Service d'usinage CNC 5 axes : Fabrication de moteurs automobiles

Dans la recherche de la haute performance et de la durabilité des moteurs automobiles, Usinage CNC à 5 axes s'est imposée comme une solution essentielle pour la fabrication de composants de moteurs automobiles. Cette avancée s'appuie sur ses caractéristiques distinctives de coordination multi-axes, de haute précision et de flexibilité exceptionnelle. Cet article examine Weldo Etude de cas de l'usinage de l'entreprise EA855 du moteur Bloc central à 5 cylindres. Il s'intéresse à la manière dont CNC permet de surmonter les contraintes liées aux géométries complexes, aux matériaux difficiles à usiner et aux tolérances strictes grâce au contrôle de la liberté spatiale, à l'optimisation de l'adaptabilité des matériaux et à la compensation intelligente, offrant ainsi un soutien technique solide aux systèmes de transmission automobile.

Usinage CNC 5 axes de pièces de moteur de voiture en acier inoxydable (3)
5 axes usinage cnc pièce de moteur de voiture en acier inoxydable (3)

Contexte de l'affaire : Défis de fabrication et exigences techniques pour le EA855 5 cylindres Bloc central

En tant que premier exemple de groupes motopropulseurs à haute performance, la EA855 en ligne du moteur Bloc central à 5 cylindres offre des avantages exceptionnels en termes de compacité et de puissance, mais présente d'immenses difficultés de fabrication.

Complexité structurelle

Le 5 cylindres L'agencement se traduit par des canaux d'eau internes, des passages d'huile et des alésages de cylindre très denses, ce qui impose des exigences strictes en matière d'usinage multi-surfaces et de précision des surfaces dans l'espace. Les méthodes d'usinage traditionnelles peinent à répondre à des exigences structurelles aussi complexes, alors que la technologie de fraisage CNC multi-axes relève efficacement ce défi.

Spécificité des matériaux

Ce moteur utilise 316L L'acier inoxydable est un matériau réputé pour sa résistance à la corrosion et sa grande solidité. Cependant, il présente des tendances prononcées à l'écrouissage, ce qui entraîne une usure rapide des outils et une sensibilité aux défauts de surface. Malgré cela, sa dureté le rend plus facile à usiner que la fonte tout en offrant une ténacité supérieure, ce qui augmente le potentiel de modification de la puissance du moteur.

Exigences de précision

Les exigences de tolérance atteignent ±0,05 mm (diamètre de l'alésage du cylindre, planéité) et la rugosité de surface Ra 1,2μm (surfaces d'étanchéité, paires de frottement), ce qui dépasse de loin les normes d'usinage conventionnelles. Cela impose des exigences proches de celles de la technologie d'usinage, ce qui rend la technologie d'usinage de la Usinage CNC à 5 axes-avec sa haute précision, la solution idéale pour répondre à ces normes.
L'usinage traditionnel à trois axes peine à concilier efficacité et précision en raison des changements de serrage fréquents et des parcours d'outils limités. 5 axes CNCCependant, la programmation permet de contrôler l'avance de l'outil le long des axes X, Y et Z. Combiné aux servomoteurs et aux axes de rotation de la base de la pièce (axes A et B), il permet un usinage en douceur des cinq surfaces de la chambre de combustion. L'état de surface de la chambre est ainsi garanti, ce qui pose les bases d'un mouvement normal du piston et réduit considérablement le risque d'usure des segments de piston et de brûlure de l'huile causée par une conduite agressive.

