다자축 CNC 가공은 차세대 자율주행 트랙터에 고정밀, 중량용 지능형 허브를 제공합니다.

다축 CNC 가공은 차세대 자율 트랙터를 위한 고정밀, 내구성이 뛰어난 지능형 허브를 제공합니다.

전 세계 농업이 자율 농업, 정밀 파종 및 고부하 현장 운영으로 전환함에 따라 고급 지능형 농업 기계에 대한 수요가 급증했습니다. 현대식 트랙터, 콤바인 수확기, 자율 현장 로봇은 더 이상 단순한 기계 작업 말이 아닙니다. 그들은 데이터 중심의 모바일 컴퓨팅 플랫폼입니다.

CREATINGWAY는 고정밀 광학 하드웨어 분야에서 성공을 거둔 후 중공업 부문에 고급 제조 프레임워크를 적용했습니다. 이 사례 연구에서는 중요한 구성 요소인 차세대 400마력 자율 트랙터를 위한 지능형 유성 휠 허브 어셈블리를 제조하기 위한 스마트 농업 장비 분야의 글로벌 리더와의 협력에 대해 자세히 설명합니다. 견고한 다축 CNC 가공, 고급 야금 응력 관리 및 스마트 공장 통합을 배치하여 중요한 오류 지점을 해결하고 구성품 무게를 최적화하며 현장에서 바로 사용할 수 있는 신뢰성을 제공했습니다.

1. 프로젝트 배경 및 시장 동인

현대 농업 환경에서는 영하의 봄 파종부터 먼지로 뒤덮인 뜨거운 여름 수확까지 극한의 환경 조건에서 지속적으로 작동할 수 있는 기계가 필요합니다. 또한 자율 주행과 실시간 토양 다짐 모니터링을 통합하려면 휠 허브에 막대한 토크를 전달할 뿐만 아니라 통합 전자 센서도 내장되어 있어야 합니다.

우리 고객은 고속, 고정밀 파종 및 깊은 경작을 위해 설계된 플래그십 400HP 자율 트랙터를 개발 중이었습니다. 구동계의 핵심은 실시간 데이터 센서 캐비티를 통합한 새로 설계된 유성 휠 허브에 의존했습니다.

핵심 엔지니어링 병목 현상:

1. 용서할 수 없는 구조적 요구 사항:허브는 최대 45000NM을 견뎌야 했습니다.과도한 토양 압축을 방지할 수 있을 만큼 낮은 구조적 중량을 유지하면서 충격 토크를 제공합니다.
2. 이중 영역 정밀도 요구 사항:이 부품은 외부에 대규모 밀링 가공이 필요했으며 마이크로미터 공차(+/-0.01mm)가 필요한 고정밀 내부 센서 베이와 나란히 배치되었습니다.섬세한 임베디드 IoT 센서를 보호합니다.
3. 심각한 재료 가공성:필요한 피로 강도를 달성하기 위해 고객은 다음과 같이 지정했습니다. QT800-2(연성철). 내구성이 매우 뛰어나지만 이 소재는 공구 마모가 심하고 가공 경화가 심하며 무거운 소재를 제거하는 동안 상당한 잔류 응력을 나타냅니다.

2. 기술 사양 및 중요 공차

이 고부하 스마트 구성 요소를 개념에서 현실로 전환하기 위해 당사 엔지니어링 팀은 엄격한 제조 기준을 설정했습니다.

3. 1단계: 고급 DFM 및 금속공학

이 규모로 주조 연성철을 가공하면 예측할 수 없는 재료 변형이 발생합니다. 무거운 금속 덩어리를 깎아내면 주조품의 내부 평형이 바뀌어 가공 후 몇 시간 또는 며칠 후에 부품이 휘게 됩니다.

