Vilka är fördelarna med CNC-bearbetning i fordonsforsknings- och utvecklingsstadiet?

1. Designverifiering: Konvertera virtuella modeller till solida delar korrekt
Designverifiering är den viktigaste delen av de tidiga stadierna av bilforskning och -utveckling för att säkerställa att design är möjlig. Traditionellt utförande måste testas först genom att göra lermodeller eller basformar för hand, men dessa metoder har problem med bland annat låg noggrannhet, långa cykler och dyra priser. Digitala tillverkningsprocedurer i CNC-bearbetningsteknik gör det möjligt att exakt översätta designmodeller till fysiska produkter.
Fem-axlar länkbearbetning kommer över problemen som kommer med komplicerade strukturer.
Till exempel har motorns cylinderblock oljepassager, vattentunnlar och cylinderhål som inte alla ligger i en rak linje. Traditionell bearbetning måste spännas fast och placeras flera gånger, vilket kan lägga till en felaktighet på mer än 0,1 mm. A/C-axelrotationslänkning gör att CNC-bearbetningscentret med fem-axlar kan utföra fler-bearbetning i en fastspänning. Det håller cylinderloppets cylindricitetsfel inom 0,005 mm och förbättrar oljepassagepositionens noggrannhet till ± 0,02 mm. Detta säkerställer att eventuella störningsproblem kan hittas under designverifieringsstadiet.
Hög-skärning minskar tiden det tar att kontrollera något.
Den typiska växlingsproceduren för att tillverka växellådsväxlar kräver steg-för-bearbetning som kan ta upp till två veckor. Genom att optimera skärparametrarna (spindelhastighet på 3 000 r/min, matningshastighet på 1 200 mm/min) minskar CNC-höghastighetsskärningstekniken- ned den tid det tar att bearbeta ett enda stycke till 8 timmar. Onlinedetekteringstekniken ger också indata i realtid om tandprofilproblem, vilket gör att designteamet kan avsluta tre omgångar av iterativ optimering på mindre än 48 timmar.
Anpassningsförmåga till flera material uppmuntrar nya designidéer.
CNC-bearbetning arbetar med ett brett utbud av material, inklusive aluminiumlegeringar, hög-hållfast stål och kompositmaterial. Detta gör det lättare att utveckla lätta produkter. I forskningen och utvecklingen av nya batteripaket för energifordon kan CNC-bearbetning se till att kolfiberkompositmaterial och aluminiumlegeringar passar ihop perfekt. Genom att simulera de termiska expansionskoefficienterna för olika material och förfina strukturell design kan kvalitetsfel som uppstår på grund av materialkompatibilitetsproblem vid masstillverkning förhindras.
2. Provtillverkning: förmågan att snabbt göra förändringar till en låg kostnad och med stor effektivitet
Prototypstadiet är en viktig länk mellan design och masstillverkning. Huvudmålet är att visa hela designens syfte till lägsta möjliga kostnad. CNC-bearbetning erbjuder flera produktionsalternativ som gör provtillverkningen snabb och enkel:
Enstaka produktion skär ner på kostnaderna för provproduktion.
Det kostar mycket att tillverka traditionella formar (en enda uppsättning kan kosta hundratusentals yuan), och det tar lång tid att byta dem. CNC-bearbetning använder metoden "mögelfri tillverkning", som möjliggör snabb produktion av enstaka prover genom att direkt bearbeta metallämnen eller 3D-utskriftsämnen. Detta minskar kostnaderna med mer än 60 % jämfört med traditionella metoder. Till exempel, när ett visst fordonsföretag tillverkade en ny svängarm, kunde de avsluta den första omgången av provtillverkning på bara tre dagar med CNC-bearbetning. Detta minskade utvecklingstiden med 21 dagar jämfört med traditionella metoder.
Flexibel produktion i små-partier gör det lättare att jämföra olika alternativ.
CNC-maskiner kan snabbt växla mellan program och formar för att kontrollera alternativa designscheman samtidigt. Som ett exempel kan FoU-teamet arbeta på fem alternativa stilscheman samtidigt när de tillverkar bildörrars inre paneler. Att använda ett CNC-mätsystem för att jämföra ytkvalitet, monteringsavstånd och andra data gör det enkelt att snabbt välja den bästa designen. På så sätt kommer utvecklingen inte att försenas av misstag i ett system.
Funktionell integrationsbehandling förbättrar verifieringens integritet.
