5%, tỷ lệ khiếu nại của khách hàng về tiếng ồn phanh bất thường giảm 92%; tuổi thọ dụng cụ tăng thêm 50% (đạt 90-120 chi tiết/lưỡi) nhờ tối ưu hóa làm mát và điều chỉnh thông số, làm giảm chi phí dụng cụ cho mỗi đĩa phanh xuống còn 14 nhân dân tệ. Đồng thời, quy trình làm sạch phoi bằng tay đã được loại bỏ, giảm chi phí nhân công cho mỗi đĩa phanh 8 nhân dân tệ; mô-đun chẩn đoán thông minh được trang bị trên thiết bị có thể thu thập dữ liệu thời gian thực như nhiệt độ trục chính (độ phân giải 0,1 ℃), tải dòng điện (độ chính xác ± 0,8%), kết hợp với thuật toán dự đoán mài mòn dụng cụ, nâng cao tỷ lệ sử dụng tổng hợp của thiết bị từ 78% lên 95%, và giảm thời gian ngừng hoạt động hàng năm 320 giờ.
CK525 đã hoàn toàn giải quyết mâu thuẫn cốt lõi giữa 'điều khiển đồng bộ độ chính xác hai mặt và hiệu suất sản xuất hàng loạt' của đĩa phanh. Giám đốc sản xuất của công ty cho biết: "Hiện nay, đĩa phanh của chúng tôi không chỉ vượt qua được chứng nhận PPAP (Quy trình Phê duyệt Linh kiện Sản xuất) của các hãng xe hàng đầu như Volkswagen và Toyota, mà còn đáp ứng được yêu cầu tối ưu của xe năng lượng mới đối với hệ thống phanh 'ít tiếng ồn, tuổi thọ cao'. Điều này đã đặt nền tảng quan trọng để chúng tôi giành được các đơn hàng phối hợp hàng năm từ các hãng xe chủ lực." Trường hợp này khẳng định rằng máy tiện đứng CNC đã trở thành thiết bị cốt lõi giúp phá vỡ điểm nghẽn về 'độ chính xác an toàn và hiệu quả chi phí' trong lĩnh vực sản xuất đĩa phanh ô tô con thông qua sự hợp tác sâu rộng giữa 'kiến trúc cứng kép trục + điều khiển hình dạng đồng bộ hai mặt + tùy chỉnh vật liệu và quy trình'.
EN
