Изготовленные на заказ корпуса аккумуляторов для электромобилей с ЧПУ для прототипирования и мелкосерийного производства

Быстрый ответ

представляет Корпус аккумуляторной батареи электромобиля, изготовленный на станке с ЧПУ,  собой практичный путь для прототипирования, проверки и мелкосерийных программ, требующих гибкости конструкции, контролируемых интерфейсов уплотнения и отслеживаемого контроля размеров, прежде чем переходить к производственному оборудованию. Обработка на станке с ЧПУ особенно ценна, когда аккумуляторный отсек имеет тонкие стенки, плотную схему монтажа, функции охлаждения или частые инженерные изменения.

В компании Dawang Precision 26-летний опыт механической обработки и более 400 современных станков, включая пятиосные системы Röders и Mazak, поддерживают производство сложных алюминиевых компонентов электромобилей, начиная с проверки DFM и заканчивая контролем первого изделия.

Разработка корпусов для аккумуляторов электромобилей: потребности отрасли

Аккумуляторный отсек электромобиля — это не просто большой алюминиевый ящик. Это структурный и функциональный интерфейс между аккумуляторными модулями, кузовом автомобиля, системой охлаждения, высоковольтными соединениями и системой уплотнений. Инженерным группам он нужен для защиты ячеек, контроля проникновения воды и пыли, управления тепловой архитектурой и обеспечения повторяемости сборки без увеличения массы.

Эти требования создают трудное окно для развития. Конструкция корпуса часто продолжает развиваться после создания первого прототипа: расположение модулей может перемещаться, вырезы разъемов могут меняться, ребро может нуждаться в усилении, а стратегия герметизации может быть пересмотрена после испытаний на уровне транспортного средства. Процессы, ориентированные на инструмент, могут быть эффективными, если геометрия стабильна, но каждое раннее изменение конструкции может привести к затратам и задержкам.

По этой причине корпус аккумуляторной батареи электромобиля, изготовленный на станке с ЧПУ,  обычно выбирается при разработке и ограниченном производстве электромобилей. Это позволяет группам разработчиков производить производство непосредственно на основе текущей модели САПР, пересматривать конструкцию без переделки инструмента для литья или штамповки, а также проверять точные взаимосвязи исходных данных, которые контролируют сборку автомобиля. Те же преимущества имеют значение для производителя алюминиевых автомобильных запчастей, поддерживающего программы OEM, Tier 1, автоспорта и специализированных автомобилей.

Когда следует выбирать обработку на станке с ЧПУ?

ЧПУ не предназначено для замены всех методов массового производства. Его ценность состоит в том, чтобы снизить инженерный риск до принятия решения об инструменте и обеспечить контролируемый маршрут для небольших объемов нестандартных автомобильных алюминиевых деталей.

Проблемы с аккумуляторным отсеком, определяющие обрабатываемость

Тонкие стенки и напряжение при удалении материала

Большие аккумуляторные лотки часто начинаются с толстой алюминиевой пластины или почти сетчатой ​​заготовки, однако толщина готового пола может составлять всего несколько миллиметров. Удаление значительного количества материала может снять остаточное напряжение. Если деталь зажимается слишком агрессивно или обрабатывается в неправильной последовательности, основание может деформироваться после разжима. Это влияет на посадку модуля, сжатие уплотнения и монтаж автомобиля.

Уплотнительные поверхности по периметру

Для соединения крышки с лотком требуется нечто большее, чем просто привлекательная механическая обработка. Уплотняющий фланец должен быть проверен относительно функциональных баз, иметь постоянную плоскостность и чистую поверхность под прокладку. Заусенцы, местная деформация, следы от инструментов и угловые переходы могут поставить под угрозу проверку герметичности.

Высокая плотность монтажа и контроль исходной точки

Лоток может содержать сотни отверстий или резьбовых элементов для модулей, шин, кронштейнов, крышек и точек крепления корпуса. Критической проблемой является не точность одной лунки в отдельности; это позиционное соотношение между отверстиями, уплотнительными поверхностями и исходной схемой крепления автомобиля. Поэтому GD&T необходимо планировать вместе со стратегией фиксации и контроля.

Термические характеристики и контроль загрязнения

Если предусмотрены каналы для охлаждающей жидкости, обработанные карманы или термоинтерфейсы, при проектировании необходимо учитывать доступ к инструменту, эвакуацию стружки, удаление заусенцев и проверку. Острые внутренние углы, недоступные каналы и недостаточный зазор между инструментами могут увеличить время выполнения заказа, которого можно избежать, или создать элементы, которые трудно проверить.

