Biuletyn Sharp E Grudzień 2021

W celu spełnienia wymagań dotyczących pojazdów elektrycznych (EV), takich jak Scenariusz Zrównoważonego Rozwoju Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA), które mówią o 245 milionach EV, czyli osiągnięciu około 30% udziału rynkowego do 2030 roku, konieczne jest opracowanie nowych rozwiązań dla wyzwań produkcyjnych napotykanych przez tę rozwijającą się branżę.

Według raportu Global Electric Vehicle (EV) Outlook 2021, pod koniec 2020 roku, po dekadzie ciągłego rozwoju, na drogach całego świata poruszało się 10 milionów pojazdów elektrycznych. Liczba rejestrowanych w 2020 roku pojazdów elektrycznych wzrosła o 41% pomimo globalnego, 16% spadku sprzedaży samochodów związanego z pandemią. W 2020 roku, na całym świecie dostępne było około 370 modeli pojazdów elektrycznych, co stanowi wzrost o 40% w stosunku do 2019 roku. 18 z 20 największych producentów OEM, takich jak BMW i GM, zobowiązało się do zwiększenia oferty i sprzedaży pojazdów elektrycznych.

Łuszczenie to najbardziej wydajny proces wytwarzania kół zębatych dla pojazdów elektrycznych. Łącząca nowe technologie maszyna GCX Linear oferuje funkcję pomiaru w trakcie procesu, usprawniającą w znacznym stopniu wytwarzanie frezów do łuszczenia. W odpowiedzi na zapotrzebowanie rynku, firma ANCA oferuje kompleksowe rozwiązanie w zakresie wytwarzania i przeostrzania frezów do łuszczenia. GCX Linear wyznacza nowy standard produkcji najwyższej jakości frezów do łuszczenia z węglika i stali szybkotnącej. Funkcja pomiarów w trakcie procesu oraz analogowa sonda zapewniają precyzyjny proces produkcji w obiegu zamkniętym, który stanowi pierwszą dostępną tego typu innowację w branży.  

Dłuższe i cichsze podróże: zmiana klasy tolerancji kół zębatych z DIN 10 na DIN 6

45% produkcji wszystkich kół zębatych to podzespoły do skrzyń biegów, a rozwój rynku pojazdów elektrycznych bezpośrednio wpływa na wymagania dla branży produkcji kół zębatych. Wysokie prędkości obrotowe silników do 20000 obr./min. oznaczają, że wymagane są wyższe przełożenia w celu utrzymania sprawności pracy silnika. W przekładni planetarnej, zwanej również przekładnią obiegową, koło główne i koła obiegowe stanowią koła zębate zewnętrzne umieszczone wewnątrz koła koronowego. Koła zębate zewnętrzne są wytwarzane w procesach frezowania obwiedniowego i szlifowania.

Wewnętrzne koło koronowe jest zwykle wytwarzane w procesach frezowania poprzecznego i przeciągania, przy czym frezowanie poprzeczne to powolny proces, natomiast przeciąganie wymaga użycia złożonego oprzyrządowania. Kolejny trend związany z coraz mniejszymi wymiarami skrzyń biegów w pojazdach elektrycznych to stosowanie wielu, ułożonych blisko siebie kół zębatych na pojedynczym wałku. Ze względów technicznych, mniejsze koła na wałku nie mogą być wytwarzane przez frezowanie obwiedniowe.

Emisja hałasu pojazdów elektrycznych również stanowi istotną kwestię. W stosunku do kół zębatych stosowanych w pojazdach elektrycznych obowiązuje bardzo wąski zakres tolerancji - klasa tolerancji dla kół zębatych wewnętrznych została zwiększona z DIN 10 na DIN 6. Branża produkcji kół zębatych postrzega łuszczenie jako rewolucyjny proces wytwarzania milionów kół zębatych wymaganych w pojazdach elektrycznych. Maszyna GCX zapewnia osiągnięcie wysokiej klasy tolerancji i wysoką precyzję kół zębatych, które zapewnią dłuższy okres eksploatacji przy mniejszej emisji hałasu.

