Milyen szerepet játszik a CNC megmunkálás az autóipari könnyűsúlyozásban?

1. Pontos motor könnyű anyagok megmunkálásához
A könnyű súlyú autók mögött az a fő ötlet, hogy az acél helyett új anyagokat, például alumíniumötvözetek, magnéziumötvözetek és szénszálas kompozitokat alkalmazzanak. Ezek az anyagok könnyűek és erősek, de pontosabb berendezésre és jobb folyamatszabályozásra van szükségük a munkájukhoz. A numerikus vezérlésű megmunkálási technológia digitális programvezérlése könnyű anyagok megmunkálását teszi lehetővé nagyon nagy pontossággal.
Nagy előrelépés az alumíniumötvözetek feldolgozásában
Például a szabványos öntöttvas motorhengerblokkok nagyon nehezek, míg az alumíniumötvözetből készült hengerblokkok 40-50%-kal csökkenthetik a tömeget. Az öt-tengelyes összekapcsolási technológiával a CNC megmunkálóközpont egyszerre képes megmunkálni összetett felületeket, üzemanyag-befecskendező lyukakat és gyújtógyertya-furatokat a hengertest üregében. Ezt ± 0,005 mm-es pontossággal és Ra felületi érdesség mellett 0,8 μm-nél kisebb vagy azzal egyenlő. Egy csúcskategóriás autógyártó 30%-kal csökkentette a hengerek gyártásához szükséges időt, és 12%-kal 0,8%-ra csökkentette a selejt mennyiségét, miután CNC-megmunkálásra váltott. A forgácsolási paraméterek egyidejű optimalizálásával a szerszám élettartama 300%-kal nőtt.
Szénszálas kompozit anyagok öntésének szabályozása
Eleinte a szénszálas anyagokat elsősorban a csúcskategóriás{0}}autókban, például a szuperautókban használták, mivel drágák voltak, és nehéz volt velük dolgozni. A numerikus vezérlésű megmunkálási technológia lehetővé tette, hogy a nagy sebességű-marás és a lézervágás kombinálásával tökéletesen illeszkedő szénszálas testburkolatokat készítsenek. Az egyik új energetikai járműgyártó cég például CNC-megmunkálású szénszálas karosszéria-tartókat használ, amelyek 20%-kal könnyebbek és 15%-kal erősebbek, mint az alumíniumötvözet. A feldolgozási torzítás 0,1 mm-en belül marad a szálréteg szögének beállításával.
Sok magnéziumötvözet alkatrész készítése egyszerre
A magnéziumötvözet mindössze 2/3-a olyan sűrű, mint az alumíniumötvözet, de az oxidációra való hajlam és a vágóerő miatt kevésbé hasznos. A CNC megmunkáló berendezés nagynyomású-hűtőrendszerrel és intelligens forgácsolási paraméter-optimalizáló funkcióval rendelkezik. Ez azt jelenti, hogy gond nélkül meg tudja dolgozni az olyan alkatrészeket, mint a magnéziumötvözetből készült műszerfal-tartók és az üléskeretek. Egy bizonyos alkatrészszállító CNC megmunkálást alkalmazott a magnéziumötvözet vezérlőkarok tömegének 60%-os csökkentésére a tipikus acél alkatrészekhez képest. Szimulációt is alkalmaztak a szerszámút javítására, ami 40%-kal hatékonyabbá tette a feldolgozást.
2. "Gyártószerszám" bonyolult könnyűszerkezetek készítéséhez
A könnyű kialakítás nem csupán új anyagokat foglal magában; szerkezeti optimalizálást is kell alkalmaznia, hogy "fogyás nélkül csökkentse a súlyt". A több-tengelyes összekapcsolással, szimulációval és egyéb funkciókkal a numerikus vezérlésű megmunkálási technológia lehetővé teszi bonyolult szerkezetek, például üreges rácsos rácsok és biomimetikus méhsejtök készítését.
