商用車領域中的輕量化設計： EMAG LaserTec針對卡（kǎ）車差速器（qì）開發整體生產解決方案
2020-3-26 來源：埃馬克 作者：-
當“輕（qīng）量化設計”一詞被用於汽車生（shēng）產（chǎn）時，其通常與乘用車有關，很少會（huì）指商用車。然而，卡車傳動係統中所需的大型和重型部件均有減輕重量（liàng），降低成本的潛力。最近（jìn），一家北美供應（yīng）商展示了 EMAG LaserTec公司的（de）激（jī）光焊接整體生產係統可提供的可能性和優（yōu）勢。針對卡車差速器的生產，該商用車供應商目前正（zhèng）在使用（yòng）EMAG生產係統，將三個獨立部件焊接在一起，由此可省去大約40處昂貴的螺栓連（lián）接成本。那（nà）麽這條生產線都涉及10 哪些工藝？
激光焊接生產（chǎn）線（xiàn） 3D_差速器
基於激光焊接（jiē）開發的整體生產係統（tǒng）使 EMAG LaserTec 在市場上具有獨特的
優勢（shì）
來自殼牌對商用車（chē）的研究預測，在 2040 年之前，上路的商用車（chē）數量仍會繼續（xù）快速增長（zhǎng）。該研究稱，德國每年新（xīn）登記的商用車數（shù）量會（huì）從現今（jīn）的（de）290000 輛增至（zhì） 344000 輛，到 2040 年車輛總（zǒng）數將近（jìn） 350 萬輛（現今：290 萬輛）。同（tóng）時，我們還將（jiāng）繼續看到為（wéi）實現（xiàn）氣候目標而（ér）推動節能的（de）努（nǔ）力，以及要求（qiú）製（zhì）造商開發更經濟的（de）汽車的政（zhèng）治壓力。對（duì）此，一個能讓製造商在商用車領域實現輕量化（huà）設計的係統（tǒng）將會（huì）改變遊戲規則。許多卡車製（zhì）造商很自然地把重點放在成（chéng）熟（shú）的乘用車輕量化係統上（shàng），這些係統使（shǐ）得生產（chǎn）成本大幅降低，重量大幅減輕，而這正是激光焊接（jiē）發揮（huī）作用的地方。多年20 來，激光焊接在乘用（yòng）車傳動係（xì）組件的生產中一直不可（kě）或缺。如（rú）今，焊接（jiē）連接已在許多（duō）地方取代了螺栓連接。即使（shǐ）無法減輕工件的重量，也可以（yǐ）通過省（shěng）去昂貴的螺紋連接來提高成本效益（yì）。例如（rú），一些先進的雙離合變速器上已使用的激光焊接焊縫數量總數不少於 16 條，分別用在各種齒輪（lún）、雙離合器和差速器。在此背景下，該北美商用車供應商會委托 EMAG LaserTec 也不足為奇（qí），因為激（jī）光焊接整體（tǐ）生產係統的相關開發正是這家位於施瓦本格明德 (Schwäbisch Gmünd) 附（fù）近霍伊巴赫 (Heubach) 的企業的強項。“客（kè）戶之所以了解我們，是因為他在其他應用領域使用了（le） EMAG機床。他的目標是生產一種更輕、更經濟的卡車差速器。對我們來說（shuō）這是一項理想的任（rèn）務，即使我（wǒ）們是首次在卡（kǎ）車領域完成此類項目”，EMAG 30 LaserTec 總經理 Dr. Andreas Mootz 博士（shì）解釋說。“對客戶而言，最為至關重（chóng）要的一點就是作為係統供應商，我們是否具備高（gāo）水平的（de）專業知識和能力。我們研發（fā）的激光焊接工藝鏈，可從根本上簡化客戶方規劃工作，並同時確保安全高效的工藝進程。”
該生產線確保了卡車差速器（qì）生（shēng）產的（de）完（wán）美節拍流程
清洗、壓裝、焊接和檢測（cè）集成在一條生產線內（nèi）
