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EMAG Scherer 的立式車床：高速、高精（jīng）度地大批量加工定子外殼（ké）

2021-10-26 來源（yuán）： EMAG 作者：-

電動汽車生產中的工件數量迅速增加——但就目前的情況來看，這更（gèng）像是未來的（de）願景（jǐng）。截至目前，“電動汽車”的（de）銷售量仍（réng）然難以與傳統汽車匹敵。當然也有例外情況，比如這家來自中美洲的供應商公司通過使用EMAG Scherer 的工藝技術，清楚展示其中存在的潛力：總共 12 台 VDZ 520 XL 型號的數控立式車床確保每天可加工多達 3,000 個用於純電動（dòng）汽車電動（dòng）機的定子（zǐ）外殼。這一解決方（fāng）案的優勢在於，具有極高的精度（dù）和過（guò）程可靠性。那麽，機床主要有哪些性能特點呢？

彭博新能源財經 (Bloomberg-NEF) 研究機構分析人員的分析表明，目前的電動汽車正處於一個過渡階段。根據這一分（fèn）析，全球電動汽車的銷售量（liàng）會在 2020 年上升到 250 萬輛（liàng），相當（dāng）於 20% 的增長率——但在之（zhī）前幾年中，這個增長率其實更高。另一方麵，“熱點”也正在發生變化：尤其是中國近年來在研發（fā）領域方麵取得重（chóng）大進展，而歐洲市（shì）場的作用（yòng）也正（zhèng）變（biàn）得越來越重要：這裏數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（dìng）地（dì）認為這（zhè）種技術擁有（yǒu）非常“光明的（de）未來”。

EMAG Scherer 擁有電（diàn）動汽車製造方麵的經驗

機械製造在電動汽車的發展進程中發揮著核心作用。機械製造商必須研發（fā）相應的生產技術，以便（biàn）能可靠精密地生（shēng）產各種電動驅動係統核心組件——並且要支持遠（yuǎn）大於以往的生產批量（liàng）。對於 EMAG Scherer 來說，這（zhè）一發展並不是天方夜譚，因為這家位（wèi）於德國哈瑙附近的阿爾（ěr）策瑙的機械製造商已經擁有製造核心（xīn）電動機（jī）組件的經驗（yàn）：結構複雜的薄壁式定子外殼。早在2018 年，該公司的專家們（men）就受到一家來自中美（měi）洲的供應商公司的委（wěi）托，研（yán）發出（chū）一套基於 VDZ 520 XL 數控立式車床的高效加工解決方案（àn）。隻需要（yào）240 秒（miǎo）屑到屑（xiè）的時間，車床就可以在定子外殼上執行八個（gè）切削工序。最終（zhōng），每台機床每天可以生產大約 320 個零件，而且客戶當時訂購了六台這樣（yàng）的機床（chuáng），能達到更高的工件（jiàn）產量。到目前為止（zhǐ），客（kè）戶方投入（rù）使用的（de）機床數量已達到十二台，清楚表（biǎo）明這一解決方案在各個方麵都完全符合客戶（hù）的（de）預期。

在 VDZ 機床中（zhōng），可依次在（zài）定子外殼上執（zhí）行八個切削工序。節拍時間（jiān）為240 秒。EMAG Scherer 還設計有一款雙主軸型的 VDZ 機床，在此機（jī）床中可在外殼上依次執行兩（liǎng）道不同的工序。

高要求部件的專家

但是，這樣的訂（dìng）單要求（qiú）究竟是如何產（chǎn）生的呢？畢竟，這一工作領域對於其（qí）他許多機械製造商來（lái）說尚屬全新（xīn）的（de）領域。“在（zài）一次（cì）展會上，客戶與我們取得聯係”，EMAG Scherer 的項目工程師 Mario Steigler 解釋說，“多年來，我們憑借適合各種高要求（qiú）部件的高效加工解決方案在業（yè）界聲名鵲起，這當然也起到一定的推動作用（yòng）。我們從一開始就很（hěn）清楚，這是一項在部件幾何形狀以及所需公差方麵都有特殊要求的任務。”定子外殼的技術數據也證（zhèng）實了我們的評估：成品部件的壁厚隻有 4 mm——公差僅 0.016 至0.25 mm，且圓度也非常高。另外，工件上還可以（yǐ）實現許多孔、槽及不旋轉對稱的幾何形狀。