Стратегия процесса ЧПУ для корпусов аккумуляторов электромобилей

1. Начните с анализа DFM и исходных данных.

Перед программированием группа инженеров должна определить функциональные исходные данные: обычно монтажные плоскости автомобиля, интерфейсы ключевых модулей и уплотняющую поверхность по периметру. При проверке DFM проверяется доступ к инструменту, угловые радиусы, минимальная толщина стенки, набор допусков, характеристики резьбы, доступ для проверки и действительно ли функция важна для функционирования.

На этом этапе происходит значительное снижение затрат и рисков. Например, корректировка недоступного радиуса внутреннего угла или отделение косметического допуска от функционального допуска может упростить процесс, не ослабляя при этом замысел проекта.

2. Выбирайте припуск и крепление с учетом риска деформации.

Для поддона, обработанного пластинами, выбор материала, направление волокон, где это необходимо, припуск на припуск и опору крепления следует решать вместе. Инженеры Даванга могут использовать специальное вакуумное приспособление с дополнительными механическими опорами для распределения удерживающей силы по основанию. Зоны временной поддержки сохраняются до конца цикла, не позволяя тонкому полу сдвинуться преждевременно.

3. Используйте поэтапную сбалансированную черновую обработку.

Вместо одновременного удаления большей части материала с одной стороны, при поэтапной черновой обработке съем материала распределяется по обеим сторонам заготовки. Эта контролируемая последовательность помогает постепенно снять остаточное напряжение. Затем используется остаточная механическая обработка для очистки оставшихся карманов и ребер без перегрузки тонких стенок.

4. Многогранность станка на пятикоординатном оборудовании.

Пятиосные станки Röders и Mazak хорошо подходят для различных ориентаций корпусов электромобилей: уплотнительные фланцы, отверстия для разъемов, боковые интерфейсы, глубокие карманы и элементы наклонного монтажа. Уменьшение количества повторных зажимов важно, поскольку каждая дополнительная настройка может привести к ошибке передачи данных и риску при обращении.

5. Доработка критических интерфейсов при низкой нагрузке

После основных этапов обработки деталь освобождается или слегка поддерживается перед обработкой уплотнительного фланца, элементов расположения модуля и других важных интерфейсов. Чистовые проходы с низкой нагрузкой и контролируемые траектории инструмента помогают защитить качество поверхности и снизить вероятность локального отклонения.

6. Снимите заусенцы, очистите и подготовьтесь к проверке.

Прецизионная обработка автомобилей включает в себя чистовую работу, которую легко недооценить: зачистку резьбы, зачистку кромок уплотнительных канавок, удаление стружки из карманов и очистку перед осмотром. Эти детали должны быть определены на чертеже или в плане качества, а не оставлены на усмотрение.

Покупателям следует запросить доказательства точности и качества

Для аккумуляторного корпуса заявление поставщика о качестве должно быть подкреплено определенным планом измерений, а не только общим заявлением о возможностях машины. Следующие доказательства будут полезны во время оценки поставщика и утверждения первого изделия:

Пакет первой статьи должен связать результаты с версией чертежа и критическими исходными данными. Сертификация материалов, запрограммированные точки контроля, отчеты КИМ и фотографии соответствующих условий крепления или установки могут дать как инженерам по аппаратному обеспечению, так и менеджерам по закупкам более четкие доказательства, чем общие сведения о допусках.

Типичный инженерный пример: прототип компактного аккумуляторного отсека для электромобиля

Краткое содержание программы.  Для компактной платформы электромобиля требуется алюминиевый аккумуляторный лоток, обработанный на станке с ЧПУ, для ранней интеграции автомобиля и аккумуляторного модуля. Деталь сочетает в себе тонкий пол, внутренние ребра жесткости, уплотнительный фланец по периметру и интерфейсы как для кузова автомобиля, так и для аккумуляторных модулей.

Материал и репрезентативная геометрия.  Лоток изготовлен из алюминия 6061-T6. Его общий размер составляет примерно 1960 × 1450 × 180 мм . Номинальная толщина днища составляет 3,0 мм , а сечения ребер и полок — 4,0–6,0 мм . Конструкция включает в себя 168 отверстий для крепления или резьбовых отверстий  и 32 интерфейса для размещения аккумуляторных модулей..

Инженерные цели.  Плоскость уплотнения по периметру определяется как плоскостность ≤0,20 мм . Критическое положение установочного отверстия контролируется с точностью ±0,05 мм  относительно основной системы отсчета. Если охлаждающие каналы встроены, глубина каналов регулируется с точностью до ±0,10 мм . Уплотнительные канавки и входы резьбы требуют полного удаления заусенцев.