該部（bù）件重達（dá） 130 公斤，直徑（jìng）最大可達 600 毫米
該生產線展示了卡車（chē）差（chà）速器生產的完美節拍流程（chéng），差速器總共包括三個獨立部件：兩個殼體部件和一個齒輪。這些部件各（gè）重達 130 公斤，直徑最大可達600 毫米（mǐ）。詳細工藝流程如下：
· 通過兩（liǎng）個獨立上料工位進料（liào）之後，兩個殼體（tǐ）部件和齒輪會經過40 EMAG 激光清洗設備–這是一套自主研發的新型係統，已具有標準化機床的特性。清洗過程非常快捷，采用激光束除（chú）去所有殘留物，例如冷卻劑或防腐劑（jì）。
· 然（rán）後機器（qì）人會從激光清洗機中取出部件。通過感應加熱將齒輪預熱，之後將其送入壓（yā）裝工位（使用 EMAG eldec 的（de）低頻感（gǎn）應（yīng）電源進（jìn）行（háng）預熱）。兩個殼體被直接送入壓裝工位，與齒輪壓裝在一起。該過（guò）程配有力/位移監控。
· 此時部件已準備好進行焊接–機器人會將其送至 EMAGELC 600機床（chuáng）。軸向夾緊之後，通過兩次焊接把殼體封閉，並將齒輪與殼體連（lián）接。
· 埃馬克超聲波檢測（cè）係統會自動檢查焊接（jiē）接頭質量–這是焊接過程中的關鍵步驟，對於專家們來說這和（hé）工件加工同（tóng）等（děng）重要。
殼體部件以及齒輪均會在新研發的 EMAG 激光清洗機上進（jìn）行清洗以便（biàn）後
續加工
該（gāi）工藝研發在短短 12 個月內就（jiù）已完成！這段時間裏（lǐ），EMAG LaserTec的專家必須克服一（yī）些工藝技術上的難題，，畢竟，焊縫兩側材（cái）料分別為鑄鐵和滲碳鋼且焊接深度需要很深，這裏（lǐ）我們采（cǎi）用 8KW 的（de）固體激光（guāng）器並（bìng）添加（jiā）焊絲來對其進行焊接。此外，生產係統的規模也令人印象深（shēn）刻：整個係統由兩個激光清洗工位、一個（gè）加（jiā）熱工位、一個（gè）壓裝工位、ELC 600機床和（hé）超聲波檢（jiǎn）測工位構成，它們與複雜的進料裝置以及兩台工業（yè）機器人相（xiàng）連。
市場上的獨特優（yōu）勢
“這個項目的開發完美地闡釋了我們是如何工（gōng）作的”，Mootz 先生談到激光焊接整體（tǐ）生（shēng）產係統（tǒng）時說道（dào）。“我們始終會（huì）從部件及其組件出發，開發加工節拍與控製均具有競爭力的工藝流程（chéng）。最終交付高生產（chǎn）效率和工藝穩定的‘客戶定製解決方案’。”EMAG LaserTec 憑借其（qí）在傳動驅動組件領域的豐富的經驗和知識而出類拔萃–已累計交付超過 160 套 ELC係統。EMAG是激光焊接差速器領域的全球市場引領者。另一決（jué）定性（xìng）因素是基於模（mó）塊化的埃馬克工（gōng）程開發，它依賴於各種已經驗證的部件。最後還有重要（yào）的（de）一點，在（zài）機床自動化中獲得的（de）經驗在設計和生產此類係統時（shí）也提（tí）供了更多的優勢。霍伊巴赫 (Heubach) 的專家們確信這是商用車70 領域的技術發展方向，因（yīn）為生產中的總體成本壓力和對經濟型車輛的需求將會持續增長。“無論如（rú）何，我們認為自己在這一領域處於有利位置”，Mootz 先生最後強調。
機器人負責給 EMAG ELC 160 上料。殼體的封閉、殼體與齒輪的連接通110 過兩條焊縫得以實現（xiàn）
“激光焊接整體生產係統的開發展現出 EMAG LaserTec 在（zài）市場上真正獨特的優勢。”
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