Bearbejdningsproblemer og løsninger til større dele af elbiler

2021/08/15


Vi analysererbearbejdningproblemer bragt af de nye dele af elektriske køretøjer i forhold til konventionelle køretøjer, og diskuter de tilsvarende bearbejdningsløsninger ved hjælp af MAPALs avancerede værktøjer som et eksempel.


1 Forord
For at spare energiforbrug, beskytte miljøet og reducere CO2 -emissioner skal bilindustrien ændre kraftkildens kilde og de tilhørende mekanismer og reducere sin egen masse og dermed kræve teknologisk innovation og modifikation i mange aspekter. I øjeblikket er drivkilden begyndt at skifte fra brændstofdrevet forbrændingsmotor til hybriddrev, rent elektrisk drev og brintbrændselscelledrev. Blandt dem er rene elbiler de mest energibesparende og har enkel struktur, hurtig acceleration, lav pris og lav støj. Men der er også mange mangler, såsom kort rækkevidde, opladning er stadig ubelejlig og lang, samt modtagelig for ydre forhold; olie-elektriske hybrid-energikøretøjer har stadig brug for forbrændingsmotorer, så der er transmission, rotation, brændstoftank og oliekredsløb osv. i tide efter opladning kan køres elektrisk for at køre kørsel, driving range end rene elektriske køretøjer. Indtil videre eksisterer brændstofdrevne forbrændingsmotorer og hybrid- og elektriske typer biler samtidigt, men branchens insidere vurderer, at før eller siden vil biler, der udelukkende drives af elektricitet, udgøre størstedelen af ​​køretøjerne på vejen.

Kina er nu verdens førende producent og sælger af nye energikøretøjer, og i 2020 vil Kina have produceret og solgt i alt 5 millioner rene elektriske og nye plug-in hybridbiler. Mange af de komponenter, der bruges i nye energikøretøjer, adskiller sig fra de originale hovedkomponenter i forbrændingsmotorer, og de anvendte behandlingsprocesser og værktøjer er også forskellige. MAPAL Group i Tyskland, for eksempel, som en stor leverandør af skæreværktøjer til bilindustrien, har de længe overvejet dette problem og gradvist overført den avancerede teknologiske erfaring, der er akkumuleret i de sidste årtier med forarbejdning af konventionelt drivværk til behandling af nyt energikøretøj dele. Der kommer en vidtrækkende teknologisk forandring, som forårsager vibrationer og ændringer i maskinforarbejdningsindustrien, og vi er forberedte og ser denne ændring som en mulighed. "Desuden er mange virksomheder i mange lande for selv de nye energikøretøjer selv konstant at udvikle nye systemkomponenter, forbedre introduktionen af ​​nye dele og vedtage nye materialer for at forbedre og perfektionere sig selv.For at klare disse nye komponenter og effektiv behandling af nye materialer, bør produktionsvirksomheder også foretage rettidige forberedelser i overensstemmelse hermed.

2 Elbil typiskdele behandlingproblemer og løsninger
Med elektricitet som hele eller en del af strømkilden skal den have elektrisk motorsystem (som hjertet), batterisystem (som brændstoftank) og kraftelektronik (som nervesystem til kontrol) og andre relaterede dele; derudover er der mange ekstra elektriske apparater, såsom elektrisk kølekompressor, elektrisk hjælpevarmer, elektrisk start- og hjælpestyringsudstyr osv. Udviklingen af ​​forskellige elektriske elektriske styreanlæg vil uundgåeligt bringe mange nye dele. Dette papir introducerer flere vigtige spørgsmål opsummeret af MAPAL og dets nye bearbejdningsløsninger i henhold til dets vigtigste typiske dele.

2.1 Opgave 1

Hvordan opnås økonomisk og pålidelig præcisionsbearbejdning af elektriske systemskaldele, især skaller med større diameter? Elektrisk systemskal er hovedsageligt kedelig bearbejdning, i henhold til den generelle behandlingsmetode, til at bære en stor værktøjsværktøjsstang og rotationsinerti, skæremoment kan nå 50N-m, ofte bør monteres på værktøjsskankgrænsefladen til HSK-A100 spindel , hvilket kræver brug af stort maskinudstyr, installation og brug er meget ubelejligt, høje omkostninger og dårlig økonomi. Af denne grund har MAPAL anvendt et fint boreværktøj med ultralet struktur og en skaftgrænseflade af HSK-A63, som kan bruges på et værktøjsmaskine med en mindre spindel. På samme tid er kølekanalen blevet forbedret for at muliggøre omvendt skylning, hvilket gør det let at aflade chips og undgå at ridse overfladen af ​​det færdige hul, hvilket gør bearbejdningskvaliteten væsentligt forbedret og økonomisk og effektiv.

