EMAG Scherer 的立式車床：高速、高（gāo）精度地大批量加工定子外殼
2021-10-26 來源： EMAG 作者：-
電動汽車生產中的工件數量迅速增加——但（dàn）就目（mù）前的（de）情況來（lái）看，這更像是未來的願（yuàn）景。截至目前（qián），“電動汽車”的（de）銷售量仍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（de）供應商公司（sī）通過使用EMAG Scherer 的工藝（yì）技術，清楚（chǔ）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（měi）天（tiān）可加工（gōng）多達 3,000 個用於純電動汽（qì）車電動機的定子外殼。這（zhè）一解決方案的優勢（shì）在於，具有極（jí）高的（de）精度和過程（chéng）可靠性。那麽，機床主要有（yǒu）哪些性能特點呢？
彭博（bó）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（chē）正處於一個過渡（dù）階段。根據這一分析，全（quán）球電動汽車的銷售量會在 2020 年（nián）上升（shēng）到 250 萬（wàn）輛，相當於 20% 的增長率——但在之（zhī）前幾年中，這個增長率（lǜ）其實更高。另一方（fāng）麵，“熱點”也正在發生變化：尤其（qí）是中國近年來在研發領域方麵取得重大進展，而歐洲市場的作用也（yě）正變得越來越重要：這裏數量的增加遠遠超過世界其他地區（qū）。無論如何，彭博新能源財經堅定（dìng）地認為這種技術擁（yōng）有非常“光明的未來”。
EMAG Scherer 擁有電動汽車製造方麵的經驗
機械製造在電（diàn）動汽車的（de）發展進程中發揮著核心作用（yòng）。機械製造商必須研發相應的（de）生產技術，以便能可靠精密地生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。對於 EMAG Scherer 來說，這一發展並不是天方夜譚，因為（wéi）這（zhè）家位（wèi）於德國哈瑙附近的阿爾策瑙的機械製造商已經擁有製造核心電動機組件（jiàn）的經驗：結構複雜的薄壁式定子外殼。早在2018 年，該公司（sī）的專（zhuān）家們（men）就受到一家來自中（zhōng）美洲的供（gòng）應商公司的委托，研發出一套基於 VDZ 520 XL 數控立式車床的高（gāo）效加工解決方案。隻需要240 秒屑到屑的時間，車（chē）床就可以（yǐ）在定子外殼上執行八（bā）個切削工序。最終，每台機床每（měi）天可以生產大約 320 個零件，而且客戶當（dāng）時訂購了六台這樣的機床，能達到更高的工件產量。到目前為止，客戶方投入使用的機（jī）床數（shù）量已達到十（shí）二台，清楚表明這（zhè）一解（jiě）決方案在各個方麵都完全（quán）符合客戶的預期。
在 VDZ 機床中，可依次在定子外殼上（shàng）執行八個切削工（gōng）序。節拍時間為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道不（bú）同（tóng）的工序。
高要（yào）求部件的專家
但是（shì），這（zhè）樣的（de）訂單要求究（jiū）竟是如何產生的呢？畢竟，這一工作（zuò）領域（yù）對於（yú）其他許（xǔ）多機械製造商來說尚屬全（quán）新的領域。“在一（yī）次展會上，客戶與我們取得聯（lián）係”，EMAG Scherer 的項目工程師（shī） Mario Steigler 解釋說，“多年來，我們憑借適合（hé）各種高要（yào）求部件（jiàn）的高效加工解決方案在業界聲名鵲起，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（hé）形狀以及所需公（gōng）差方麵都有特殊要求的任務。”定子外殼的技術數據也（yě）證（zhèng）實了我們的評估：成（chéng）品部件的（de）壁厚隻有 4 mm——公差僅（jǐn） 0.016 至0.25 mm，且圓度也非常高。另外，工件上還可以實現許多孔、槽及不旋轉對稱的幾何形（xíng）狀。
