Какви са предимствата на обработката с ЦПУ в етапа на изследване и развитие на автомобилите?

1. Проверка на дизайна: Преобразуване на виртуални модели в твърди части правилно
Проверката на дизайна е най-важната част от ранните етапи на автомобилното изследване и развитие, за да се гарантира, че проектите са възможни. Традиционната изработка трябва първо да се тества чрез изработване на глинени модели или основни форми на ръка, но тези методи имат проблеми, включително ниска точност, дълги цикли и скъпи цени. Цифровите производствени процедури в CNC машинната технология правят възможно прецизното преобразуване на дизайнерски модели във физически продукти.
Пет{0}}осовата механична обработка преодолява проблемите, които идват със сложните структури.
Например, цилиндровият блок на двигателя има канали за масло, водни тунели и отвори на цилиндрите, които не всички са в права линия. Традиционната машинна обработка трябва да бъде захваната и позиционирана няколко пъти, което може да доведе до неточност от повече от 0,1 mm. Връзката за въртене на A/C ос позволява на пет-осния CNC обработващ център да извършва много-фасетна обработка с едно затягане. Той поддържа грешката на цилиндричността на отвора на цилиндъра до 0,005 mm и подобрява точността на позицията на масления канал до ± 0,02 mm. Това гарантира, че всички потенциални проблеми със смущенията могат да бъдат открити по време на етапа на проверка на проекта.
Високо{0}}скоростното рязане намалява времето, необходимо за проверка на каквото и да било.
Типичната процедура за фрезоване на зъбни колела за производство на зъбни колела на скоростна кутия изисква обработка стъпка-по-стъпка, която може да отнеме до две седмици. Чрез оптимизиране на параметрите на рязане (скорост на шпиндела от 3000 r/min, скорост на подаване от 1200 mm/min), технологията за високо-скоростно рязане с CNC намалява времето, необходимо за обработка на едно парче до 8 часа. Технологията за онлайн откриване също дава-вход в реално време за проблеми с профила на зъбите, което позволява на дизайнерския екип да завърши три кръга на итеративна оптимизация за по-малко от 48 часа.
Адаптивността към множество материали насърчава нови дизайнерски идеи.
CNC обработката работи с широка гама от материали, включително алуминиеви сплави, стомана с висока-якост и композитни материали. Това улеснява разработването на леки продукти. При изследването и разработването на корпуси на акумулаторни батерии за нови енергийни превозни средства, машинната обработка с ЦПУ може да гарантира, че композитните материали от въглеродни влакна и алуминиевите сплави пасват перфектно. Чрез симулиране на коефициентите на топлинно разширение на различни материали и усъвършенстване на структурния дизайн могат да бъдат предотвратени грешки в качеството, произтичащи от проблеми със съвместимостта на материалите в масовото производство.
2. Производство на проби: възможност за бързо извършване на промени на ниска цена и с голяма ефективност
Етапът на прототипа е важна връзка между дизайна и масовото производство. Основната цел е да се покаже цялостното дизайнерско намерение на възможно най-ниска цена. CNC обработката предлага множество производствени опции, които правят производството на проби бързо и лесно:
Производството на една бройка намалява разходите за пробно производство.
Изработката на традиционни форми струва много (един комплект може да струва стотици хиляди юани), а смяната им отнема много време. CNC машинната обработка използва метода „производство без матрица“, който позволява бързото производство на проби от единични части чрез директна обработка на метални заготовки или заготовки за 3D печат. Това намалява разходите с повече от 60% в сравнение с традиционните методи. Например, когато определен автомобилен бизнес правеше ново въртящо се рамо на окачването, те успяха да завършат първия кръг от производството на мостри само за три дни, използвайки CNC обработка. Това съкращава периода на разработка с 21 дни в сравнение с традиционните методи.
Малко{0}}серийното гъвкаво производство улеснява сравняването на различни алтернативи.
CNC машините могат бързо да превключват между програми и форми, за да проверят едновременно алтернативни дизайнерски схеми. Като пример, екипът за научноизследователска и развойна дейност може да работи върху пет алтернативни стилови схеми едновременно, когато прави вътрешни панели на автомобилни врати. Използването на CNC система за измерване за сравняване на качеството на повърхността, хлабината на монтажа и други данни улеснява бързия избор на най-добрия дизайн. По този начин развитието няма да се забави от грешки в една схема.
