Quais partes do sistema de suspensão do carro requerem usinagem CNC?

1. Requisitos para classificação e processamento das principais partes dos sistemas de suspensão
Existem três partes principais no sistema de suspensão: elementos elásticos, amortecedores e mecanismos de direção. Cada módulo possui peças importantes que precisam ser usinadas em CNC.
Partes do mecanismo de orientação
Como uma “junta” que conecta as rodas e a carroceria, o braço de controle deve ser capaz de lidar com a força longitudinal, a força lateral e o torque de frenagem. A posição do furo de instalação afeta diretamente as características de alinhamento das rodas, como o ângulo de cambagem e o ângulo de caster. A usinagem CNC pode garantir que a tolerância do furo seja menor ou igual a ± 0,05 mm, o que evita o desgaste irregular dos pneus devido a erros de montagem. Por exemplo, a fresagem CNC é usada para fazer o braço de controle inferior dianteiro do Tesla Model 3. Isso o torna 15% mais leve e 30% mais-durável.
Junta de direção: A junta de direção é composta pelo orifício do pino principal, pela superfície de montagem do rolamento do cubo da roda e pelo suporte da pinça de freio. A qualidade de sua usinagem tem um efeito direto na sensação da direção e na estabilidade dos freios. A junta de direção do BMW X5 usa forjamento integral e tecnologia CNC de usinagem de precisão de cinco{3}}eixos, o que a torna 20% mais leve e 25% mais rígida do que a construção de soldagem dividida.
Link para estabilizador: Esta peça conecta a barra estabilizadora e o braço de suspensão através de roscas. O fresamento de rosca CNC pode tornar o perfil do dente com precisão de ± 0,01 mm, o que garante que a resistência da conexão passe em 100.000 testes de fadiga.
Peças que suportam elementos elásticos
Assento da mola: O nivelamento do assento da mola deve ser mantido dentro de menos ou igual a 0,02 mm para evitar que a polarização da mola produza ruídos estranhos. Isso ocorre porque o assento da mola é onde as molas espirais ou pneumáticas são instaladas. O fresamento com controle numérico pode fazer a usinagem da superfície do assento e o posicionamento preciso do furo em uma única etapa, o que reduz o número de vezes que a peça precisa ser fixada.
Suporte do amortecedor: Esta peça deve ser capaz de suportar a força do impacto do amortecedor, e sua construção soldada precisa ser fixada para deformação por meio de usinagem CNC. Por exemplo, após a soldagem, o suporte do amortecedor de um Toyota Corolla é usinado com precisão CNC para garantir que a verticalidade entre o suporte e a superfície de montagem da carroceria seja <0,05 mm.
Partes de estruturas que são complicadas
Braço de suspensão com muitos elos: para torná-los leves e fortes, as bielas dos sistemas de suspensão multi-links (como a suspensão traseira de cinco{1}}links) precisam ser usinadas em CNC. A biela do chassi auxiliar traseiro do Audi A8 é feita de liga de alumínio forjada e fresada CNC. Isso o torna 40% mais leve e 20% mais rígido quando dobrado.
Pistão de mola pneumática: O pistão do sistema de suspensão a ar precisa ser usinado em CNC para fornecer uma estrutura de câmara precisa. Isso garante que a curva característica de rigidez da mola pneumática atenda aos critérios de projeto. A usinagem CNC é usada para fazer o pistão da mola pneumática do Mercedes Benz S-Class. A superfície de vedação da câmara de ar Ra é menor ou igual a 0,4 μm.
2. Os benefícios tecnológicos da usinagem CNC para fabricação de peças suspensas
Capacidade de usinar superfícies complexas
As peças da suspensão geralmente têm superfícies tri{0}}dimensionais (como a superfície de montagem da junta esférica do braço de controle), orifícios que não são redondos (como o orifício de localização da pinça de freio da junta de direção) e estruturas-de paredes finas (como braços de suspensão em liga de alumínio). Os métodos de usinagem tradicionais precisam de mais de um grampo ou acessórios exclusivos, enquanto os centros de usinagem CNC de cinco{3}}eixos podem fazer usinagem multi-facetada com apenas um grampo, vinculando os eixos A/C. Uma máquina-ferramenta de cinco{6}}eixos pode fazer a usinagem de precisão do furo do pino principal, da superfície de instalação do cubo da roda e da superfície de colocação da pinça de freio, tudo ao mesmo tempo, enquanto faz as juntas de direção. Isso garante que o erro de coaxialidade de cada peça seja inferior a 0,02 mm.
