Jakie części układu zawieszenia samochodu wymagają obróbki CNC?

1. Wymagania dotyczące sortowania i przetwarzania głównych części układów zawieszenia
Układ zawieszenia składa się z trzech głównych części: elementów elastycznych, amortyzatorów i mechanizmów kierowniczych. Każdy moduł ma ważne części, które wymagają obróbki CNC.
Części mechanizmu prowadzącego
Jako „przegub” łączący koła z nadwoziem, wahacz musi być w stanie przenieść siłę wzdłużną, siłę poprzeczną i moment hamowania. Położenie otworu montażowego ma bezpośredni wpływ na charakterystykę zbieżności kół, np. kąt pochylenia koła i kąt skrętu. Obróbka CNC może zapewnić, że tolerancja otworu jest mniejsza lub równa ± 0,05 mm, co zapobiega nierównomiernemu zużyciu opon z powodu błędów w montażu. Na przykład frezowanie CNC wykorzystuje się do wykonania przedniego dolnego wahacza Tesli Model 3. Dzięki temu jest on o 15% lżejszy i o 30%-trwalszy.
Zwrotnica: Zwrotnica składa się z głównego otworu na sworzeń, powierzchni montażowej łożyska piasty koła i wspornika zacisku hamulca. Jakość obróbki ma bezpośredni wpływ na zachowanie układu kierowniczego i stabilność hamulców. Zwrotnica BMW X5 wykorzystuje zintegrowane kucie i pięcioosiową technologię precyzyjnej obróbki CNC, dzięki czemu jest o 20% lżejsza i 25% sztywniejsza niż konstrukcja ze spawaniem dzielonym.
Łącznik stabilizatora: Ta część łączy drążek stabilizatora i ramię zawieszenia za pomocą gwintów. Frezowanie gwintów CNC może zapewnić dokładność profilu zęba z dokładnością do ± 0,01 mm, co gwarantuje, że wytrzymałość połączenia przejdzie 100 000 testów zmęczeniowych.
Części podtrzymujące elementy elastyczne
Gniazdo sprężyny: Płaskość gniazda sprężyny powinna być utrzymywana w granicach mniejszych lub równych 0,02 mm, aby zapobiec powodowaniu dziwnych dźwięków przez naprężenie sprężyny. Dzieje się tak, ponieważ gniazdo sprężyny znajduje się w miejscu montażu sprężyn spiralnych lub pneumatycznych. Frezowanie sterowane numerycznie umożliwia zarówno obróbkę powierzchni gniazda, jak i precyzyjne pozycjonowanie otworów w jednym kroku, co pozwala ograniczyć liczbę mocowań przedmiotu obrabianego.
Wspornik amortyzatora: Ta część musi wytrzymać siłę uderzenia amortyzatora, a jej spawana konstrukcja musi zostać zabezpieczona przed odkształceniami w wyniku obróbki CNC. Na przykład po spawaniu wspornik amortyzatora Toyoty Corolli jest poddawany obróbce mechanicznej z dokładnością CNC, aby upewnić się, że pionowość między wspornikiem a powierzchnią montażową nadwozia wynosi < 0,05 mm.
Części konstrukcji, które są skomplikowane
Wahacze z wieloma wahaczami: aby były lekkie i mocne, korbowody wielo-wahaczowych układów zawieszenia (takich jak pięciowahaczowe zawieszenie tylne) muszą być obrabiane CNC. Korbowód tylnej ramy pomocniczej Audi A8 wykonany jest ze stopu aluminium, który został kuty i frezowany CNC. Dzięki temu jest o 40% lżejszy i o 20% sztywniejszy po zgięciu.
Tłok sprężyny pneumatycznej: Tłok układu zawieszenia pneumatycznego musi zostać poddany obróbce CNC, aby zapewnić precyzyjną strukturę komory. Dzięki temu krzywa charakterystyczna sztywności amortyzatora pneumatycznego spełnia kryteria projektowe. Do produkcji tłoka resora pneumatycznego do Mercedesa Benz Klasy S- wykorzystuje się obróbkę CNC. Powierzchnia uszczelniająca komory powietrznej Ra jest mniejsza lub równa 0,4 μm.
2. Korzyści technologiczne obróbki CNC do wykonywania części zawieszanych
Możliwość obróbki skomplikowanych powierzchni
Części zawieszenia często mają-trójwymiarowe powierzchnie (takie jak powierzchnia montażowa przegubu kulowego wahacza), otwory, które nie są okrągłe (takie jak otwór ustalający zacisk hamulca w zwrotnicy) i cienkie-konstrukcje ściankowe (takie jak wahacze ze stopu aluminium). Tradycyjne metody obróbki wymagają więcej niż jednego zacisku lub unikalnych uchwytów, podczas gdy pięcioosiowe-centra obróbcze CNC mogą wykonywać wielo-obróbkę wieloaspektową za pomocą tylko jednego zacisku, łącząc osie klimatyzacji. Obrabiarka pięcioosiowa-może wykonać precyzyjną obróbkę głównego otworu na sworzeń, powierzchni montażowej piasty koła i powierzchni umieszczenia zacisku hamulca w tym samym czasie, wykonując zwrotnice. Dzięki temu błąd współosiowości każdej części jest mniejszy niż 0,02 mm.
