Технология обработки с высочайшей точностью и производительностью: лазерная сварка в современном производстве автомобильных трансмисси

30.01.2013 - Oliver Hagenlocher

От системы двойного сцепления до классического дифференциала: нет сейчас такой сферы в производства автомобильных трансмиссий, в которой не велись бы интенсивные исследования и разработки...


От системы двойного сцепления до классического дифференциала: нет сейчас такой сферы в производства автомобильных трансмиссий, в которой не велись бы интенсивные исследования и разработки. За счет использования новых материалов и изменения геометрических параметров постоянно оптимизируют форму и набор шестерен коробок передач – к тому же, они требуются все в больших количествах, поскольку, например, на легковых автомобилях отмечается тенденция к увеличению количества скоростей в коробках передач. За счет каких инновационных наработок можно будет и дальше повышать эффективность производственных процессов можно посмотреть на примере лазерной сварки. Специалисты группы EMAG используют серию ELC установок лазерной сварки для разработки целостных решений, позволяющих максимально эффективно использовать преимущества технологического процесса. При этом они целенаправленно внедряют свой богатый опыт в области изготовления типовых деталей автомобильных трансмиссий.
При первом же взгляде на типовую деталь автомобильной коробки передач становится понятным уровень решаемой задачи: даже самая маленькая шестерня со встроенным кольцом синхронизатора имеет достаточно сложную конструкцию. Для того, чтобы обеспечить высокую точность и эффективность ее изготовления, производится предварительное изготовление двух отдельных компонентов, затем производится процесс сборки и сварки, позволяющий получить из двух компонентов готовое изделие. „Именно на этом этапе в условиях современного производства коробок передач чаще всего используется лазерная сварка“, объясняет доктор технических наук, господин Андреас Моотц, руководитель технологического предприятия EMAG Automation. „При этом технологическом процессе энергию лазерного луча можно точно дозировать и концентрировать для подачи в требуемую точку. За счет этого, с одной стороны, удается минимизировать коробление, а с другой – достигать высоких скоростей сваривания.“ Кроме того, используемый EMAG твердотельный источник лазерного излучения, обладает выдающимися показателями энергоэффективности. В то время, как КПД классического CO2-лазера лостигает всего лишь восьми процентов, технологии, предлагаемые EMAG, позволяют повысить значение КПД до величины почти в 20 процентов. Другими словами: для достижения аналогичной оптической мощности требуется меньшее количество тока, в результате в условиях производства происходит массированное снижение энергозатрат.

Преимущества стационарного сварочного приспособления
Аналогично, высокой эффективностью для всего процесса обработки обладает возможность интеграции различных производственных процессов в пределах одной производственной установки серии ELC. Прежде всего, загрузка деталей на обработку производится автоматически, за счет использования Pick-up-шпинделя. Затем производится захват отдельных комплектующих и их одновременная сборка в устройстве для запрессовки. При этом, за счет зажимной оснастки гарантируется очень точное позиционирование детали и, тем самым, оптимальные условия для сварочного процесса. Стационарная конструкция оптической системы обеспечивает высочайшую производственную надежность и оптимальную оптическую стабильность самой установки в целом и процесса сварки. В зависимости от конструкции, либо материала детали, отдельные компоненты перед сборкой могут подвергаться индуктивному нагреву, а по завершении процесса обрабатываться щетками – в любом случае, все эти процессы производятся за один установ. Процесс сборки и сварки шестерни коробки передач полностью производится за 12 секунд, компоненты корпуса дифференциала собираются и свариваются друг с другом при помощи этой технологии максимум за 40 секунд. 

Повышение эффективности за счет использования лазерной сварки при решении более простых технологических задач
На примере сборки и лазерной сварки корпуса дифференциала становится особенно очевидным, какие возможности технология лазерной сварки открывает для общего развития автомобилестроения: в течение уже достаточно длительного времени немецкие автопроизводители вместо традиционно использовавшегося  винтового соединения при установке ведомой шестерни главной пары  на корпусе дифференциала используют лазерную сварку. Результат: происходит снижение себестоимости материала при одновременном снижении общего веса конструкции почти на 1,2 кг. „С учетом общей тенденции снижения веса автомобильных узлов, эта технология как раз открывает новые возможности нашим заказчикам “, поясняет господин Моотц. 

Преимущества для заказчиков от использования практического опыта EMAG

У специалистов из германского города Хойбах, где расположено производственное предприятие EMAG Automation, впечатляющий практический опыт: за последние десять лет было продано и поставлено более 50 установок для сборки и лазерной сварки.  Эти установки были закуплены и активно используются ведущими мировыми автопроизводителями. В области поставки установок с твердотельными лазерами для изготовления деталей коробок передач и трансмиссий EMAG занимает лидирующие позиции в мировом масштабе. В чем кроется причина этого успеха? „Решающим в любом случае является то, что для этих деталей мы располагаем очень большим практическим опытом. Нам очень хорошо известна вся производственная цепочка – от предварительной операции токарной обработки и шлифования, затем технологии сборки с лазерной сваркой, вплоть до завершающего процесса ультразвукового контроля “, подчеркивает господин Моотц. „Всю эту производсвтенную цепочку мы можем полностью разработать и сконструировать. Таким образом, конечно же, существенно  облегчается планирование новых производственных мощностей и расширение уже имеющихся.“

Общие тенденции развития рынка позитивны
С другой стороны, общее развитие рынка играет на руку немецким машиностроителям: не только успех систем двойного сцепления обеспечивает постоянный рост объемов выпуска шестерен. В области производства коробок передач с ручным переключением также отмечается тенденция увеличения числа передач, поскольку это позволяет повысить комфорт при езде и снизить расход топлива. „Именно поэтому мы предлагаем нашим заказчикам хорошо проверенную практическим опытом технологию лазерной сварки, которая с одной стороны обеспечивает экономию энергии и повышение точности при изготовлении, а с другой – прекрасно подходит также для решения более простых задач, позволяя при этом снижать производственные расходы. Такая комбинация свойств, на наш взгляд, является очень убедительной и позволяет нам добиваться значительных успехов “, говорит господин Моотц в завершение. 

Контактное лицо

Oliver Hagenlocher

Press and publishers

Телефон:+49 7162 17-267
Факс:+49 7162 17-199
E-mail:communications@emag.com

Рисунки