Обработката на функционалната интеграция подобрява целостта на проверката.
CNC обработката може да извърши „много{0}}обработка с едно затягане“. Например, когато правите спирачни дискове, обработващ център с пет-осева връзка може да направи повърхността на диска плоска, отвора за разсейване на топлината на правилното място и отвора за динамичен баланс едновременно. Това гарантира, че пробата работи точно по същия начин като масово-произвежданата част и избягва грешки, които се натрупват при обработка на стъпки.
3. Оптимизиране на процеса: фина-настройка на производствените настройки въз основа на данни
Необходима е оптимизация на процеса по време на фазата на изследване и развитие, за да се намерят най-добрите параметри на обработка. Това ще гарантира, че производството остава стабилно по време на фазата на масово производство. Тъй като обработката с ЦПУ е цифрова, това е чудесен начин за оптимизиране на процесите:
Динамичното регулиране на параметрите е възможно при-събиране на данни в реално време.
Машините с ЦПУ имат сензор за сила и сензор за температура, които могат да следят силата на рязане, вибрациите на шпиндела и други данни в реално време и да ги изпращат към системата MES през индустриалния интернет. Например, когато се обработва колянов вал, системата може автоматично да намали скоростта на подаване с 20% и да промени скоростта на потока на охлаждащата течност, ако забележи бързо нарастване на силата на рязане. Това предпазва инструментите и поддържа стабилна обработка.
Цифровата двойна технология ускорява процеса на валидиране.
Екипът за научноизследователска и развойна дейност може да използва виртуален модел на обработка, за да тества процеса на рязане с различни настройки, преди да го направи реално. Това им позволява да видят какви проблеми могат да възникнат, като износване на инструмента и топлинна деформация. Конкретен автомобилен бизнес използва цифрова двойна технология, за да подобри маршрутите за рязане на новите биели на двигателя. Това намали времето, необходимо за машинна обработка на частите с 15% и увеличи живота на инструментите с 40%.
AI методът осигурява адаптивна оптимизация на параметрите, за да работи
Някои съвременни системи с ЦПУ идват с модули за машинно обучение, които могат автоматично да намерят най-добрите комбинации от параметри въз основа на данни за предишна обработка. Например, при производството на колела от алуминиева сплав, AI алгоритмите динамично променят скоростта на рязане и скоростта на подаване, като оценяват разликите в твърдостта и издръжливостта на различните партиди материали, като впоследствие повишават степента на квалификация на продукта от 92% на 98%.
4. Въз основа на данни: Създаване на плавен цифров затворен цикъл между научноизследователска и развойна дейност и масово производство
CNC обработката е критична връзка между научноизследователската и развойна дейност и масовото производство, тъй като е цифрова и свързва данни за постигане на пълен контрол на качеството на процеса:
Стандартизирането на G-код гарантира, че намерението на дизайна се изпраща правилно.
След като CAM софтуерът преобразува CAD проектните данни в G-код, те могат да бъдат изпратени директно до CNC машинни инструменти без никакви грешки, които биха се случили, ако някой ги програмира на ръка. Конкретна автомобилна фирма е създала стандартна библиотека с G-код, така че CNC оборудването от различни доставчици да може да се обработва по един и същи начин. Това гарантира, че параметрите на процеса, зададени по време на етапа на изследване и развитие, се следват стриктно в етапа на масово производство.
Използване на онлайн система за откриване, за да работи качественото проследяване
Машините с ЦПУ се доставят с лазерен скенер и координатна измервателна машина, която може да намери размерите на обработката в реално време и да предостави информацията на системата за управление на качеството. Например, когато фрезовате корпуса на скоростната кутия, системата автоматично следи времето за обработка, износването на инструмента и разликите в размера на всяка позиция на отвора. Това създава пълен качествен файл, който може да се използва за контрол на процеса през цялото масово производство.
Гъвкавите производствени линии улесняват бързото превръщане на резултатите от изследванията и разработките в нови продукти.
За да създадете гъвкава производствена линия, която може да прави както образци за изследвания и разработки, така и масово-произведени части, можете да свържете CNC машини с автоматизирани единици като автомобили и роботи AGV. Конкретна фирма за нови енергийни превозни средства използва гъвкава производствена линия, за да тества процеса на масово производство по време на етапа на изследване и развитие. Това намали времето, необходимо за пускане на нов автомобил на пазара с три месеца.