Usinage CNC 5 axes de pièces de moteur de voiture en acier inoxydable (7)
Usinage CNC 5 axes de pièces de moteur de voiture en acier inoxydable (7)

Analyse des Usinage CNC 5 axes Avantages :

Des percées complètes de l'efficacité à la précision
Outil à installation unique pour la réduction de l'erreur accumulée
L'ajout des axes rotatifs A et C dans la CNC à 5 axes permet l'usinage de plusieurs surfaces avec une seule configuration de la pièce à usiner, ce qui élimine efficacement les erreurs de positionnement accumulées lors des configurations multiples de l'usinage traditionnel à trois axes. Dans l'usinage de la EA855 cinq cylindres La tolérance du diamètre de l'alésage du cylindre a été stabilisée à ±0,04 mm, avec une erreur de planéité ≤0,03 mm, ce qui représente une amélioration de la précision de 40% par rapport aux méthodes conventionnelles. Cet avantage démontre pleinement CNC la capacité exceptionnelle du fraisage en matière de contrôle de la précision.

L'optimisation des parcours d'outils améliore l'usinabilité des matériaux difficiles à usiner

Pour les matériaux difficiles tels que 316L acier inoxydable, Usinage CNC à 5 axes ajuste dynamiquement les angles de l'outil et soulève périodiquement la fraise pendant le perçage. Cela garantit une distribution uniforme des forces de coupe, réduisant ainsi le risque de surchauffe pendant l'usinage. Associé à un système de refroidissement interne à haute pression, les températures de coupe sont abaissées de 30%, la durée de vie de l'outil est prolongée de 30% et la rugosité de surface est stabilisée dans la limite de Ra 1,2μm. Cet avantage technologique s'applique également à l'usinage de matériaux tels que les alliages de titane et les alliages à haute température dans des composants tels que les boîtiers de turbocompresseurs et les collecteurs d'admission, démontrant ainsi. Usinage CNCLa formidable capacité d'adaptation matérielle de l'entreprise.

Usinage CNC 5 axes de pièces de moteur de voiture en acier inoxydable (11)
Usinage CNC 5 axes de pièces de moteur de voiture en acier inoxydable (11)

Usinage de surfaces courbes de haute précision

Les surfaces d'étanchéité des moteurs (par exemple, les surfaces de contact des joints de culasse) et les paires de frottement (par exemple, les alésages des axes de piston) exigent une rugosité de surface extrêmement élevée (Ra ≤ 1,6 μm). La fonction RTCP (positionnement du centre de l'outil rotatif) et la technologie de suppression des vibrations en multi-axes. CNC garantit que l'outil reste perpendiculaire à la surface usinée, éliminant ainsi les ondulations de la surface causées par la déviation angulaire dans l'usinage conventionnel. En EA855 Usinage de la surface du joint du bloc-cylindres, la rugosité de surface atteint Ra 1,0-1,2 μm - une amélioration de 25% par rapport à l'usinage à trois axes - ce qui réduit considérablement le risque de fuite et garantit l'étanchéité du moteur.

Usinage efficace des cavités profondes et des trous obliques

La liaison de l'axe A/C en Usinage CNC à 5 axes permet d'alimenter l'outil dans n'importe quelle direction spatiale, ce qui permet d'usiner en une seule passe des structures à cavités profondes telles que les voies d'eau et les passages d'huile des cylindres de moteurs, ainsi que les trous d'injecteurs inclinés. Par exemple, le temps d'usinage d'une seule pièce pour la voie d'eau du cylindre du cylindre central à cinq cylindres a été réduite de 45 à 18 minutes, ce qui a permis d'augmenter l'efficacité de la production de 60%. Cela élimine également les risques de fuite causés par les lignes de marquage de l'outil, ce qui améliore la fiabilité du produit.

Possibilité de personnaliser le moteur à l'aide d'une commande numérique multi-variétés

5 axes Usinage CNC ajuste rapidement les trajectoires d'outils par CNC de l'entreprise. Associé à des montages modulaires, il permet de traiter sur une seule machine des composants de moteurs de différentes cylindrées et de différents nombres de cylindres. Après l'intégration des centres d'usinage à 5 axes dans l'entreprise Weldo's ligne de production flexible, une seule ligne peut désormais traiter à la fois EA855 cinq cylindres et des blocs moteurs à quatre cylindres. Le temps de changement a été réduit de 4 heures à 0,5 heure, tandis que l'utilisation de l'équipement a augmenté à 92%, répondant ainsi à la demande du marché pour des produits de moteurs personnalisés, multi-variétés et en petites séries.

