EMAG Scherer 的立式車床：高速、高精度地大批量加工定子外殼

2021-10-25 17:30:12· 來源：埃馬克

電動汽車生產(chǎn)中的工件數(shù)量迅速增加但就目前的情況來看，這更像是未來的愿景。截至目前，電動汽車的銷售量仍然難以與傳統(tǒng)汽車匹敵。當(dāng)然也有例外情況，比如這家來自中美洲的供應(yīng)商公司通過使用EMAG Scherer的工藝技術(shù)，清楚展示其中存在的

電動汽車生產(chǎn)中的工件數(shù)量迅速增加——但就目前的情況來看，這更像是未來的愿景。截至目前，“電動汽車”的銷售量仍然難以與傳統(tǒng)汽車匹敵。當(dāng)然也有例外情況，比如這家來自中美洲的供應(yīng)商公司通過使用EMAG Scherer的工藝技術(shù)，清楚展示其中存在的潛力：總共12臺VDZ520XL型號的數(shù)控立式車床確保每天可加工多達3,000個用于純電動汽車電動機的定子外殼。

這一解決方案的優(yōu)勢在于，具有極高的精度和過程可靠性。那么，機床主要有哪些性能特點呢？

彭博新能源財經(jīng)(Bloomberg-NEF)研究機構(gòu)分析人員的分析表明，目前的電動汽車正處于一個過渡階段。根據(jù)這一分析，全球電動汽車的銷售量會在2020年上升到250萬輛，相當(dāng)于20%的增長率——但在之前幾年中，這個增長率其實更高。另一方面，“熱點”也正在發(fā)生變化：尤其是中國近年來在研發(fā)領(lǐng)域方面取得重大進展，而歐洲市場的作用也正變得越來越重要：這里數(shù)量的增加遠遠超過世界其他地區(qū)。無論如何，彭博新能源財經(jīng)堅定地認為這種技術(shù)擁有非常“光明的未來”。

EMAG Scherer擁有電動汽車制造方面的經(jīng)驗

機械制造在電動汽車的發(fā)展進程中發(fā)揮著核心作用。機械制造商必須研發(fā)相應(yīng)的生產(chǎn)技術(shù)，以便能可靠精密地生產(chǎn)各種電動驅(qū)動系統(tǒng)核心組件——并且要支持遠大于以往的生產(chǎn)批量。對于EMAGScherer來說，這一發(fā)展并不是天方夜譚，因為這家位于德國哈瑙附近的阿爾策瑙的機械制造商已經(jīng)擁有制造核心電動機組件的經(jīng)驗：結(jié)構(gòu)復(fù)雜的薄壁式定子外殼。早在2018年，該公司的專家們就受到一家來自中美洲的供應(yīng)商公司的委托，研發(fā)出一套基于VDZ520XL數(shù)控立式車床的高效加工解決方案。只需要240秒屑到屑的時間，車床就可以在定子外殼上執(zhí)行八個切削工序。最終，每臺機床每天可以生產(chǎn)大約320個零件，而且客戶當(dāng)時訂購了六臺這樣的機床，能達到更高的工件產(chǎn)量。到目前為止，客戶方投入使用的機床數(shù)量已達到十二臺，清楚表明這一解決方案在各個方面都完全符合客戶的預(yù)期。

高要求部件的專家

但是，這樣的訂單要求究竟是如何產(chǎn)生的呢？畢竟，這一工作領(lǐng)域?qū)τ谄渌S多機械制造商來說尚屬全新的領(lǐng)域。“在一次展會上，客戶與我們?nèi)〉寐?lián)系”，EMAGScherer的項目工程師MarioSteigler解釋說，“多年來，我們憑借適合各種高要求部件的高效加工解決方案在業(yè)界聲名鵲起，這當(dāng)然也起到一定的推動作用。我們從一開始就很清楚，這是一項在部件幾何形狀以及所需公差方面都有特殊要求的任務(wù)。”定子外殼的技術(shù)數(shù)據(jù)也證實了我們的評估：成品部件的壁厚只有4mm——公差僅0.016至0.25mm，且圓度也非常高。另外，工件上還可以實現(xiàn)許多孔、槽及不旋轉(zhuǎn)對稱的幾何形狀。