Aluminiumsmotorhuset i rene elektriske køretøjer har en stor centerboring, normalt> 250 mm. For at afslutte et sådant stort hul med et dybt hul har MAPAL videnskabeligt designet et let, svejset strukturboret værktøj, der er ideelt til bearbejdning af forskellige typer tyndvæggede ustabile huse. Den høje nøjagtighed af de bearbejdede dele, selv med et langt værktøjsudhæng, skyldes, at den svejsede struktur bestemmes beregningsmæssigt ved hjælp af finite element analyse (se figur 1), en metode baseret på strukturel mekanik til effektiv numerisk analyse af de forskellige strukturens parametre. Der findes en række forskellige software til at simulere de skæreskræfter, der skal påføres, for at bestemme en rimelig forkantfordeling, for at beregne rotationsinertisitet og masse, for at evaluere svejsesømmen, for at beregne deformationen under de påførte aksialkræfter og moment, til beregne systemets iboende frekvens, og beregne fordelingen og strømningshastigheden af ​​skærevæsken på skæret og styrestangen osv. En præcis viden om disse parametre tillader design af den mest materialeffektive og letteste pålidelige struktur. Denne svejsede værktøjsholderstruktur er kun 1/2 af massen af ​​et typisk kedeligt værktøj, og den har en ekstra sværdstøtte og en veldesignet ribbet plade for at forbedre bøjningsmodstanden, hvilket gør den meget stabil under bearbejdning med minimal snak. De bruger også den endelige elementmetode i designet af indsatsens forside til at producere en særlig og rimelig struktur til spåneskæring og spånfjernelse for at sikre, at der dannes en passende spånform under skæring, så den kan skæres af og udledes med tiden og skærekraften reduceres til et meget lavt niveau. Derudover bruges et godt fastspændingssystem og en passende skæremængde under bearbejdningen, så bearbejdningsnøjagtigheden på mm -niveau kan opnås.
Figur 1 Eksempel på endelig elementanalyse

Strukturen af ​​forskellige kvalitetsreducerende boreværktøjer, der bruges i forskellige bearbejdningstrin, er vist i figur 2. Råbearbejdningstrinnet anvender et ISO-boreværktøj med en værktøjsholder og PCD ISO-indekserbar indsats; halvfabrikatet anvender et præcisionsborende værktøj med et svejset konstruktionsdesign og PCD ISO indekserbart skær; efterbehandlingsfasen anvender et præcisionsstyringsværktøj med et svejset konstruktionsdesign og en finjusterende PCD-indekserbar indsats og understøttelsesguide. Alle faser af kedelige værktøjer bruger ISO -standard økonomiske PCD -indekserbare udskiftningsindsatser, der er velegnede til bearbejdning af aluminiumlegeringer, med lang levetid og høj bearbejdningskvalitet.
Image

Figur 2 Kedelige værktøjer, der bruges i forskellige bearbejdningstrin

2.2 Opgave 2

Da der er mange tyndvæggede dele til elektriske køretøjer, deformeres de let af kræfter under bearbejdning, så forskellige værktøjer og processer skal bruges i henhold til forskellige krav. MAPALs unikke og avancerede endefræsere af SPM-typen til fræsning af tyndvæggede husdele er vist i figur 3, som har en stor skærekant med en stor frontvinkel for at reducere skærekræfterne, et rimeligt arrangement af plads til spånudladningsslidser, som er godt poleret, og en synergi af PCD -indsatsmateriale og olietåge -smøringsteknologi for at reducere skærekræfterne med cirka 15%. Hvis skærekræfterne stadig er for høje, kan de kombineres med cykloide fræsemetoder for at minimere skærekræfterne på flere måder og dermed reducere emnets deformation. Efter grovbearbejdning, halvfabrikation og efterbehandling kan bearbejdningsnøjagtigheden af ​​mm-niveau opnås.