德勤（Deloitte）公司的一項最新研究調(diào)查結(jié)果表明，從2032年起，在乘用車市場中，將首次出現(xiàn)新能源汽車的新增銷售量超過純內(nèi)燃機汽車的情況?？梢娦履茉雌嚨臒岫纫廊挥性鰺o減，許多企業(yè)也針對其零部件的高精度制造推出了不同的解決方案。比如今天要介紹的擁有十二道主要工序的轉(zhuǎn)子軸生產(chǎn)線、滿足一體式壓鑄后加工需求的五軸動柱式加工中心、能夠?qū)崿F(xiàn)高精度主軸磨削的數(shù)控萬能內(nèi)外圓磨床。一起看看各大企業(yè)是怎樣解決新能源汽車零部件加工問題的吧。

埃馬克

轉(zhuǎn)子軸生產(chǎn)線
        隨著新能源汽車銷量日益升高，不難想象，這樣一種發(fā)展趨勢對于汽車行業(yè)會有什么樣的影響：內(nèi)燃機組件的增值份額持續(xù)下降，而“電動”驅(qū)動組件的份額急劇上升。其中就包括多種旋轉(zhuǎn)對稱的部件，機械制造專業(yè)公司埃馬克目前正在研發(fā)的就是專為這類部件量身定制的生產(chǎn)解決方案。最近，埃馬克為一個供應商集團研發(fā)出一套全自動、高效的完整解決方案，專用于轉(zhuǎn)子軸制造以及用于轉(zhuǎn)子鐵芯疊片的高精度外徑車削。利用這套靈活的系統(tǒng)，客戶可以實現(xiàn)多種加工組合?？蛻舴截撠熑藢τ谶@套系統(tǒng)所能達到的部件品質(zhì)和可重復性非常滿意。
        不斷增長的電動機產(chǎn)量需求向生產(chǎn)規(guī)劃者提出重大挑戰(zhàn)：在許多應用領域內(nèi)，他們必須建立起新的整體化解決方案，從而更快、更高效地生產(chǎn)電動機驅(qū)動軸等部件。去年年底，埃馬克向一家專門生產(chǎn)電動汽車零部件的德國供應商提供了一套全新的解決方案。這個令人印象深刻的最新案例，為我們展示了這類解決方案的具體內(nèi)容。雙方如何達成合作？“這名客戶當時正在尋找一種智能自動化解決方案和物聯(lián)網(wǎng)集成的高度靈活的系統(tǒng)，以實現(xiàn)與轉(zhuǎn)子軸相關的各種加工組合。在這類問題方面，這名客戶在過去多年中一直非常信賴埃馬克的技術(shù)，因為我們不僅能提供出自一手的解決方案，而且從整個埃馬克集團范圍來看，我們掌握了幾乎所有加工技術(shù)。”埃馬克大客戶經(jīng)理Andreas Bucher解釋說。
        雙方的合作在很早期的階段就已經(jīng)開始：客戶甚至提前與埃馬克討論工件的設計圖紙，以簡化后續(xù)的機械制造工作，并實現(xiàn)精益和可靠的生產(chǎn)工藝。整條生產(chǎn)線的研發(fā)工作在密切的交流與合作中順利完成。EMAG Systems公司的Michael Ihring對此評價說：“在埃馬克，我們始終遵循‘面向客戶’的原則。一位經(jīng)驗豐富的員工會與客戶討論整套生產(chǎn)解決方案的各種要求，其中甚至包括比如并非由埃馬克提供的機床（本案例中的OP 30）。換句話說，我們負責整套生產(chǎn)解決方案并定義其技術(shù)規(guī)格。這種方法的優(yōu)勢非常明顯：各部門之間的溝通和確認工作量明顯減少、供貨時間縮短，同時也可以實現(xiàn)一套更加經(jīng)濟和高效的整體解決方案?！?/P>

十二道工序便可達成目標
        最終，埃馬克為客戶呈現(xiàn)出一套令人印象深刻的轉(zhuǎn)子軸加工系統(tǒng)——包括十二道主要工序以及其他不同的輔助工序。各臺機床與工位的自動化和連接通過機械手、桁架機械手系統(tǒng)以及由埃馬克自行研發(fā)的TrackMotion系統(tǒng)實現(xiàn)。整個工藝流程具體如下：
        操作人員將毛坯件放到緩沖輸送帶上之后，在兩臺埃馬克VTC 200機床上開始粗車削——這是一種可縮短主加工時間（OP 10/20）的4軸式軸類件加工解決方案。接著執(zhí)行吹掃和測量過程。測量設備向車床發(fā)送反饋，并由車床自動進行補償。
        完成內(nèi)齒磨削（OP 30，成型）之后，便會轉(zhuǎn)移到EMAG eldec的MIND L 1000上執(zhí)行OP 40工序：轉(zhuǎn)子軸的軸承座的感應加熱和淬火。
        分別在兩臺埃馬克VTC 200 CD（OP 50，內(nèi)車）或兩臺埃馬克VTC 200（OP 60，鉆孔加工）機床上進行的后續(xù)工序也非常重要。這兩道工序在兩臺機床上同時進行，以提高產(chǎn)量。接著對轉(zhuǎn)子軸再次進行吹掃、測量，并在合格工件上執(zhí)行 DMC 打標操作。
        工序OP 70包含兩個裝配過程，在此會通過熱套裝配一個套筒和一個蓋板。
        最后的車削工序（OP 80）在VTC 200機床上進行，此時可對轉(zhuǎn)子軸的軸環(huán)和軸座進行精加工。吹掃、測量和堆垛三道工序標志生產(chǎn)線的結(jié)束。