CNC-bearbetning kan göra "fler-processbearbetning med en fastspänning." Till exempel, när man tillverkar bromsskivor, kan ett fem-länkagebearbetningscenter göra skivans yta platt, värmeavledningshålet på rätt plats och det dynamiska balanshålet på samma gång. Detta säkerställer att provet fungerar exakt likadant som den masstillverkade delen- och undviker fel som byggs upp vid stegvis bearbetning.
3. Processoptimering: finjustera-tillverkningsinställningarna baserat på data
Processoptimering behövs under hela forsknings- och utvecklingsfasen för att hitta de bästa bearbetningsparametrarna. Detta kommer att säkerställa att produktionen förblir stabil under massproduktionsfasen. Eftersom CNC-bearbetning är digital är det ett utmärkt sätt att optimera processer:
Dynamisk parameterjustering är möjlig med-realtidsdatainsamling.
CNC-verktygsmaskinerna har en kraftsensor och en temperatursensor som kan hålla ett öga på skärkraften, spindelvibrationen och andra data i realtid och skicka dem till MES-systemet över det industriella Internet. Till exempel, vid bearbetning av en vevaxel, kan systemet automatiskt sänka matningshastigheten med 20 % och ändra kylvätskeflödet om det märker en snabb ökning av skärkraften. Detta skyddar verktygen och håller bearbetningen stabil.
Digital tvillingteknik påskyndar valideringsprocessen.
FoU-teamet kan använda en virtuell bearbetningsmodell för att testa skärprocessen med olika inställningar innan de gör det på riktigt. Detta låter dem se vilka problem som kan dyka upp, som verktygsslitage och värmedeformation. En speciell bilverksamhet använder digital tvillingteknologi för att förbättra skärvägarna för nya motorvevstakar. Detta har minskat tiden det tar att bearbeta delarna med 15 % och ökat livslängden på verktygen med 40 %.
AI-metoden får parameteradaptiv optimering att fungera
Vissa moderna CNC-system kommer med maskininlärningsmoduler som automatiskt kan hitta de bästa kombinationerna av parametrar baserat på tidigare bearbetningsdata. Till exempel, vid tillverkning av aluminiumfälgar, modifierar AI-algoritmer skärhastigheten och matningshastigheten dynamiskt genom att bedöma skillnaderna i hårdhet och seghet för olika partier av material, vilket följaktligen ökar produktkvalificeringsgraden från 92 % till 98 %.
4. Baserat på data: Skapa en smidig digital sluten slinga mellan forskning och utveckling och masstillverkning
CNC-bearbetning är en kritisk länk mellan forskning och utveckling och massproduktion eftersom den är digital och kopplar samman data för att uppnå full processkvalitetskontroll:
Genom att standardisera G-koden säkerställs att designavsikten skickas korrekt.
Efter att CAM-programvaran omvandlar CAD-designdata till G-kod kan den skickas direkt till CNC-verktygsmaskiner utan några misstag som skulle hända om någon programmerade den för hand. Ett specifikt fordonsföretag har skapat ett standard G-kodbibliotek så att CNC-utrustning från olika leverantörer kan bearbetas på samma sätt. Detta säkerställer att de processparametrar som ställts in under forsknings- och utvecklingsstadiet följs strikt i massproduktionsstadiet.
Att använda ett onlinedetekteringssystem för att få kvalitetsspårbarhet att fungera
CNC-verktygsmaskinerna kommer med en laserskanner och en koordinatmätmaskin som kan hitta bearbetningsdimensionerna i realtid och ge informationen till kvalitetsledningssystemet. Vid till exempel fräsning av växellådshus håller systemet automatiskt reda på bearbetningstid, verktygsslitage och storleksskillnader för varje hålposition. Detta skapar en komplett kvalitetsfil som kan användas för att kontrollera processen genom hela massproduktionen.
Flexibla produktionslinjer gör det enkelt att snabbt omvandla forsknings- och utvecklingsresultat till nya produkter.
För att göra en flexibel tillverkningslinje som kan göra både forsknings- och utvecklingsprover och massproducerade-delar, kan du koppla ihop CNC-maskiner med automatiserade enheter som AGV-bilar och robotar. En speciell ny energifordonsfirma använde en flexibel tillverkningslinje för att testa massproduktionsprocessen under forsknings- och utvecklingsstadiet. Detta minskade tiden det tog att lansera en ny bil med tre månader.