Poprawa zdolności adaptacyjnych materiałów
Części zawieszenia muszą być zarówno lekkie, jak i mocne. Do najczęściej spotykanych materiałów zalicza się-stal o wysokiej wytrzymałości (np. 42CrMo), stop aluminium (np. 6061-T6) i stop magnezu (np. AZ91D). Zmieniając parametry skrawania, takie jak prędkość wrzeciona i prędkość posuwu, obróbka CNC może wykonywać precyzyjne cięcia w różnych materiałach.
Wahacz wykonany ze stopu aluminium: wykorzystujący frezowanie-z dużą prędkością (prędkość > 10000 obr/min) w celu zmniejszenia odkształceń termicznych i chropowatości powierzchni Ra Mniej niż lub równe 0,8 μm;
Drążek kierowniczy ze stali-o wysokiej wytrzymałości: technologia cięcia w niskiej-temperaturze (temperatura płynu chłodzącego ustawiona na -5 do 5 stopni Celsjusza) zapobiega utwardzaniu się i zwiększa trwałość narzędzia.
Rama pomocnicza ze stopu magnezu: zastosowanie technologii mikrosmarowania (MQL) w celu zmniejszenia ilości płynu obróbkowego przedostającego się do środowiska i zmniejszenia siły skrawania, aby zapobiec kruchości materiału.
Poprawa wydajności i elastyczności produkcji
Obróbka CNC umożliwia szybką konwersję pomiędzy różnymi modelami produktów poprzez zmianę programu CNC. Dzięki temu świetnie nadaje się do tworzenia małych ilości spersonalizowanych produktów w różnych stylach. Na przykład należy zmienić ustawienia geometrii zawieszenia nowego podwozia pojazdu energetycznego, ponieważ rozmieszczenie akumulatorów jest inne. Dzięki obróbce CNC nowe części można wyprodukować w ciągu 48 godzin, ale tradycyjne procedury odlewania wymagają przeformowania, co zajmuje kilka miesięcy. Ponadto obrabiarki CNC mogą kompensować odkształcenia materiału i zużycie narzędzi w czasie rzeczywistym, korzystając z pomiarów online i technologii obróbki adaptacyjnej. Podnosi to wskaźnik kwalifikacji obróbki do ponad 99,5%.
3. Typowe studium przypadku aplikacji
Przypadek 1: Praca przy ramie pomocniczej Volvo XC 90
Volvo XC90 ma zintegrowaną ramę pomocniczą-odlewaną ze stopu aluminium, a etapy jej wykonania są następujące:
Obróbka zgrubna: użyj trójosiowej-frezarki CNC, aby pozbyć się-ostatniego kawałka półwyrobu odlewniczego i pozostawić naddatek na obróbkę precyzyjną 0,5 mm;
Precyzyjna obróbka: pięcioosiowe-centrum obróbcze z układami zawieszenia służy do precyzyjnej obróbki powierzchni montażowej ramy pomocniczej, otworów na połączenie wahacza i żeber wzmacniających. Zapewnia to, że powierzchnia jest płaska z dokładnością do 0,03 mm, a otwory mieszczą się w zakresie ±0,02 mm.
Testowanie: Użyj współrzędnościowej maszyny pomiarowej (CMM), aby sprawdzić wszystkie ważne wymiary, a następnie wyślij dane z powrotem do systemu CAM w celu ulepszenia ścieżki obróbki.
Dzięki tej metodzie rama pomocnicza jest o 45% lżejsza i o 10% sztywniejsza, co pomaga XC90 uzyskać pięciogwiazdkową-ocenę bezpieczeństwa w teście Euro NCAP.
Przypadek 2: Obróbka tłoka zawieszenia pneumatycznego dla BYD Han EV
Tłok zawieszenia pneumatycznego BYD Han EV musi wytrzymywać wysokie ciśnienie i dobrze uszczelniać. Przebieg przetwarzania jest następujący:
Obróbka tokarska: Użyj tokarki CNC do obróbki powierzchni czołowej tłoka i koła zewnętrznego. Upewnij się, że cylindryczność jest mniejsza lub równa 0,005 mm.
Obróbka przez frezowanie: pięcioosiowa obrabiarka- jest używana do wykonywania rowka uszczelniającego komorę powietrzną, którego tolerancja szerokości rowka jest mniejsza lub równa ± 0,01 mm. Powierzchnia jest poddawana obróbce metodą utleniania mikrołukiem, aby uczynić ją bardziej odporną na zużycie i korozję.
Tłok wytrzymuje ciśnienie 3 MPa i wytrzymuje 2 miliony cykli, co pozwala Han EV podnieść podwozie o 150 mm.