Les constructeurs et fournisseurs automobiles sont confrontés à de nouveaux défis concernant les composants pour moteurs électriques. Le boîtier d'un moteur électrique constitue un exemple de la complexité de ces défis : par rapport à un carter de boîte de vitesses, celui-ci doit être fabriqué dans des tolérances beaucoup plus restreintes, car la précision a une influence décisive sur le rendement du moteur électrique.
De plus, les parois d'un boîtier de moteur électrique sont généralement nettement plus minces que celles d'un carter de boîte de vitesses du fait de sa conception spécifique (canaux de refroidissement intégrés, par exemple). En outre, des coussinets de palier en acier sont pressés dans certains de ces boîtiers. Des boucliers de protection spéciaux dans l'outil empêchent les copeaux d'acier d'entrer en contact avec les surfaces en aluminium lors de l'usinage et de les endommager.
Exigences d'usinage et caractéristiques des différents types de boîtier
Description : Boîtiers complexes hautement intégrés avec support de stator, support de boîte de vitesses et raccordement pour l'électronique de puissance. Une haute intégration fonctionnelle permet de réduire les coûts de montage. La conception est compacte, d'où la complexité du boîtier moulé.
CARACTÉRISTIQUES
Stator monté directement dans le boîtier ou via le support de stator/l'enveloppe de refroidissement
Alésage du stator avec niveaux et surfaces planes comme surfaces fonctionnelles
Un alésage de palier de rotor intégré dans le boîtier de manière coaxiale par rapport à l'alésage de stator
Positionnement du deuxième couvercle de palier via des goupilles ou des surfaces d'ajustement ; le deuxième alésage de palier doit être coaxial
Alésages des paliers d'engrenages intégrés dans le boîtier ; grande concentricité et précision de positionnement requises
Canaux de refroidissement partiellement intégrés dans le boîtier
Boîtier complexe en fonte d'aluminium
EXIGENCES D'USINAGE
Tracés de profils complexes avec plusieurs niveaux de diamètre (→ forces de coupe élevées et volume de coupe important)
Usinage multiple (→ séparation/enlèvement des copeaux)
Coupes interrompues (→ contact, circuit de refroidissement)
Chanfreins d'introduction 15° – 30° (→ formation de copeaux réguliers et forces radiales élevées)
Description : : Afin de réduire la complexité, en particulier pour réaliser une construction plus simple de l'enveloppe de refroidissement, des boîtiers en forme de pot ou de cloche ou des supports de stator sont utilisés.
CARACTÉRISTIQUES
Comme boîtier intermédiaire pour l'intégration dans le système global
Alésage du stator avec niveaux et surfaces planes comme surfaces fonctionnelles
Un alésage de palier de rotor intégré dans le boîtier de manière coaxiale par rapport à l'alésage de stator
Positionnement via des surfaces d'ajustement sur la face extérieure
Canaux de refroidissement sous forme de nervures à l'extérieur
Paroi mince, sensible aux vibrations
Serrage problématique
EXIGENCES D'USINAGE
Composants à paroi extrêmement mince (→ correspond à l'épaisseur de la paroi)
Les ailettes de refroidissement extérieures doivent être usinées
Forme de pot ou de cloche (→ favorise les vibrations, les concepts de serrage spéciaux et les amortisseurs de vibrations)
Chanfreins d'introduction 15° – 30° (→ formation de copeaux réguliers et forces radiales élevées)
Description : La conception la plus simple des boîtiers de moteur est tubulaire. La longueur du boîtier, et donc de la machine électrique, peut être facilement modifiée pour obtenir des performances différentes. L'effort de montage augmente alors en raison de la faible intégration fonctionnelle.
CARACTÉRISTIQUES
Aucun alésage de palier du rotor intégré dans le boîtier
Deux couvercles de palier pour loger le rotor
Positionnement des deux couvercles de palier via des surfaces d'ajustement pour la coaxialité des paliers
Moindre complexité
Pratiquement symétrique sur le plan rotationnel
Paroi mince, sensible aux vibrations
Serrage problématique
EXIGENCES D'USINAGE
Composants plus stables, principalement avec une structure de refroidissement interne
Profilés extrudés également possibles (AlSi1 → copeaux réguliers)
Sans sangles de serrage (→ concepts de serrage spéciaux)
Partiellement avec des ajustements des deux côtés dans la tolérance IT6
Boîtier de transmission hybride et module hybride/boîtier intermédiaire
Description : Intégration de la machine électrique dans l'architecture de transmission existante au moyen de modules hybrides ou de boîtiers intermédiaires en forme de disque. Des structures à encombrement neutre sont également réalisées : il s'agit de boîtiers encastrables ayant en partie la forme d'un creuset.
CARACTÉRISTIQUES
Module hybride/boîtier intermédiaire
Logement du stator, principalement
Aucun palier de rotor pour la structure en forme de disque
Palier de rotor intégré pour la structure en forme de pot
Boîtier de transmission hybride
Rapports longueur-diamètre extrêmes
Paroi mince, sensible aux vibrations
Tracés de contour précis
Coupe interrompue
EXIGENCES D'USINAGE
Boîtier de transmission hybride
Tolérance IT6
Exigences élevées en matière de coaxialité et de dimensions de paliers
Limitation du poids maximal et du couple de basculement
Procédure de base pour l'usinage de boîtiers de stator
Le processus d'usinage ainsi que les outils sont conçus individuellement en fonction de la configuration dimensionnelle, du parc de machines et de la fixation d'outils. Les forces de coupe agissant sur le composant sont donc réduites au maximum. L'usinage de l'alésage du stator est divisé en trois étapes : pré-usinage, usinage de semi-finition et usinage final.