Łuszczenie to proces ciągłego usuwania materiału łączący ruch toczny i frezowanie. Po zazębieniu z kołem zębatym, podobnie jak w przypadku dłutaka, frez przemieszcza się równocześnie wzdłuż osi koła zębatego. Ten typ obróbki jest równie wydajny, co frezowanie obwiedniowe oraz jest pięciokrotnie do dziesięciokrotnie szybszy niż frezowanie poprzeczne. W rezultacie łuszczenia powstają krótsze wióry, a wytwarzane koła zębate charakteryzują się wyższą jakością i mniejszą chropowatością powierzchni. Stanowiące największe wyzwanie frezy do łuszczenia z litego węglika są wymagane w procesach łuszczenia po obróbce cieplnej.

Rozwiązania dla najczęstszych wyzwań spotykanych w produkcji frezów do łuszczenia


Wyzwanie 1 - Złożona geometria

• Do maszyny GCX Linear dołączone jest oprogramowanie projektowe z wstępnie ustawionymi parametrami, umożliwiające obliczenie geometrii frezu bezpośrednio na podstawie parametrów koła zębatego, wykonanie analizy kolizji oraz symulacji procesu szlifowania.

Wyzwanie 2 - Wąski zakres tolerancji

• GCX Linear pozwala osiągnąć jakość klasy DIN AA dzięki połączeniu przełomowych technologii opartych na flagowej platformie ANCA TX: MTC (regulacja temperatury silnika), AEMS (system monitorowania emisji akustycznej), precyzyjny wrzeciennik, duża obwiednia, silnik liniowy LinX® na wszystkich osiach liniowych oraz iBalance.

Wyzwanie 3 - Pomiary

• GCX Linear to jedyna szlifierka CNC oferująca pierwszy w branży pomiar w trakcie procesu oparty na sondzie analogowej.
• Tradycyjne maszyny do pomiaru kół zębatych (GMM) nie oferują prawidłowego modelu matematycznego dla frezów do łuszczenia. Rozwiązanie pomiarów w trakcie procesu maszyny GCX eliminuje konieczność inwestycji w GMM.

Wyzwanie 4 - Obciąganie ściernic diamentowych do złożonych kształtów z tolerancją na poziomie mikronowym

• Zaawansowane oprogramowanie ANCA pozwala wyznaczyć uproszczony kształt ściernicy i umożliwia bezpośrednią kompensację ścieżki podczas obróbki frezów do łuszczenia.
• AEMS monitoruje proces obciągania ściernicy z użyciem inteligentnego algorytmu uczenia maszynowego w celu ograniczenia kosztów i poprawy wydajności.

Wyzwanie 5 - Kontrola jakości

• Kompleksowa produkcja w obiegu zamkniętym: Szlifowanie - pomiar - kompensacja na jednej maszynie, bez konieczności wyjmowania frezu do łuszczenia.

Wyzwanie 6 - Brak wiedzy technicznej

• ANCA oferuje kompleksowe programy szkoleń ułatwiające inżynierom i operatorom sprostanie wszelkim wymaganiom spotykanym w produkcji frezów do kół zębatych.
• Kompleksowe informacje o procesach ułatwiają klientom dostosowanie standardowego procesu produkcji do wymagań dostępnego środowiska.

Możliwość oceny przez maszynę GCX Linear profilu koła zębatego w stosunku do prawidłowego kształtu matematycznego to istotny krok naprzód dla całej branży. Wraz z funkcją bezpośredniej kompensacji, szlifowanie frezów do łuszczenia na maszynie GCX Linear stanowi wydajne i praktyczne rozwiązanie produkcji w obiegu zamkniętym.
 
Pobierz nasze darmowe opracowanie, aby dowiedzieć się więcej o sposobach, w jakie maszyna GCX Linear pomaga sprostać najczęściej spotykanym wyzwaniom w produkcji pojazdów elektrycznych i pierwszym w branży rozwiązaniu do pomiarów w trakcie procesu. (tylko angielski) 

 

1 grudnia 2021