Обработка больших партий деталей “корпус статора” с высокой скоростью и точностью

25.10.2021 - Markus Isgro

Детали выравниваются по положению и центрируются с высокой точностью.

Быстрый рост объемов выпуска электромобилей в настоящий момент выглядит скорее как дело близкого, но все же будущего. Автомобилей с электроприводом пока еще продается относительно мало. Но тенденции роста есть, о чем свидетельствует внедрение решения технологической компании EMAG Scherer на производстве одного из субпоставщиков автомобильной промышленности из Центральной Америки: здесь всего лишь 12 вертикальных токарных станков с ЧПУ типа VDZ 520 XL ежедневно обеспечивают обработку до 3 000 деталей “корпус статора”, которые используются в легковых автомобилей с исключительно электрическим приводом. Рассматриваемое решение характеризуется исключительно высокой точностью и надежностью технологического процесса. Какие же эксплуатационные характеристики станков при этом выходят на передний план?


В настоящее время электромобильность находится в переходной фазе - по крайней мере, так считают аналитики Bloomberg-NEF. По их подсчетам, количество проданных по всему миру электромобилей в течение 2020 году выросло до 2,5 миллионов, что соответствует темпам прироста в 20 процентов – хотя в прошлые годы этот показатель был еще выше. Кроме того, происходит смена точки сосредоточения внимания: если в последнее время основным драйвером развития был Китай, то теперь все более важную роль начинает играть европейский рынок. Здесь объемы продаж растут быстрее, чем во всем остальном мире. Вне зависимости от этого, Bloomberg-NEF в любом случае смотрит на будущее этой сферы с оптимизмом.

Опыт технологической компании EMAG Scherer в сфере производстве электромобилей

В этой развивающейся ситуации центральная роль отводится станкостроению. На него возлагается задача разработки технологий производства, которые позволяла бы изготавливать основные компоненты электроприводов точно и надежно – и притом значительно бόльшими партиями, чем это делалось до сих пор. Для экспертов из EMAG Scherer эта задача не является делом далекого будущего, поскольку предприятие, расположенное в городе Альценау, уже имеет опыт работы с центральным компонентом электродвигателя – сложным, и в то же время тонкостенным корпусом статора. Еще в 2018 году специалисты EMAG Scherer по заказу одного из субпоставщиков автомобильной промышленности из Центральной Америки разработали для обработки этих деталей высокоэффективное решение на базе вертикального токарного станка с ЧПУ VDZ 520 XL. Всего за 240 секунд «от стружки до стружки» выполняются восемь операций обработки корпуса статора. В конечном итоге, за день на одном станке можно изготовить около 320 деталей, при этом всего заказчик тогда приобрел шесть станков, чтобы иметь возможность обрабатывать бόльшие партии деталей. В настоящее время у него на производстве используются уже двенадцать таких станков, что наглядно показывает, насколько хорошо такое решение во всех отношениях соответствует его ожиданиям.

Эксперты по обработке сложных деталей

Но как же вообще появился этот заказ в такой сфере, которая до сих пор является неизведанной для многих других станкостроителей? «Контакт с этим заказчиком состоялся в рамках выставки», – объясняет Александр Отт, инженер проекта компании EMAG Scherer. «При этом, безусловно, свою роль сыграло то, что на протяжении многих лет мы сделали себе имя в сфере эффективных решений по обработке деталей сложной формы. С самого начала было ясно, что эта задача представляет особую сложность с точки зрения жестких требований к геометрии деталей и допусков, которые необходимо выдержать». Технические характеристики корпуса статора подтвердили эту предварительную оценку: толщина стенки готовой детали составляет всего четыре миллиметра – при величине допусков от 0,016 до 0,25 мм и очень высоких требованиях к округлости. Вместе с тем, необходимо также обработать много отверстий, канавок и элементов, расположенных относительно геометрической оси вращения несимметрично.