最后，專家們針對這些條件設(shè)計出完美的生產(chǎn)工藝流程：在VDZ520XL機床上，機床在注塑毛坯件上依次執(zhí)行八個切削過程——從內(nèi)表面、外部連接面和燒結(jié)襯套的高精度粗加工以及精加工，到銑槽至鉆孔或者銑削各種不同的橫孔和長孔。在此期間，SAV的個性化夾緊解決方案發(fā)揮特殊的作用，通過這一解決方案可以高精度地對敏感部件進行對齊和定心。此外，機床的整體設(shè)計也有非常重要的作用：盡管定子外殼是封閉式的，但車床的立式加工方法保證最佳的落屑方式；另外，具有64.4kW功率和1,110Nm額定扭矩的同步驅(qū)動技術(shù)確?？焖偌庸み^程，穩(wěn)定的鑄造床身也保證極佳的減震特性。

加工時間持續(xù)縮短除了上述優(yōu)點之外，整個生產(chǎn)過程也極其簡單。操作人員只需將毛坯件放在相應(yīng)的循環(huán)式輸送帶上，并在加工完后再次取下即可。輸送帶可用作內(nèi)置毛坯件存儲器，而且無需操作人員值守，機床就可以在很長一段時間內(nèi)自行生產(chǎn)并在內(nèi)部完成高效的加工過程。一條上下料主軸從V形架上抓取工件，并通過一個集成的12刀位刀塔將工件快速送入加工區(qū)內(nèi)。短行程可以確保短換裝時間。目前，EMAGScherer的專家們正致力于進一步優(yōu)化機床。將來，在刀塔中會使用多刃刀，從而將加工時間進一步縮短30秒。

在同一臺機床中在定子外殼上完成兩道工序總的來說，EMAGScherer可以非常精確地根據(jù)客戶需求調(diào)整這些以及其他類似的機械制造解決方案，即使是更復(fù)雜的工藝流程也不在話下。例如，專家們?yōu)橹袊蛻粼O(shè)計出一臺配備兩個主軸的VDZ420XLDS，可以在定子外殼上依次完成兩道不同的工序：粗加工和精加工外部幾何形狀(OP10)以及粗加工和精加工內(nèi)表面和連接表面，其中也包括鉆孔和銑削工藝流程(OP20)。該解決方案包括一條位于兩個加工區(qū)之間的數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸。借助這條旋轉(zhuǎn)軸，可在OP10和OP20之間定向放置好工件或翻轉(zhuǎn)工件。工件節(jié)拍時間只有130秒，在此期間分別在兩個工件上同時執(zhí)行兩道工序。這樣就能將意外的非生產(chǎn)時間降至最低水平。

在這樣的背景下，根據(jù)MarioSteigler的說法，EMAGScherer已處于“電動汽車熱潮”中的競爭優(yōu)勢地位。“我們的豐富經(jīng)驗可以為我們帶來許多優(yōu)勢，因為對于這種復(fù)雜部件的生產(chǎn)過程，其質(zhì)量總是在早期設(shè)計方案階段就已確定。在這一方面，我們將對不同刀具應(yīng)用、多功能機床設(shè)計、控制和連接的所有知識都運用到其中。同時，我們還向客戶透明地展示出現(xiàn)的所有問題，并在報價階段明確說明我們會如何解決這些問題。我們最關(guān)注的始終只有一個目標(biāo)：按照客戶要求的節(jié)拍時間和質(zhì)量生產(chǎn)出最佳的部件。這當(dāng)然也適用于每一個電動機部件。”