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埃馬克生產系統：使用整體生產系統制造輕量型轉子軸

2018-11-19 來源：埃馬克作者：-

大量研究預測電動車市場將繼續迅猛增長，而當前的銷售數據也證實了這一變化趨勢：根據汽車管理中心 (Center of Automotive Management)統計顯示，去年中國和美國的電動汽車銷量有大幅提升。德國低端市場份額也翻了一番。在這一發展過程中，機械制造將發揮核心作用，通過研發相應生產技術，這些技術能夠可靠、精密地生產各種電動驅動系統核心組件——數量遠大于以往的生產批量需求。以轉子軸為例：它必須精準穩定地傳遞電動機的高扭矩。與此同時，轉子鐵芯疊片和轉子軸應盡可能輕量化，以增加電動汽車續航里程。但是，如何才能高效生產構造復雜的轉子軸呢？埃馬克的工程師為此一直在研發各種解決方案，以完美適應于不同的部件幾何形狀和生產規劃——從全自動化生產系統到客戶定制的單臺機床。

數十年來，輕量化結構一直是汽車制造行業的主要挑戰之一：從傳動齒輪、驅動軸到各種殼體的每個組件，都要做得更輕更小，以減小燃料消耗。有趣的是，該課題在電動汽車領域變得愈加重要，因為減輕重量，即使電池單次充電，續航更長距離。因此，在可預見的未來。“續航里程”課題仍將是電動汽車領域的主要目標之一。在這種情況下，裝有相對較大型轉子鐵芯疊片的重型電動機軸已不合時宜。埃馬克當前專注于如何大批量制造重量優化的轉子軸，從而優化電動機的重量。整體生產系統專家團隊設計出一條可直接依次連續進行空心輕型軸軟加工、淬火和硬加工的生產線。“總體來看，生產此類部件在任何情況下都是埃馬克的理想任務選擇。”埃馬克技術應用經理Ulrich Heiermann 解說道，“我們掌握著從車削、鉆孔和銑削到淬火以至磨削的各種必要應用知識技術。此外，我們數十年來一直在持續研發相關工件輸送系統，這意味著能夠一站式提供完整的生產線和工藝流程研發服務。我們還能夠針對核心子工序工藝（如車削和磨削），為客戶提供個性化定制解決方案，可手動裝載。這些單臺機床安裝可為日后擴建成整條自30 動化生產線做好初步準備。兩者均使用靈活的模塊化解決方案。基于不同的工藝技術模塊，我們可配置出各種量身定制的機床，使我們針對任何挑戰都有充分的準備。”

優勢巨大的裝配式軸

“裝配式”轉子軸是此靈活生產方法的一個突出例子。根據要求，埃馬克需要開發一套結合軟加工、激光焊接、淬火和硬加工的多級生產系統。此外，在此工藝中，軸由兩個不同的端件組裝而成——就像裝配式凸輪軸的基本原理。整個流程可分解為多個較短并且可以同時進行的子工序。另外，這種方法往往可為部件研發人員提供更大的自由空間。軸在完美的生產節拍中完成加工：在開始的兩道工序（10和20）中，對兩個不同的毛坯件進行內、外加工，形成中空幾何形狀。在此使用四臺埃馬克VL 4 型上下料機床。清潔工序 (OP 30) 完畢之后，端件在埃馬克ELC 250 中使用激光焊接(OP 40)彼此連接——工藝快速可靠。激光束的能量可精確控制并且高度集中，能夠實現高速焊接，將已焊接部件上的變形減至最小。然后，軸承座在埃馬克eldec MIND 750 感應淬火機床上以數秒快速完成高精度淬火 (OP 50)。軸的硬加工通過埃馬克VT 4-4 上下料機床進行外部車削 (OP 60) 以及VL 系列模塊化機床的內部車削 (OP 70) 。在OP 80 和90 中，完成軸的滾齒和各處軸肩的外部車削加工。小公差和高表面質量要求的精加工在VTC 系列的立式軸類件磨床上(OP 100)完成最終磨削工序。

然后，軸即準備好與相應疊片組通過熱套裝配組裝在一起。在負責確保各機床間輸送的工件輸送系統技術上，埃馬克也可根據客戶需求進行調整。

例如，可以使用生產線桁架機械手、堆垛單元、工件傳送帶或埃馬克自己的TrackMotion 系統。在任何情況下，系統都將受益于所用機床的標準配置及其優化接口。客戶受益于整套系統和完整解決方案，在規劃、實施和保養服務過程中僅需聯系埃馬克即可解決所有問題。此外，埃馬克自主的上下料拾取技術更可為工藝流程提速：軸（或開始時的兩個單件）通過可移動式工件主軸傳送進出加工區，然后以極高的切削速度完成立式車削和銑削，并優化工序中的切屑掉落。

出自一手的快速解決方案

該生產線大約每45 秒就可產出一件成品轉子軸。這樣便可以將機床停機的非生產時間降至最低。“此類生產工藝可達到的質量在早期設計方案階段就已經確定。埃馬克將其對不同刀具應用、多功能機床設計、控制和連接的所有知識都運用到生產線的配置中。而重點目標始終在于按客戶要求的節拍時間和質量生產出最佳的部件。無論是通過整體式生產線以大批量生產，還是例如通過手動上料式的單獨解決方案以小批量生產而由此提高靈活性，一切都由客戶決定。”Ulrich Heiermann 指出。

圖片資料

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