Összetett geometriai objektumok megmunkálása több-tengelyes összekapcsolással
Az öt-tengelyes CNC-megmunkálás olyan térbeli felületeket készíthet, amelyeket a szokásos három-tengelyes szerszámgépekkel nehéz elkészíteni. Például a turbófeltöltő lapátjainak bonyolult aerodinamikai felülettel kell rendelkezniük. A CNC megmunkálóközpont egyszerre vezérli az X, Y, Z tengelyeket és az A és B forgástengelyeket. Ezáltal a penge felületi pontossága ± 0,01 mm-en belül marad, és a felületi érdesség Ra < 0,4 μm. Ezáltal a fokozás hatékonysága 10%-kal nő, a súly pedig 15%-kal csökken.
A megmunkálási út optimalizálása szimuláció segítségével
Könnyű üreges szerkezetekkel végzett munka során a CNC rendszer CAD/CAM szoftverrel modellezheti a szerszámnak a munkadarabhoz való ütközésének kockázatát és javíthatja a forgácsolási paramétereket. Egy alumíniumötvözet segédkeretekkel dolgozó vállalat szimuláció segítségével csökkentette az üresjárati löketet 25%-kal, a forgácsolóerő ingadozását pedig 40%-kal. Ezzel a feldolgozási idő 45 percről 28 percre csökkent. Ezenkívül az előtolás menet közbeni változtatásával a szerszámkopási sebesség a felére csökkent.
A hibakompenzációs technológia biztosítja, hogy a pontosság változatlan maradjon.
A könnyű alkatrészek nagyon érzékenyek a marás során elkövetett hibákra. A lézeres interferométereket numerikus vezérlésű szerszámgépek használják, hogy valós időben figyeljék az orsó termikus deformációját, a csavarmenet-problémákat és egyéb dolgokat. Ezután automatikusan továbbítják ezt az információt a vezérlőrendszernek. Például szénszálas erőátviteli tengelyek gyártása során a hibajavító technológia a koaxialitási hibát 0,05 mm és 0,02 mm között tartja, ami 3%-kal növeli az erőátviteli hatékonyságot.
3. Hatékonyságnövelő a gyors prototípuskészítéshez és rugalmas gyártáshoz
A könnyűsúlyú autóknak megfelelő egyensúlyra van szükségük a kutatás-fejlesztés eredményessége és a gyártás rugalmassága között. A numerikus vezérlésű megmunkálási technológiával gyorsan készíthet mintákat és cserélheti a gyártósorokat, ami felgyorsítja a termék iterációs ciklusát.
A CNC gyors prototípus segít a tervek ellenőrzésében.
A CNC megmunkálás 72 óra alatt képes alumíniumötvözet prototípusokat készíteni új energiahordozó járművek akkumulátordobozaihoz, ami 80%-kal gyorsabb, mint a hagyományos formákkal. Egy adott cég CNC megmunkálást használt, hogy tesztelje az üreges szerkezeti tervezés megvalósíthatóságát magnéziumötvözet akkumulátortálcán. Ez 25%-kal csökkentette a végtermék tömegét és 60%-kal a minták feldolgozási költségét a befogási séma javításával.
A rugalmas gyártósor sokféle termelést képes kezelni.
A CNC szerszámgépek ipari robotokkal és AGV kocsikkal való kombinálásával rugalmas gyártósor jött létre könnyű alkatrészekhez. Például egy bizonyos hajtóműgyár 12 különböző típusú hajtóművet tudott egyszerre készíteni CNC megmunkálóközpontok és automatizált rögzítőrendszerek segítségével. Ez 2 óráról 15 percre csökkentette az átállási időt, és 40%-kal növelte a teljes berendezés hatékonyságát (OEE).
Digitális iker technológia alkalmazása a folyamatparaméterek javítására
A könnyű alumínium könnyűfém keréktárcsák feldolgozásakor a CNC rendszer digitális ikertesteket használ annak modellezésére, hogyan változik a hőmérsékleti mező különböző vágási sebességeknél. Ezután automatikusan importálja a legjobb beállításokat a szerszámgépbe. Ennek a módszernek a használatával egy bizonyos cég a szerszámkopás előrejelzésével 5%-ról 0,3%-ra tudta csökkenteni a kerékagy-feldolgozás felületi hibaarányát, és 70%-kal csökkentette a nem tervezett állásidőt.