Melhorando a adaptabilidade dos materiais
As partes da suspensão precisam ser leves e fortes. Aço-de alta resistência (como 42CrMo), liga de alumínio (como 6061-T6) e liga de magnésio (como AZ91D) são alguns dos materiais mais comuns. Ao alterar os parâmetros de corte, como velocidade do fuso e taxa de avanço, a usinagem CNC pode fazer cortes precisos em uma variedade de materiais.
Braço de controle feito de liga de alumínio: empregando fresamento de alta-velocidade (velocidade > 10.000 rpm) para reduzir a deformação térmica e a rugosidade superficial Ra menor ou igual a 0,8 μm;
Tirante de direção em aço-de alta resistência: a tecnologia de corte-em baixa temperatura (temperatura do fluido de corte definida entre -5 e 5 graus Celsius) evita o endurecimento por trabalho e aumenta a vida útil da ferramenta.
Subestrutura de liga de magnésio: Utiliza tecnologia de microlubrificação (MQL) para reduzir a quantidade de fluido de corte que entra no ambiente e diminuir a força de corte para evitar que o material se torne quebradiço.
Melhorando a eficiência e a flexibilidade na produção
A usinagem CNC pode converter rapidamente entre diferentes modelos de produtos, alterando o programa CNC. Isso o torna ótimo para fazer pequenas quantidades de produtos personalizados em uma variedade de estilos. Por exemplo, as configurações da geometria da suspensão de um chassi de veículo de nova energia precisam ser alteradas, uma vez que o arranjo da bateria é diferente. A usinagem CNC pode produzir novas peças em 48 horas, mas os procedimentos tradicionais de fundição precisam ser remodelados, o que leva vários meses. Além disso, as máquinas-ferramentas CNC podem compensar a deformação do material e o desgaste da ferramenta em tempo real usando medição on-line e tecnologia de usinagem adaptativa. Isto eleva a taxa de qualificação de usinagem para acima de 99,5%.
3. Um estudo de caso típico para uma aplicação
Caso 1: Trabalhando no chassi auxiliar de um Volvo XC 90
O Volvo XC90 tem um chassi auxiliar de fundição-integrado em liga de alumínio, e as etapas para fabricá-lo são as seguintes:
Usinagem grosseira: use uma fresadora CNC de três{0}}eixos para se livrar da última parte da peça{1}}de fundição e deixe uma margem de usinagem de precisão de 0,5 mm;
Usinagem de precisão: um centro de usinagem de articulação de cinco{0}}eixos é usado para finalizar a usinagem de precisão da superfície de instalação da subestrutura, dos furos para a conexão do braço de controle e das nervuras de reforço. Isso garante que a superfície seja plana com precisão de 0,03 mm e os orifícios tenham ± 0,02 mm.
Teste: Use uma máquina de medição por coordenadas (CMM) para verificar todas as dimensões importantes e, em seguida, envie os dados de volta ao sistema CAM para melhorar o caminho de usinagem.
Esse método torna o chassi auxiliar 45% mais leve e 10% mais rígido, o que ajuda o XC90 a obter uma classificação de segurança de cinco{3}}estrelas do Euro NCAP.
Caso 2: Processando o pistão de suspensão a ar para o BYD Han EV
O pistão de suspensão a ar BYD Han EV deve ser capaz de suportar alta pressão e vedar bem. O fluxo de processamento é o seguinte:
Usinagem de torneamento: Use um torno CNC para processar a face final do pistão e o círculo externo. Certifique-se de que a cilindricidade seja menor ou igual a 0,005 mm.
Processamento por fresamento: Uma máquina-ferramenta de cinco eixos é usada para fazer a ranhura de vedação da câmara de ar, que tem uma tolerância de largura de ranhura menor ou igual a ± 0,01 mm. A superfície é tratada com tecnologia de oxidação por micro arco para torná-la mais resistente ao desgaste e à corrosão.
O pistão pode suportar 3 MPa de pressão e dura 2 milhões de ciclos, o que permite ao Han EV elevar seu chassi em 150 mm.