Основные риски, выявленные в DFM.  Команда идентифицирует три взаимосвязанных риска: снятие остаточного напряжения после глубокой запрессовки карманов, локальное искажение от обычного зажима и накопление допусков между интерфейсами модулей, уплотнительным фланцем и точками крепления корпуса. Программа прототипа также должна оставлять место для изменений ребер, отверстий разъемов и мест крепления после первоначальной обратной связи по сборке.

Предлагаемый маршрут производства.  В этом процессе используется четкая стратегия базирования 3-2-1, поэтапная симметричная черновая обработка с обеих сторон и вакуумное приспособление с дополнительными опорами под тонким основанием. Временные опоры остаются до окончательной обработки. Пятиосная обработка позволяет выполнить многогранные детали и отверстия для разъемов с меньшим количеством настроек; после контролируемого освобождения от основного крепления уплотнительный фланец и шпоночные соединения проходят чистовую обработку с низкой нагрузкой.

План валидации и ценность разработки.  Партия прототипа из 5–10 деталей проверяется с помощью КИМ плоскости уплотнения, точек модуля, креплений корпуса и основных профилей. Толщина стенок, резьба, состояние заусенцев и документация по материалу проверяются параллельно. Этот цикл, управляемый данными, обеспечивает проверку сборки и уплотнений на уровне транспортного средства перед инвестициями в инструменты для литья под давлением или штамповки, одновременно выявляя любые необходимые изменения в толщине стенок, расположении ребер, распределении допусков, сжатии уплотнения или интерфейсах установки.

Помимо аккумуляторных лотков: другие алюминиевые компоненты электромобилей

Тот же технологический подход применим к корпусам двигателей, торцевым пластинам, корпусам инверторов, конструкционным крышкам и другим алюминиевым автомобильным деталям, обработанным на станках с ЧПУ . Для корпусов двигателей могут потребоваться концентрические интерфейсы подшипников и поверхности терморегулирования. Торцевые пластины могут потребовать параллельности, уплотнительных площадок и точной схемы крепления. В каждом случае наиболее эффективный маршрут начинается с функциональных данных и реалистичного плана проверки, а не просто оценки машинного времени.

Для программ, которым нужен производитель алюминиевых автомобильных деталей, способный реагировать на изменение конструкции, способность сочетать пятиосную обработку, стабильную фиксацию детали и документированную проверку часто более ценна, чем просто указывать самый жесткий номинальный допуск.

Часто задаваемые вопросы

Подходит ли обработка на станке с ЧПУ для корпусов аккумуляторов электромобилей небольшого объема?

Да. Он особенно подходит для прототипов, сборок для инженерной проверки, пилотных партий и других мелкосерийных программ, где отказ от жесткой оснастки и внесение изменений в конструкцию имеют большое значение.

Какой алюминиевый сплав обычно используется для изготовления аккумуляторного лотка?

Сталь 6061-T6 является распространенным выбором, поскольку она обеспечивает полезный баланс обрабатываемости, коррозионной стойкости и механических характеристик. Окончательный сплав следует выбирать с учетом требований к конструкции, коррозии, соединениям и термическим воздействиям автомобиля.

Может ли обработка на станке с ЧПУ обеспечить требования к герметизации корпуса электромобиля?

Он может поддерживать интерфейсы контролируемого уплотнения, когда выбор исходных данных, фиксация заготовки, последовательность чистовой обработки, контроль заусенцев и проверка КИМ планируются вместе. Окончательные характеристики герметизации все еще требуют проверки на уровне сборки.

Когда следует перейти от станка с ЧПУ к литью или штамповке?

Рассмотрим процессы, основанные на инструментах, когда геометрия стабилизировалась, годовые объемы оправдывают инвестиции в инструменты, а проверка прототипа подтвердила функцию уплотнений, монтажа и структурных интерфейсов.

Что должно быть включено в пакет чертежей для предложения?

Предоставьте модель STEP и чертеж в формате PDF, материал и состояние, версию чертежа, критические GD&T, требования к поверхности и удалению заусенцев, ожидаемые количества, а также любые требования к проверке или документации по материалам.

Начните обзор корпуса DFM для электромобилей

Если вы разрабатываете корпус аккумулятора электромобиля, изготовленный на станке с ЧПУ , аккумуляторный отсек, корпус двигателя или другие нестандартные автомобильные алюминиевые детали, отправьте свою модель STEP и чертеж в формате PDF команде инженеров Dawang Precision. Мы предоставим бесплатную проверку DFM, охватывающую технологичность, параметры исходных данных и приспособлений, риск удаления материала и подход к проверке, и ответим в течение 24 часов..