В результате проведенной работы были разработаны производственные процессы, идеально подходящие для рассмотренных условий: при обработке заготовки, полученной литьем под давлением, на станке VDZ 520 XL последовательно выполняются восемь технологических операций – от высокоточной черновой и чистовой обработки внутренних поверхностей, наружных присоединительных поверхностей и спеченной втулки до фрезерования канавки и сверления или фрезерования различных поперечных и продольных отверстий. Особую роль при этом играет индивидуальное решение по зажимной оснастке, разработанное компанией SAV, которое обеспечивает высокоточное выравнивание и центрирование столь сложной детали. Кроме того, впечатляет общая концепция станка: технология вертикальной обработки гарантирует оптимальный отвод стружки, несмотря на замкнутую форму корпуса статора, синхронный главный привод мощностью 64,4 кВт с номинальным крутящим моментом 1110 Нм обеспечивает высокую скорость процессов резания, а прочная литая станина станка гарантирует хорошее виброгашение.

Время цикла обработки продолжает сокращаться

Кроме того, весь производственный процесс чрезвычайно прост. Оператор укладывает заготовки на интегрированный в станок транспортер и с него же забирает уже обработанные детали. Этот транспортер выполняет также функцию встроенного накопителя деталей, что позволяет станку с высокой эффективностью работать в течение достаточно длительного времени без присмотра со стороны оператора. Шпиндель, работающий по принципу “Pick-Up”, самостоятельно захватывает заготовки из буксировочной рамки и с высокой скоростью перемещает их в рабочую зону, где осуществляется их обработка с использованием 12-ти позиционной инструментальной револьверной головки. Кратчайшие расстояния перемещений рабочих органов сокращают до минимума время “от стружки до стружки”. В настоящее время специалисты EMAG Scherer уже работают над дальнейшей оптимизацией станка. Так, к примеру, в будущем в инструментальной револьверной головке будет использоваться многорезцовый инструмент, что позволит сократить продолжительность обработки еще на 30 секунд.

Две операции обработки корпуса статора на одном станке

В общем и целом, специалисты технологической компании EMAG Scherer очень точно адаптируют эти и подобные им решения в области станкостроения под решение конкретных задач заказчика, благодаря чему выполнение даже еще более сложных технологических процессов больше не является проблемой. Так, к примеру, для одного заказчика из КНР был разработан станок VDZ 420 XL DS с двумя шпинделями, на котором последовательно выполняются две различные операции обработки корпуса статора: черновая/чистовая обработка внешней геометрии (OP 10), а также черновая/чистовая обработка внутренней поверхности и присоединительной поверхности, включая некоторые процессы сверления и фрезерования (OP 20). Решение включает в себя в том числе управляемый системой ЧПУ поворотный стол, расположенный между двумя рабочими зонами. С его помощью заготовки между операциями OP 10 и OP 20 укладываются и, соответственно, передаются с заданной ориентацией. Время обработки детали составляет всего 130 секунд, при этом каждый из установов с обработкой двух различных заготовок выполняется параллельно другому. Нежелательное вспомогательное время при этом сведено к минимуму.

Согласно оценке Александра Отта, на этом фоне компания EMAG Scherer выглядит идеально подготовленной к «буму выпуска электромобилей». «Мы выделяемся на общем фоне за счет нашего опыта, поскольку выходное качество такого производственного процесса обработки сложной детали всегда задается уже на раннем этапе разработки концепции. Здесь мы привлекаем все знания, которыми располагаем: о различных областях использования инструмента, концепции многофункциональных металлорежущих станков, об управлении их работой и их объединении в производственные линии. При этом, например, мы также можем прозрачно указывать заказчику на возможные проблемы и объясняем, каким образом мы можем решить эти проблемы уже на этапе выдачи предложения. Цель всегда остается неизменной – производство оптимальной детали со временем такта и уровнем качества, которые требуются заказчику. Конечно же, это касается и любого другого компонента электродвигателя». 

Контактное лицо

Markus Isgro

Press and Communication

Телефон: +49 7162 17-4658
Факс: +49 7162 17-4027
E-mail: communications@emag.com

Рисунки

Загрузки