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汽车产业一直以来都是金属切削技术应用最重要的领域,但随着新能源汽车的不断发展,尤其是纯电动汽车的突飞猛进,很多人都对金属切削设备以及专用加工刀具的前景产生忧虑,认为电动机替换内燃机确使得汽车企业和供应商相关设备需求减少。
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事实上,传统汽车和新能源汽车两者的差异主要体现在动力总成部分,在新能源汽车领域,混动车的比例是非常大的,这类车对金属加工的需求并无减少。而且即使是纯电动汽车,也有相当一部分零部件,如对车桥、减速器、差速器、传动轴、制动器等的金属切削加工需求基本保持不变。不仅如此,新能源汽车又衍生了新的金属切削项目,比如对电机壳体、电机轴、电池托架以及新增加的各类模具的金属切削加工。

面对新能源汽车领域的新需求,传统加工企业也面临着更多问题。比如新能源汽车大部分零部件在满足较高生产效率的前提下,对加工精度和质量要求也非常苛刻。另外,电动汽车对零部件轻量化的要求更为严格,新型材料、特殊几何形状越来越多的被采用。这些对刀具和机床提出了全新的挑战。

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针对汽车行业的这一新变局,作为世界领先的金属切削刀具制造商,山特维克可乐满将在2020 ITES深圳工业展现场带来一系列先进刀具解决方案,其中不乏在新能源汽车领域的应用。今天我们就来先看一看其在电动机壳体及电动机转子轴领域的加工案例。

电动机壳体先进刀具解决方案

驱动电机系统是新能源车三大核心部件之一,其水平的高低直接影响到新能源汽车动力系统的性能。驱动电机就是这个系统中最重要的关键部件之一,主要由定子组件和转子组件,以及零部件端盖和壳体等组成。为了把能量转换过程中的损失降到最低,电机壳体、电机轴和定子等组件等之间的配合必须优化到最合理的区间。这就使得对于电机壳体的加工,特别是主孔和轴承孔的形位公差的要求特别严格。此外电动汽车电机的外形尺寸要求尽可能小,质量尽可能轻,功率密度最优化,因此电机壳体在满足大直径的前提下,只有控制壁厚才能让质量变轻。因此电机壳体具有精度高、直径大、薄壁易变形等特征。目前电动机壳体的典型材料是铸造铝合金,其机加工序主要有:铣面、钻孔、镗孔、铰孔、攻丝。

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电动机壳体加工方案

在铝合金面铣削方面,山特维克可乐满推出了M5X90系列铣刀。其中M5F90复合面铣刀设计用于加工汽车薄壁铝合金零件,其每个刀片包含一条粗加工切削刃和一条精加工切削刃,能够在一道工序中完成粗加工和精加工。粗加工区域发挥传统铣刀的作用,所有粗加工切削刃的直径和高度都相同;精加工区域发挥M5B90铣刀的作用,包含多条径向和轴向阶梯式切削刃。这种设计可确保无毛刺铣削和出色的表面质量,并且能够实现较密的齿距以避免切削振动。

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M5F90复合面铣刀,精加工表面(蓝色), 粗加工表面(绿色)

针对铝合金零件的钻削,山特维克可乐满CoroDrill 400直槽钻和CoroDrill 430三槽钻,可提供整体硬质合金材质和PCD材质供客户选择,结合其优化的抛光容屑槽和高精度冷却液孔设计,可在保证孔质量的同时,获得更长的刀具寿命。并且可以根据工况和客户需求提供定制的复杂多阶成型钻头,同时支持微量润滑 (MQL) 系统。

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电动机转子轴的先进刀具解决方案

电动机转子轴是整个驱动电动机中的关键零部件,起到转子铁心的固定及力量传递作用。电动机转子轴的加工涉及的关键尺寸要素多,如轴伸、轴承位和铁芯位等部位与配合、安装相关的尺寸,关系到基准唯一性的中心孔,任何一项不合格或未达到设计预期,都将是极大的隐患。

电动机转子轴的典型加工工序主要有:热处理前的软材料车削、键槽铣削、齿和花键铣削,以及热处理后的硬零件车削。针对电动机转子轴的各个典型机加工序,山特维克可乐满能提供一系列的先进刀具解决方案,来满足各类工况及客户的需求。

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热处理前的软材料车削工序:独创的PrimeTurning和CoroTurn Prime 全向车削解决方案、专用于ISO P材料的具有创新Inveio技术的GC4300先进硬质合金刀片材质系列。

齿和花键铣削:用于大批量生产的CoroMill 178 & 180强力刮齿刀具、用于中小批量加工的 CoroMill 171.4 & 172系列铣刀、以及用于小批量加工及样品试制 InvoMilling柔性加工解决方案。

键槽铣削:硬质合金立铣刀CoroMill Plura,可换头立铣刀 CoroMill316。

热处理后的硬零件车削工序:专用于ISO H 材料的立方氮化硼CB7100刀片材质系列、CoroCut 1-2刀片-XB槽形可以将生产效率提升最高可达8倍。

了解更多新能源汽车加工前沿技术,请关注ITES深圳工业展(第21届SIMM深圳机械展)-刀具工具展。2020年,国际一线刀具品牌将携高品质硬质刀具、高速铣削刀具、高精度钻孔刀具等品类刀具隆重亮相深圳国际会展中心(新馆),山特维克可乐满也将一如既往地参与到本次盛会当中,为各行业厂商提供完整的刀具采购和加工解决方案,大家敬请期待。


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