A. 유한 요소 분석(FEA) 기반 가공 전략

단일 도구가 원시 주물에 닿기 전에 CREATINGWAY의 엔지니어링 팀은 특수 소프트웨어를 사용하여 가공력을 시뮬레이션했습니다. 원래 설계에는 두꺼운 기어 플랜지와 얇은 센서 캐비티 벽 사이의 갑작스러운 구조적 전환이 포함되었습니다. 우리는 고객과 협력하여 점진적인 테이퍼 필렛 설계를 구현하여 응력 집중 영역을 28% 줄이고 절삭력의 균일한 분산을 보장했습니다.

B. 2단계 응력 완화 열처리

가공 후 뒤틀림의 위협을 제거하기 위해 우리는 엄격한 열 순환 프로토콜을 개발했습니다. 원시 주물은 초기 어닐링 공정을 거쳤습니다. 벌크 재료의 80%가 제거된 황삭 가공 후 부품은 550°C에서 2차 미임계 응력 완화 베이킹을 거쳤습니다.°기음 4시간 동안. 이러한 2차 안정화 후에야 최종 고정밀 마무리 가공이 진행되었습니다.

C. 절삭유 및 칩 배출 최적화

연성이 있는 철은 절단 모서리를 빠르게 파괴하고 정밀 표면을 손상시킬 수 있는 마모성이 높은 분말 칩을 생성합니다. 우리는 고용량 70바 관통 스핀들 절삭유를 활용하여 절삭 영역에서 칩을 즉시 분사하여 공구 수명을 40% 연장하고 부품의 열 안정성을 유지하도록 기계 인클로저를 재설계했습니다.

4. 2단계: 대규모 다축 가공 실행

유성 허브의 엄청난 규모와 이중 특성 정밀도는 기존 수평 보링 밀에 여러 설정이 필요하여 치명적인 공차 누적이 발생한다는 것을 의미했습니다. CREATINGWAY를 활용한 헤비듀티 다축 턴밀 머시닝 센터는 이러한 병목 현상을 해결합니다.

[원주투입량 : 185kg]➔[황삭/밀링(80% 제거)]➔[스트레스 완화 베이크 (550)°기음)]➔[5축 마무리 밀링]➔[CMM 100% 스캔]

단일 설정 기하학적 정확도

턴밀 구성을 활용하여 외부 선삭 작업을 위해 무거운 주조물을 선반처럼 회전시킨 다음 스핀들을 즉시 잠그고 편심 유성 기어 포켓과 내부 센서 베이에 대한 5축 인덱싱을 수행했습니다.

• 설정 드리프트 제거:동일한 설정으로 베어링 시트와 센서 포켓을 가공하면 0.015mm 미만의 기하학적 런아웃이 보장됩니다., 트랙터가 거친 지형 위로 튕겨 나갈 때 내부 센서가 회전하는 대상과 완벽하게 정렬되도록 보장합니다.
• 최적화된 도구 경로:우리는 CNC 스핀들에 일정한 부하를 유지하기 위해 폭이 좁지만 깊이가 깊은 고속 원형 절삭 이동인 트로코이드 밀링 경로를 활용했습니다. 이는 공구 편향을 최소화하고 부서지기 쉬운 QT800-2 재료 구조의 미세 파손을 방지했습니다.

5. 3단계: 정밀 스마트 계측 및 진동 방지 테스트

고급 농업 기계는 높은 수압과 격렬한 진동 하에서 작동합니다. 우리의 품질 보증 프로토콜은 이러한 혹독한 현장 조건을 시뮬레이션하도록 맞춤화되었습니다.

1. 광학 및 접촉식 CMM 상관관계

센서 포켓은 원격 측정 하드웨어를 보호해야 했기 때문에 기존 마이크로미터로는 부적절했습니다. 우리는 Zeiss CMM(좌표 측정기)을 사용하여 하이브리드 검사 접근 방식을 배포했습니다. 첫째, 접촉식 프로브가 베어링 숄더의 정확한 깊이를 매핑했습니다. 둘째, 광학 레이저 ​​스캐너는 벽이 얇은 캐비티의 3D 클라우드 맵을 생성하여 고속 밀링 중에 미세한 구조적 얇아짐이 발생하지 않았는지 확인했습니다.