        “我們的規(guī)劃得以證實，”Michael Ihring總結(jié)說，“所有工藝都非常穩(wěn)定，得到的部件品質(zhì)因此也非常高。同時，客戶也能從靈活的生產(chǎn)單元解決方案獲益，這種解決方案可隨著產(chǎn)量要求的提高而隨時擴展。這種靈活性體現(xiàn)在包含工件輸送系統(tǒng)在內(nèi)的每一個細節(jié)中。此外，各種不同的智能模塊的更換策略可確保只有極短的停機時間。”

無紋路切削保證完美的疊片組表面
        埃馬克為這名客戶提供的“電動汽車整體項目”遠不止如此，因為機床制造商埃馬克還額外利用VTC 200機床設計出一種用于轉(zhuǎn)子鐵芯疊片高精度外徑車削的解決方案。這里使用所謂的無紋路切削工藝：刀具在工件上作滾軋運動，也就是說傾斜的CBN刀刃會在旋轉(zhuǎn)的工件上方運動。刀刃切入點持續(xù)不斷地移動。整個過程比傳統(tǒng)硬車削快五到六倍，比磨削快三倍。并且同時可以實現(xiàn)卓越的無紋路表面質(zhì)量。換句話說：以前必須采用磨削加工的表面，未來可以使用無紋路切削技術(shù)完成。對于圍繞軸的疊片組來說，這正是最理想的解決方案。

為不斷增長的電動汽車市場帶來優(yōu)勢
        “總的來說，無論是加工轉(zhuǎn)子軸還是疊片鐵芯的外徑車削，客戶都可以從具有高度穩(wěn)定性和工藝可靠性、經(jīng)過完美協(xié)調(diào)的整體系統(tǒng)中受益。這些都是我們希望在未來幾年內(nèi)為不斷增長的電動汽車市場所帶來的巨大優(yōu)勢?！盇ndreas Bucher說，“電動機制造行業(yè)的需求明顯越來越大。同時，我們的技術(shù)已在此行業(yè)的多個應用領域內(nèi)得到廣泛應用?！?nbsp;

        通過十二道主要工序以及其他不同的輔助工序完整加工轉(zhuǎn)子軸。各臺機床與工位的自動化和連接通過機械手、桁架機械手系統(tǒng)以及由埃馬克自行研發(fā)的TrackMotion系統(tǒng)實現(xiàn)。

OP 10/20——在兩臺埃馬克VTC 200上進行粗車削——這是一種可縮短主加工時間的4軸式軸類件加工解決方案。

OP 40——在EMAG eldec的MIND L 1000上進行軸承座的感應加熱。

OP 50——在配備中心驅(qū)動的VTC 200上完成轉(zhuǎn)子軸的內(nèi)車削。

OP 60——在VTC 200上使用動力刀具完成精車削和鉆孔。

OP 70——裝配套筒和蓋板。

OP 80——精車削轉(zhuǎn)子軸的軸環(huán)和軸座。

力勁

MCG5系列五軸動柱式加工中心
        在“雙碳”目標下，新能源汽車已經(jīng)成為汽車工業(yè)重要支撐。2019年力勁6000T超大型壓鑄機問世后，一體化壓鑄成型技術(shù)的應用與推廣成為大勢所趨，越來越多整車及汽車零部件廠商開始布局研制一體化壓鑄零部件。力勁MCG5系列五軸動柱式加工中心，作為實現(xiàn)零部件的輕量化和一體結(jié)構(gòu)化的方案，也獲得了來自各行各業(yè)的高度關心。

一體式壓鑄后加工，新能源汽車大型結(jié)構(gòu)件專用
        為滿足一體式壓鑄后加工需求，力勁集團以多年生產(chǎn)制造高速龍門與五軸機床為基礎，切入新能源鋁壓鑄車體零件五軸高速切削領域，歷時2年，成功研發(fā)新機型“MCG5系列五軸動柱式加工中心”，主要針對新能源汽車領域復雜零件的加工，鋁壓鑄、鋁合金壓鑄件加工，聯(lián)動大噸位壓鑄單元，為用戶提供從壓鑄到后加工的整套解決方案，廣泛應用于汽車副車架、前艙、后地板、電池盒及其他結(jié)構(gòu)部件的加工。