車床會將部件高精度（dù）對齊和（hé）居中。個性化切削解決（jué）方案（àn）可確保過程安全性。

最後，專家們針（zhēn）對這些條（tiáo）件設計出完美的生產工藝流程（chéng）：在 VDZ 520 XL 機（jī）床上，機床在注塑毛坯件上依次執行八個切削過（guò）程（chéng）——從內表麵、外部連接麵和燒（shāo）結襯套的高精度粗（cū）加工以及精加工，到銑槽至鑽孔或者銑削各種不同的橫孔和長孔。在此期（qī）間，SAV 的個性（xìng）化夾緊解決方（fāng）案發揮特殊的作（zuò）用，通過這一解決方案可以高精度地對敏感部件進（jìn）行對齊和定心。此外，機床的整體設計也有非常重要的作用：盡管定子外（wài）殼是封（fēng）閉式的，但車（chē）床的立式加工方法保證最佳的落（luò）屑（xiè）方式；另外，具有 64.4 kW 功（gōng）率和1,110 Nm 額定扭矩的同步驅動技術確（què）保快（kuài）速（sù）加工過程，穩定的鑄（zhù）造（zào）床身也保證（zhèng）極佳的減震特性。

加工時間持續縮短

除了上述優點之外，整個生產過程也極其簡單。操（cāo）作人（rén）員隻需將（jiāng）毛（máo）坯（pī）件放在相應的循環（huán）式輸送帶上，並在加工（gōng）完後（hòu）再次取下即可。輸送帶可用作內置毛坯件存儲（chǔ）器，而（ér）且無需操作人員（yuán）值守（shǒu），機（jī）床就可以在很長一段時間內自行生產並在內部完成高效的加工過程。一（yī）條（tiáo）上下料主軸從 V 形（xíng）架上抓取工件，並通過一個（gè）集成（chéng）的 12 刀位刀塔將工件快速送入加（jiā）工區內。短行程可以確保短換裝時間。目前，EMAG Scherer 的專家（jiā）們正致力於（yú）進一步優化機床。將來，在刀塔中會使用多刃刀，從而將加工時間進（jìn）一步縮短 30 秒。

集成的 12 刀位刀塔上也可以安裝動力刀具。

在同一台機床中在定子外殼上完成兩道工序（xù）

數控（kòng）圓形工件（jiàn）往返輸送車用作內置毛坯件存儲器，由工（gōng）作主軸自行（háng）為其上下料。

總的來說，EMAG Scherer 可以非常精確地根（gēn）據客戶（hù）需求（qiú）調整這些以及其他類（lèi）似的機械（xiè）製造解決方案，即使是更複雜的工藝流程也不在話下。例如（rú），專家們為中國客戶設計出一（yī）台配備兩個主軸的 VDZ 420 XL DS，可以在（zài）定子外殼上依（yī）次完成兩道不同的工序：粗（cū）加工和精加工外部幾何形狀(OP 10) 以及粗加工和精加工內（nèi）表麵和連接表麵，其中也包括鑽孔和銑（xǐ）削工藝（yì）流程 (OP 20)。該解決（jué）方案（àn）包括一條位於兩個加工（gōng）區之間（jiān）的數控旋轉軸。借助這條旋轉軸，可在 OP 10 和 OP 20 之間定向放置好工件或翻轉工件。工件節拍時（shí）間隻有 130 秒，在此期間（jiān）分別在兩個工（gōng）件上同時執行兩道工序。這樣就能將意外的非（fēi）生產時間降（jiàng）至最低水平。

車床中也集成有一個翻轉單元（yuán）

在這樣的背景下，根據 Mario Steigler 的說法，EMAG Scherer 已處於“電動汽車熱潮”中的競爭優勢地位。“我（wǒ）們的豐富經驗可以為我們（men）帶來許多優勢，因為對於這種複雜部（bù）件的生產過程，其質量（liàng）總是在早期設計方（fāng）案階段就已確（què）定。在這一方麵，我們將對不同刀具應用、多功能機床設計、控製和（hé）連接（jiē）的所有知識都運用到其中。同時，我們還（hái）向客戶透（tòu）明地展（zhǎn）示（shì）出現的所有問題，並在報價階段明確說明我們會如何解決這些問題。我們最關注（zhù）的始終隻有一個目標：按照客戶要求的節拍（pāi）時間和質（zhì）量生產出最佳的部件。這當然也適用於每（měi）一個電動機部件（jiàn）。”

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