Des années d'expertise en matière d'usinage multi-axes au service de l'innovation dans le domaine des matériaux

Pour les matériaux légers comme les alliages d'aluminium et de magnésium, Usinage CNC à 5 axes utilise des algorithmes de contrôle d'échantillonnage à haute fréquence et des porte-outils à amortissement actif des vibrations pour supprimer l'amplitude des vibrations en dessous de 5μm, empêchant ainsi la déformation des composants à parois minces. Par exemple, dans l'usinage de culasses en alliage d'aluminium, la tolérance sur l'épaisseur des parois s'est améliorée, passant de ±0,15 mm à ±0,08 mm. Cela a permis de réduire le poids de 15% tout en maintenant l'intégrité structurelle, offrant ainsi un soutien solide à la conception légère des moteurs.

Usinage CNC 5 axes d'une pièce de moteur de voiture en matériau 316L
Usinage CNC 5 axes d'une pièce de moteur de voiture avec 316L matériel

Résultats de l'étude de cas sur le fraisage CNC à 5 axes

A travers Usinage CNC à 5 axes technologie, le EA855 cinq cylindres a permis d'améliorer les performances de la manière suivante :

Amélioration de l'efficacité

Les cycles de traitement ont été considérablement réduits, passant de 12 heures à 4,5 heures, et l'utilisation des équipements a augmenté de 65%, ce qui a considérablement amélioré l'efficacité de la production.

Conformité de précision

Le rendement au premier passage pour les tolérances dimensionnelles critiques et la rugosité de surface a atteint 99,21 TTP3, tandis que le taux de rebut a diminué de 3,51 TTP3 à 0,81 TTP3, garantissant une qualité de produit stable.

Optimisation des coûts

Le taux d'usure des outils a diminué de 40%, et le coût de traitement par unité a été réduit de 28%, ce qui a permis de réduire efficacement les dépenses de production.

Valeur de l'industrie Usinage CNC 5 axes

Les avantages de Usinage CNC à 5 axes vont au-delà de l'amélioration de l'efficacité des processus individuels. Elle entraîne un changement de paradigme dans la fabrication des moteurs, passant de la "fabrication soustractive" à la "fabrication hybride additive-soustractive", et des "lignes de production rigides" aux "lignes de production flexibles et intelligentes". En prenant le EA855 bloc intermédiaire à cinq cylindres Par exemple, la technologie 5 axes offre une solution reproductible pour la production personnalisée en petites séries de moteurs à hautes performances grâce à l'intégration des processus, à l'adaptation des matériaux et au contrôle de la précision. Cela permet à l'industrie automobile de maintenir sa compétitivité dans le domaine de la technologie des moteurs à combustion interne pendant la période de transition vers l'électrification.

Conclusion

Usinage CNC à 5 axes centrée sur le "contrôle de la liberté spatiale", redéfinit les limites de la précision et de l'efficacité de la fabrication des moteurs grâce à des innovations telles que l'usinage en une seule étape, la compensation dynamique et la production flexible. Cela démontre pleinement le rôle central de cette technologie dans la fabrication des moteurs automobiles. Pour en savoir plus CNC les besoins d'usinage de précision liés aux moteurs, veuillez consulter Weldo L'entreprise. Nous pouvons vous recommander des matériaux métalliques appropriés et des normes de précision d'usinage adaptées à vos exigences en matière de coûts et de performances du moteur, ce qui améliore considérablement la rentabilité de votre produit tout en répondant à vos besoins en matière de conduite.

Centre d'usinage CNC à 5 axes
Centre d'usinage CNC à 5 axes