底地板/前艙

力勁MCG5系列五軸動柱式加工中心，復合集成讓生產(chǎn)更高效
        力勁MCG5系列動五軸柱式加工中心推出三種規(guī)格：MCG5-2525、MCG5-3025、MCG5-4025，X軸*Y軸*Z軸行程分別是（mm）：2500*2500*1200、3000*2500*1200、4000*2500*1200，采用高剛輕量化動柱型結(jié)構(gòu)，配置SIEMENS 840D/828D控制系統(tǒng)，圓盤式雙刀庫（24把*2），"HSD"正交側(cè)掛型二軸頭，梁柱、底床一體化，滿足高速切削、高剛性、高承重的特性，整體動件輕、重心的懸伸少，深鉆孔達φ20以上，實現(xiàn)鋁材多角度高效鉆銑削與鉆孔加工，適用于新能源各結(jié)構(gòu)件加工配套?？蛇x配搭載旋轉(zhuǎn)分度盤與尾座，實現(xiàn)多工序一次裝夾完成。

通過擴大行程，可以加工更大的尺寸、更復雜的形狀
        其中，X/Y軸采用德國"博士力士樂"（Rexroth Bosch）線性馬達，擁有極佳的動態(tài)/靜態(tài)剛性，最大快速進給可達70m/min，且高加減速特性，動力100%直接傳送，無須經(jīng)過機械零件傳送增加動態(tài)響應性，結(jié)構(gòu)簡易容易維護；Z軸驅(qū)動裝置，采用雙伺服、無油壓、高導程絲桿傳動，具有高效率、高精度、高速度，確保快送達50m/min。

        加工方法：使用龍門擺頭式加工中心，進行壓鑄鋁箱體正面和外側(cè)面孔特征加工；使用角度頭，進行壓鑄鋁箱體內(nèi)側(cè)擺頭干涉的盲孔特征加工。
        MCG5系列五軸動柱式加工中心，采用隨動式左右雙刀庫設計，以加工回刀距離最近做刀庫選擇，搭配刀臂扣刀式換刀，實現(xiàn)從加工處至完成換刀只需6秒以內(nèi)，效率更佳。
        隨著近幾年來新能源汽車銷量的快速增長，為了增加續(xù)航，汽車的設計輕量化也在不斷進步，力勁MCG5系列動五軸柱式加工中心，憑借其結(jié)構(gòu)特點、巨大加工空間以及高效率的優(yōu)勢，已應用至客戶端，為新能源汽車領域用戶，用于前艙、后地板的高效精密加工制造，可替代進口機床。

磨致機械

S31數(shù)控萬能內(nèi)外圓磨床
        聯(lián)合磨削集團旗下STUDER品牌代表了110多年的精密內(nèi)外圓磨床研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗。The Art of Grinding是他們的熱情，更高精度是他們的要求，瑞士頂級質(zhì)量是他們的標準。聯(lián)合磨削集團的產(chǎn)品系列包含標準機床以及高精度圓柱磨削的完整系統(tǒng)解決方案，以滿足小型以及大中型工件的加工。此外，他們還提供軟件、系統(tǒng)集成以及廣泛的服務項目。憑借量身定制的整體解決方案，客戶同時會獲得他們的百年磨削工藝專業(yè)知識。

產(chǎn)品簡介
        S31是一款適用于小尺寸到大尺寸工件的數(shù)控萬能內(nèi)外圓磨床，同時支持單件加工，小批量和大批量生產(chǎn)。其具備400/650/1000/1600mm的頂尖距和175mm的中心高度。工件最大加工重量為150kg。S31全新的操作系統(tǒng)C.O.R.E. OS，使機床具備了智能化。得益于統(tǒng)一的C.O.R.E.軟件架構(gòu), 在聯(lián)合磨削機床之間傳輸數(shù)據(jù)格外簡單。兼容Umati API接口可與第三方系統(tǒng)通信。此外，還可以提供在機床上直接使用UNITED GRINDING Digital SolutionsTM的產(chǎn)品。C.O.R.E.不僅為此應用以及其他物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)應用奠定了技術(shù)基礎，它將還成為既具革命性又具通用性的操作系統(tǒng)。

加工實例

1.高精度主軸磨削
        高精度主軸的內(nèi)外圓磨削是S31磨床的經(jīng)典應用。最大兩頂尖裝夾長度1600mm，使加工較大規(guī)格的主軸成為了可能?？韶S富的砂輪頭架配置，可以實現(xiàn)一次裝夾完成多表面的磨削加工。直驅(qū)B軸配置兩個外圓磨削主軸和一個內(nèi)圓磨削主軸是用于主軸加工的典型方案。

2.新能源車電機軸及氫燃料電池空氣增壓軸磨削
        “雙碳”目標引領下，新能源電動車市場炙手可熱，其關鍵零部件電機軸及氫燃料電池增壓軸如何達到精度要求，成為行業(yè)必答題。STUDER磨床在萬能磨床領域有著廣泛的應用，特有的花崗巖床身和動靜壓復合結(jié)構(gòu)導軌，可以實現(xiàn)緩慢進給和高速自由移動，剛性與阻尼的設定恰到好處。為新能源車電機軸和空氣增壓軸的磨削工藝提供了成功的借鑒。

（轉(zhuǎn)載）