商用車領域中的輕量化設計 ：EMAG 針對卡車差速器開發整體生產解決方案
2020-5-8 來源： 埃馬克（中國）機械有限公司 作者：-
當“輕量化設計”一詞被用于汽車生產時，其通常與乘用車有關，很少會指商用車。然而，卡車傳動系統中所需的大型和重型部件均有減輕 重量，降低成本的潛力。最近，一家北美供應商 展示了 EMAG LaserTec 公司的激光焊接整體生 產系統可提供的可能性和優勢。針對卡車差速器 的生產，該商用車供應商目前正在使用 EMAG 生產系統，將三個獨立部件焊接在一起，由此可 省去大約 40 處昂貴的螺栓連接成本。那么這條 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會繼續快速增長。該研究稱，德國每年新登記的商用車數量會從現今的 290000 輛增至 344000 輛，到 2040 年車 輛總數將近350萬輛（現今 :290 萬輛）。同時， 我們還將繼續看到為實現氣候目標而推動節能的 努力，以及要求制造商開發更經濟的汽車的政治 壓力。對此，一個能讓制造商在商用車領域實現 輕量化設計的系統將會改變游戲規則。許多卡車制造商很自然地把重點放在成熟的乘用車輕量化 系統上，這些系統使得生產成本大幅降低，重量 大幅減輕，而這正是激光焊接發揮作用的地方。 多年來，激光焊接在乘用車傳動系組件的生產中 一直不可或缺。
如今，焊接連接已在許多地方取 代了螺栓連接。即使無法減輕工件的重量，也可 以通過省去昂貴的螺紋連接來提高成本效益。例 如，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于 16 條，分別用在各種齒 輪、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，因為激光焊接整體生產系統的相關開發正是 這家位于施瓦本格明德 (Schw?bisch Gmünd) 附近霍伊巴赫 (Heubach) 的企業的強項。“客戶 之所以了解我們，是因為他在其他應用領域使用 了 EMAG 機床。他的目標是生產一種更輕、更經 濟的卡車差速器。對我們來說這是一項理想的任 務，即使我們是首次在卡車領域完成此類項目”， EMAGLaserTec 總經理 Dr. Andreas Mootz 博 士解釋說。“對客戶而言，最為至關重要的一點 就是作為系統供應商，我們是否具備高水平的專 業知識和能力。我們研發的激光焊接工藝鏈，可 從根本上簡化客戶方規劃工作，并同時確保安全 高效的工藝進程。”
清洗、壓裝、焊接和檢測集成在一條生產線內
激光焊接整體生產系統的開發展現出 EMAG LaserTec 在市場上真正獨特的優勢。
該生產線展示了卡車差速器生產的完美節 拍流程，差速器總共包括三個獨立部件 : 兩個殼 體部件和一個齒輪。這些部件各重達 130 公斤， 直徑最大可達 600 毫米。詳細工藝流程如下 :
. 通過兩個獨立上料工位進料之后，兩個殼 體部件和齒輪會經過 EMAG 激光清洗設備 – 這 是一套自主研發的新型系統，已具有標準化機床 的特性。清洗過程非常快捷，采用激光束除去所 有殘留物，例如冷卻劑或防腐劑。
. 然后機器人會從激光清洗機中取出部件。 通過感應加熱將齒輪預熱，之后將其送入壓裝工 位（使用 EMAG eldec 的低頻感應電源進行預 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。軸向夾緊之后，通 過兩次焊接把殼體封閉，并將齒輪與殼體連接。
. 埃馬克超聲波檢測系統會自動檢查焊接接 頭質量 – 這是焊接過程中的關鍵步驟，對于專家 們來說這和工件加工同等重要。
該工藝研發在短短 12 個月內就已完成！這 段時間里，EMAG LaserTec 的專家必須克服一 些工藝技術上的難題，，畢竟，焊縫兩側材料分 別為鑄鐵和滲碳鋼且焊接深度需要很深，這里我 們采用 8KW 的固體激光器并添加焊絲來對其進 行焊接。此外，生產系統的規模也令人印象深刻 : 整個系統由兩個激光清洗工位、一個加熱工位、 一個壓裝工位、ELC 600 機床和超聲波檢測工位 構成，它們與復雜的進料裝置以及兩臺工業機器 人相連。
市場上的獨特優勢
“這個項目的開發完美地闡釋了我們是如何 工作的”，Mootz 先生談到激光焊接整體生產系 統時說道。“我們始終會從部件及其組件出發，開發加工節拍與控制均具有競爭力的工藝流程。最終交付高生產效率和工藝穩定的 ‘客戶定制解 決方案’。” EMAG LaserTec 憑借其在傳動驅動 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 系統。EMAG 是激光焊 接差速器領域的全球市場引領者。另一決定性因 素是基于模塊化的埃馬克工程開發，它依賴于各 種已經驗證的部件。最后還有重要的一點，在機 床自動化中獲得的經驗在設計和生產此類系統時 也提供了更多的優勢。霍伊巴赫 (Heubach) 的 專家們確信這是商用車領域的技術發展方向，因 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。“無論如何，我們認為自己在這 一領域處于有利位置”，Mootz 先生最后強調。
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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