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商（shāng）用（yòng）車領域中的輕（qīng）量化設計：EMAG 針對卡車差速器開（kāi）發整體（tǐ）生產解決方案

2020-5-8 來源：埃馬克（中國）機械有限公（gōng）司（sī）作者：-

當“輕量化設（shè）計”一詞被用於（yú）汽車生產時，其通常與乘用車有關，很少會指（zhǐ）商用車（chē）。然而，卡車傳動係統中所（suǒ）需的大型和重型部件均（jun1）有減輕（qīng）重量，降低成本的潛力。最近，一家北美供應商展示了 EMAG LaserTec 公司的激（jī）光焊接（jiē）整體生產係統可提供的可能性和優勢（shì）。針對卡車差速器的生產，該商用車供應商（shāng）目前（qián）正在（zài）使用 EMAG 生產係統，將三個獨立部件焊接在（zài）一起，由此可省去大約 40 處昂貴的螺栓連接成本。那麽這條生產線都涉及哪些工藝？

這些部件重達130公斤，直徑最大（dà）可達600毫米

來自殼牌對商用車的研究預測，在2040年之前，上路的商用車數量仍（réng）會繼續快速增長（zhǎng）。該研究稱，德（dé）國每年（nián）新（xīn）登記的商用車數量會從現今的 290000 輛增至（zhì） 344000 輛，到 2040 年車輛總數將近（jìn）350萬輛（現今 :290 萬輛）。同時，我們（men）還將（jiāng）繼續看到為實現氣候目標而推動節能（néng）的（de）努力，以及要求製造商開（kāi）發更經濟的汽車的政治壓力。對此，一個能讓製造商在商用車領域實（shí）現（xiàn）輕量化（huà）設計的係（xì）統將會改變遊（yóu）戲規則。許（xǔ）多卡車製造商很自然地把重點放在成熟的（de）乘（chéng）用車輕量（liàng）化係統上，這些係統（tǒng）使得生產成本大幅降低，重（chóng）量大幅減（jiǎn）輕，而這正是激光焊接發揮作用的地方。多年（nián）來，激光焊接在乘用車傳動係組件的生產中一直不可或缺（quē）。

如今，焊接連接已在許多地方（fāng）取代了螺栓連接。即使無法減輕工件的重（chóng）量，也可以（yǐ）通過（guò）省去昂貴的螺紋連接來提高成本效益。例（lì）如，一些先進的雙離合變速器上已使用的激（jī）光焊接焊縫數量總數（shù）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（jǐng）下，該（gāi）北美商用車供應商會委托 EMAG LaserTec 也不足為奇（qí），因為激光焊接整體生產係統的相關開發正是這（zhè）家位於施瓦本格明德 (Schw?bisch Gmünd) 附近霍伊巴赫 (Heubach) 的企業的強項。“客戶之所以了解我（wǒ）們，是因為他在其他應用領域（yù）使用了 EMAG 機床。他的目標是生產一種更（gèng）輕、更（gèng）經濟的卡車差速器。對我們來說這是一項理（lǐ）想的任務，即使我們是首次（cì）在卡車領域完成此類項目”， EMAGLaserTec 總經理 Dr. Andreas Mootz 博士（shì）解（jiě）釋（shì）說。“對（duì）客戶而言，最為至關（guān）重要的（de）一點就是作為係統供應商，我（wǒ）們是（shì）否具備高水平的專業知識和能力。我（wǒ）們研發的激光焊接（jiē）工藝鏈，可從根（gēn）本（běn）上簡化客戶（hù）方規劃工作，並同時確保安全高效的工藝進程。”

清洗、壓裝、焊（hàn）接和檢測集成在一條（tiáo）生產線內

激光焊接整體生產係統的開發展現出 EMAG LaserTec 在市場上真正獨特的優勢。

該生產線（xiàn）展示了卡車差速器生產的（de）完美節拍流程，差速（sù）器總共包括三個獨立部件 : 兩（liǎng）個殼體部件和一個齒輪。這些部件各重達 130 公斤，直（zhí）徑最大可達 600 毫米。詳細工藝流程如下（xià） :

. 通過兩個獨立上料工位進料（liào）之後，兩個殼體部件和齒輪會（huì）經過 EMAG 激光清洗設備 – 這是一套自主研發的新型係（xì）統，已具有標準化機床的特性（xìng）。清洗過程非常（cháng）快捷，采用激光束除去所有殘留物，例（lì）如冷卻劑或防腐劑。

. 然後機器（qì）人會從激光清洗機中取出部件。通過感應加熱將齒輪（lún）預熱，之後將其送入壓裝工位（使用 EMAG eldec 的（de）低頻（pín）感應電源進行預熱）。兩個殼（ké）體被（bèi）直接送（sòng）入壓裝工位，與齒輪壓裝在一起（qǐ）。該過程配有力 / 位移監控。

. 此時部件已準備好進行焊接 – 機器人會將其送（sòng）至 EMAGELC 600 機（jī）床。軸向夾緊之後，通過兩次（cì）焊接把殼體封閉，並將齒輪與殼體連接。

. 埃馬克超聲波檢測係統會自動檢查焊接（jiē）接頭質量 – 這是焊接過程中的（de）關鍵（jiàn）步驟（zhòu），對於專家們來說（shuō）這和工件加工同等重要。

該（gāi）工藝研發在短短 12 個月（yuè）內就已完成！這段時間裏，EMAG LaserTec 的專家必（bì）須克服一些工藝技術上的難題，，畢竟，焊縫兩側材料分別為鑄鐵和滲碳（tàn）鋼（gāng）且焊接（jiē）深度需要很深，這裏我們采用 8KW 的固體激光器並添加焊絲來對其進行焊接。此外，生（shēng）產係統的規模（mó）也令人印象深刻 : 整（zhěng）個係統（tǒng）由兩個激光清（qīng）洗工位、一個（gè）加熱工位、一個壓裝工位（wèi）、ELC 600 機床和超聲波檢測工（gōng）位構成，它們（men）與複（fù）雜的進料裝置以及兩台工業（yè）機器人相連。

市場上的獨特優勢

“這個項目的（de）開發完美地闡釋了我們是（shì）如何工作的”，Mootz 先生談到激光焊接整體生產係統時說（shuō）道。“我們始（shǐ）終會（huì）從部件及其組件出發，開發加（jiā）工節拍與控製（zhì）均（jun1）具有競爭力的工藝流（liú）程。最終交付高生產效率和工藝穩定的 ‘客（kè）戶定製解決方案’。” EMAG LaserTec 憑借其在傳動驅動組件領域的豐富（fù）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（jī）光焊接差速器領域的全球市場引領者。另一決定性因素是基（jī）於模塊（kuài）化的埃馬克工（gōng）程開發，它依賴於各種（zhǒng）已經驗證的部件。最後還有重要的一點，在機床自動化（huà）中（zhōng）獲得的經驗在設計和生產此類係統時也提供了更多的（de）優勢（shì）。霍伊巴赫 (Heubach) 的專家們確（què）信這是商用車領域（yù）的技術（shù）發展方向，因為生產（chǎn）中的總（zǒng）體成本壓力（lì）和對經濟型車輛的需求將會持續增長。“無（wú）論如何，我們認為自己在這一領域處於有利位置”，Mootz 先（xiān）生最後強調。

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