商用車領域中的輕量化設計（jì）： EMAG LaserTec針對卡車差速（sù）器開發整體生產解決方案
2020-3-26 來源：埃馬克 作者：-
當“輕量（liàng）化設計”一詞被用於汽車生產時，其通常與乘用車有關，很少會指商用車。然而，卡車傳動係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（shì）了 EMAG LaserTec公（gōng）司的激（jī）光焊接整（zhěng）體生產係統可提供的可能性和優勢。針對卡車差速器的生（shēng）產，該商用（yòng）車供應商目前正在使用EMAG生（shēng）產係統，將三個獨立部件焊接在一起，由（yóu）此可省去（qù）大約40處昂貴的螺栓連接成本。那麽（me）這條生產線都涉及10 哪些工藝？
激光焊接生產線 3D_差速器
基於激光焊接（jiē）開發的整體生產係統使 EMAG LaserTec 在市（shì）場上具有獨特的
優勢
來自殼牌（pái）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（měi）年（nián）新登記的商用車數（shù）量會從現今的290000 輛增至 344000 輛（liàng），到 2040 年（nián）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（wéi）實現氣候目標而推動節能（néng）的努力，以及要求製造商開發更經濟的汽車的政治壓力。對此，一個能讓製造商在商用（yòng）車領域實現輕（qīng）量化設計（jì）的係統將會改變遊戲規則。許多卡車製造商很自然（rán）地把重點放在成熟的乘用車輕量化係統上，這些係（xì）統使（shǐ）得生產成本大幅（fú）降（jiàng）低，重量大幅減輕，而這（zhè）正是激光焊接發揮作用的地方。多年20 來，激光焊接在乘用車傳動（dòng）係組件的（de）生產中一直不可或缺。如今，焊接（jiē）連接已在許多（duō）地方（fāng）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（qù）昂貴的螺紋連接來提高成本效益。例如，一些先進的雙離合（hé）變速器上已使用的激光（guāng）焊接焊縫數量總數不（bú）少於 16 條，分別用在各種齒輪、雙離合器和差速器。在此背（bèi）景下，該北美商用車供應商會委托 EMAG LaserTec 也（yě）不足為奇，因為激光焊接整（zhěng）體（tǐ）生產（chǎn）係統的相關開發正是這家位於施瓦本格明德 (Schwäbisch Gmünd) 附近霍伊巴赫 (Heubach) 的企業的強項。“客戶之所以了解（jiě）我們（men），是因為他在（zài）其他（tā）應用領域使用了 EMAG機床。他的目標是生產一種更輕、更經濟（jì）的卡（kǎ）車差速器。對我們來說這是一項（xiàng）理想（xiǎng）的任務，即使我們是首次在卡車領域完成此類項目”，EMAG 30 LaserTec 總經（jīng）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係統供應商，我們（men）是否具備高水平的專業知（zhī）識和（hé）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，並同時確保安全高效（xiào）的工藝進程。”
該生產線確保了卡車（chē）差速器生產的完美節拍（pāi）流程
清洗、壓（yā）裝、焊接和檢測集成在一條生產線內
該部件重達 130 公斤，直徑最大（dà）可達 600 毫米
該生產（chǎn）線展示了卡車（chē）差速器生產的完美（měi）節拍流程，差（chà）速（sù）器總共包括三個獨立部（bù）件：兩個殼（ké）體（tǐ）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（xiáng）細（xì）工藝流程如下：
· 通（tōng）過兩個獨（dú）立上料工（gōng）位進料之後，兩個殼體部件和齒輪會（huì）經過（guò）40 EMAG 激光清洗設備–這（zhè）是一套自主研發的（de）新型係統，已具有標準化機床的特（tè）性。清洗過程非常快捷，采用激（jī）光束除去所有殘留（liú）物，例如冷卻劑或防腐劑。
· 然後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，之後將其送入壓裝工位（使用（yòng） EMAG eldec 的低頻（pín）感（gǎn）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（yǒu）力/位移監控。
· 此時部（bù）件（jiàn）已準備好進行焊接–機器人會將其送（sòng）至 EMAGELC 600機床（chuáng）。軸（zhóu）向夾緊之後，通（tōng）過兩次焊接把（bǎ）殼體封閉，並將（jiāng）齒輪與殼體連接（jiē）。
· 埃馬克超聲波檢測係統會自動檢查（chá）焊接接（jiē）頭質量–這（zhè）是焊接過（guò）程中（zhōng）的關鍵步驟，對於專（zhuān）家們來說這（zhè）和工件加工（gōng）同等重要。
殼（ké）體部件以及齒輪均（jun1）會在新研發的 EMAG 激光（guāng）清洗（xǐ）機上進行清洗以便後
續加工
該工藝研發在短短 12 個月內就已完成！這段（duàn）時間裏（lǐ），EMAG LaserTec的專家必須克服一些工（gōng）藝技術上的難（nán）題，，畢竟，焊（hàn）縫兩側材料分（fèn）別為鑄（zhù）鐵和（hé）滲碳鋼且焊接深度需要很深，這裏我們采用 8KW 的固體（tǐ）激光器並添加焊絲來對其進（jìn）行焊接。此外，生產係（xì）統的規模也令人印象深刻：整個係統由兩個激光清（qīng）洗工位、一個加（jiā）熱工位、一個壓裝工位、ELC 600機床和超（chāo）聲波檢測（cè）工位（wèi）構成，它們與複雜的進料裝置以及兩台工業機器人相連。
市場上的獨特優勢
“這個項目的開發完美地闡釋（shì）了我們是如何工作的”，Mootz 先生談（tán）到激光焊接整體（tǐ）生（shēng）產係統時說道。“我們始（shǐ）終會從部件及其組件出發，開發加工節拍與控製均具（jù）有（yǒu）競爭（zhēng）力的工藝流程。最終交付高生產效率和工藝穩定的‘客戶定製解決方案’。”EMAG LaserTec 憑借其在傳動驅（qū）動組件領域的豐富的經驗和知識而（ér）出類拔（bá）萃–已累計交付超過 160 套 ELC係統。EMAG是激光焊接差速（sù）器領域（yù）的全球市場（chǎng）引領者。另一決定性因素是基於模塊化的埃馬克工程開發，它依賴於各種已經驗證（zhèng）的部件。最（zuì）後還有重要（yào）的一點（diǎn），在機床（chuáng）自動化中獲得的經驗在設計（jì）和生產此類（lèi）係統時也提供了更多的優勢（shì）。霍伊巴赫 (Heubach) 的專家們確信這是商用車70 領域的技術發展方向，因為生產中的總（zǒng）體（tǐ）成本壓力和對經濟型車輛的（de）需求將會持續（xù）增長。“無論如何（hé），我（wǒ）們認為自己在這一領域處於有利（lì）位置（zhì）”，Mootz 先生（shēng）最後強（qiáng）調。
機器人負責給 EMAG ELC 160 上料。殼體的（de）封閉、殼體與齒（chǐ）輪的連接通110 過兩條焊縫得以實現
“激光焊接整體生產係（xì）統的開發展現出 EMAG LaserTec 在市場上真正獨特的優勢。”
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