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商用車領域中的輕量化設計: EMAG LaserTec針對卡車差速器開發整體生產解決方案

發布時間:2020-3-26

 
       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10 哪些工藝? 
  
  
激光焊接生產線 3D_差速器
  
基于激光焊接開發的整體生產系統使 EMAG LaserTec 在市場上具有獨特的
優勢 
  
       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20 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 (Schwäbisch 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”,EMAG 30 LaserTec 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。” 
  
  
該生產線確保了卡車差速器生產的完美節拍流程 
  
       清洗、壓裝、焊接和檢測集成在一條生產線內 
  
  
該部件重達 130 公斤,直徑最大可達 600 毫米
  
       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40 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。
  
  
殼體部件以及齒輪均會在新研發的 EMAG 激光清洗機上進行清洗以便后
續加工
  
       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70 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。
  
  
機器人負責給 EMAG ELC 160 上料。殼體的封閉、殼體與齒輪的連接通110 過兩條焊縫得以實現  
  
       “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。” 

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