車床會將部件高精度對齊和居中（zhōng）。個性化切削解決方案（àn）可確保過程（chéng）安（ān）全（quán）性。
最後，專家們針對這些條件設計出完美的生產工藝流程：在（zài） VDZ 520 XL 機（jī）床上，機床在（zài）注塑毛坯件上依次（cì）執行八個切削過程——從內表麵、外部連接麵和（hé）燒結襯套的高精度粗加工以及精（jīng）加工，到銑槽至鑽孔或者銑削各種不同的橫孔和長孔。在此（cǐ）期間，SAV 的個（gè）性化夾（jiá）緊解決方案發揮特殊的作用，通過這一解決（jué）方案可以高（gāo）精度地對敏感部件進行對齊和定心。此外，機床的整體設計也有非常重要的作用：盡管定子外（wài）殼是封閉式的，但車床的立（lì）式加工方法保證最佳（jiā）的落（luò）屑方式；另外，具有 64.4 kW 功率和1,110 Nm 額定扭矩的同步（bù）驅動技術確保快速加工（gōng）過程，穩定的鑄造床身也保證極佳的減震特性。
加工時（shí）間持續縮短
除了上述優點之外，整個生產過程也極其簡單。操作人員隻需將毛坯件放在相應的循環式輸送帶（dài）上（shàng），並在加工完後再次取下即可。輸送帶可（kě）用作內置毛（máo）坯件存儲器，而且無（wú）需操作人員值守，機床就可（kě）以在很長一（yī）段時間內自行生（shēng）產並在內部完成高效（xiào）的加工過程。一條上下料（liào）主軸從 V 形架上抓（zhuā）取工件，並通過一個集成的 12 刀（dāo）位刀塔將工件快速送入（rù）加工區內。短行程可以確保短換裝時間。目（mù）前，EMAG Scherer 的專家（jiā）們正致力（lì）於進一步優化機床。將來，在刀（dāo）塔中會使用多刃刀，從而將加工時間進（jìn）一步（bù）縮短 30 秒。
集成（chéng）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（ké）上完成兩道工序
數控圓形工件往返輸送車用（yòng）作內置毛坯件存儲器，由工作主軸自（zì）行為其上下料。
總的來說，EMAG Scherer 可以非常精確地根據客戶需求調整這些以及其他（tā）類似（sì）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，專家們（men）為中國客戶設計出一台配備（bèi）兩個主軸（zhóu）的 VDZ 420 XL DS，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(OP 10) 以及粗加工和（hé）精加工內表麵（miàn）和連接表麵，其中也包括鑽孔和銑削工藝流程 (OP 20)。該解決方案包括一條（tiáo）位於兩個加工區（qū）之間的數控旋轉軸。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（jiē）拍時間隻有 130 秒，在此期間分別在兩個工件上同時執行兩道工序。這樣就能將意外的（de）非生產時間（jiān）降至最低（dī）水平（píng）。
車（chē）床中也集（jí）成有（yǒu）一個翻轉單元
在這樣的背景下，根據 Mario Steigler 的說法，EMAG Scherer 已處於“電動汽（qì）車熱（rè）潮”中（zhōng）的競爭優（yōu）勢（shì）地位。“我們的豐富經驗可以為我們帶來許多優勢，因為對於這種複雜部件的生（shēng）產過程，其質量總是在早期設計方（fāng）案階段就已確定。在這（zhè）一方麵，我們將對不同刀（dāo）具應（yīng）用、多功能機床設（shè）計、控製和連接的（de）所有知（zhī）識都運（yùn）用到其中。同時，我們還向客戶透明地展示出現的所有問題，並在報價階段明確說（shuō）明我們會如何解決這些問題。我們最關注的始終隻有一個目標：按照客戶要求的節拍時間和質量（liàng）生產出最佳的部件。這（zhè）當然也（yě）適用於每一個電動機部件。”
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