2. 고압 오일 동적 씰링 검증

휠 허브는 무거운 하중을 받을 때 뜨거운 합성 기어 오일을 유지합니다. 농작물을 망치거나 드라이브트레인 구성요소를 손상시킬 수 있는 현장 누출을 방지하기 위해 허브의 결합면을 거울과 같은 Ra0.4mum으로 가공했습니다. 마치다. 그런 다음 각 장치는 120초 동안 3bar 공압 붕괴 누출 테스트를 거쳐 완벽한 밀봉 무결성을 확인했습니다.

3. 디지털 제조 통합 및 추적성

최신 스마트 농업 구성 요소 요구 사항에 따라 모든 휠 허브에는 고유한 레이저 에칭 QR 코드가 수신되었습니다. 이 코드는 다음을 포함하는 디지털 여권 역할을 합니다.

• 원료 철의 정확한 화학 조성 용융 시트.
• CMM 치수 측정 기록을 완료하세요.
• 생산을 담당하는 특정 CNC 기계 및 운영자 ID입니다.

6. 사업결과 및 현장실적

CREATINGWAY와 스마트 농업 OEM 간의 협력을 통해 생산 효율성과 구성 요소 성능 모두에서 뛰어난 발전을 이루었습니다.

• 비교할 수 없는 신뢰성:자율 트랙터의 현장 테스트 공개 5,000시간의 연속적인 험난한 지형 작업에서 구동계 또는 센서 오류가 전혀 발생하지 않습니다.
• 부품 무게 감소:우리의 DFM 구조 최적화를 통해 고객은 토크 용량을 저하시키지 않고 총 조립 중량을 18kg 줄일 수 있었고 토양 압축률을 약 4.5% 줄일 수 있었습니다.
• 급격한 리드타임 단축:별도의 선반 및 보링 설정에서 통합된 다축 턴-밀 작업흐름으로 전환하여 총 처리 시간이 부품당 4.2시간에서 2.8시간 - 제조 효율성이 33% 증가합니다.

7. 결론: 중공업의 미래를 설계하다

고급 농업 기계 제조는 전통적인 대장간 기술과 기본 주조 기술을 초월했습니다. 오늘날에는 일반적으로 항공우주 및 광학 산업에 필요한 것과 동일한 수준의 엔지니어링 엄격함, 재료 과학 숙달, 서브미크론 정밀도가 요구됩니다.

CREATINGWAY의 2,568제곱미터 규모의 시설은 중공업 내구성과 극도의 미세 정밀도 사이의 격차를 해소합니다. QT800-2 연성철과 같이 가공하기 어려운 재료를 마스터하고 지능형 다축 워크플로우를 배포함으로써 우리는 농업 OEM이 글로벌 시장을 위한 더 스마트하고 빠르며 지속 가능한 기계를 구축할 수 있도록 지원합니다.

중공업 소싱을 위한 중요 체크포인트:

• 잔류 스트레스를 과소평가하지 마십시오:대형 주조품에는 황삭 후 열 안정화가 필요합니다. 이 단계를 건너뛰면 필드 변형이 보장됩니다.
• 턴-밀 동기화를 주장하십시오:하나의 설정으로 무거운 선삭과 고정밀 밀링을 결합하는 것이 엄격한 GD&T 런아웃 요구 사항을 보호할 수 있는 유일한 방법입니다.
• 수요 디지털 추적성:자율 장비의 경우 구성 요소 추적성은 장기적인 예측 유지 관리 및 책임 보호에 필수적입니다.

CREATINGWAY: 고부하, 고정밀 스마트 산업용 하드웨어를 위한 고급 제조 파트너입니다.

ISO 9001 인증 | 무거운 다축 가공 | 자동 누출 감지 | 완벽한 데이터 추적성