Entraînements électriques

Exigences d'usinage et caractéristiques des différents types de carters

Carters de moteur électrique hautement intégrés

Carters de moteur électrique hautement intégrés

Description : Carters 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 carter moulé.

CARACTÉRISTIQUES

• Stator monté directement dans le carter 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 carter 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 carter ; grande concentricité et précision de positionnement requises
• Canaux de refroidissement partiellement intégrés dans le carter
• Carter complexe en fonte d'aluminium

EXIGENCES D'USINAGE

• Profils de contours complexes avec plusieurs niveaux de diamètre (→ forces de coupe élevées et volume de copeaux important)
• Usinage mixte (→ séparation/enlèvement des copeaux)
• Coupes interrompues (→ contact, circuit de refroidissement)
• Chanfreins d'introduction 15-30° (→ formation de copeaux réguliers et forces radiales élevées)

Carters de moteur électrique en forme de fût

Carters de moteur électrique en forme de fût

Description : ​​​​​​Afin de réduire la complexité, en particulier pour réaliser une construction plus simple de l'enveloppe de refroidissement, des carters en forme de fût ou de cloche ou des supports de stator sont utilisés.

CARACTÉRISTIQUES

• Comme carter 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 carter 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 (→ ap correspond à l'épaisseur de paroi)
• Les ailettes de refroidissement extérieures doivent être usinées
• Forme de fût 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)

Carter de moteur électrique tubulaire

Carter de moteur électrique tubulaire

Description : La conception la plus simple des carters de moteur est tubulaire. La longueur du carter, 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 carter
• 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

Carters de transmission hybride

Carters 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 superstructures neutres sur le plan spatial sont également réalisées avec des carters en partie en forme de pot comme pièces encastrables.

CARACTÉRISTIQUES

Module hybride/carter 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

Carter de transmission hybride

• Rapports longueur-diamètre extrêmes
• Paroi mince, sensible aux vibrations
• Tracés de contour précis
• Coupe interrompue

EXIGENCES D'USINAGE

Carter 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

Pré-usinage

Pré-usinage du boîtier de moteur pour motorisation électrique

Dans la majorité des cas, la machine à usiner est un facteur décisif dans la conception de l'outil qui sera utilisé pour le pré-alésage du stator. Le premier choix dans le processus d'usinage se porte sur un outil d'alésage à supports de serrage courts et à plaquettes amovibles en diamant polycristallin (PCD). L'avantage de cet outil réside dans la possibilité d'atteindre un taux élevé d'enlèvement de matière très rapidement, et donc de manière plus économique, puisque l'usinage peut s'effectuer avec des vitesses de coupe et des avances élevées. Toutefois, l'obtention de tels résultats nécessite une machine disposant d'un couple maximal élevé et d'une puissance adaptée.

Si une telle machine n'est pas disponible, la solution alternative consiste à effectuer un pré-fraisage pour l'alésage du stator à l'aide d'une fraise hélicoïdale ISO à plaquettes amovibles équipées d'inserts en PCD, par exemple. Bien que cet outil permette de travailler avec des données de coupe et des avances très élevées, le temps d'usinage est considérablement plus long par rapport à un procédé d'alésage du fait de la trajectoire d'usinage plus longue.
 

Semi-finition du boîtier

Semi-finition du boîtier de moteur pour motorisation électrique

Le couple ainsi que la puissance de la machine à usiner sont également des facteurs essentiels dans la conception de l'outil utilisé pour la semi-finition. Durant cette étape d'usinage, le tracé du contour complexe du boîtier du moteur électrique est pré-usiné de manière à ce que le contour complet avec chanfreins et transitions radiales puisse être produit dans la qualité requise lors de l'usinage final. Cette opération d'usinage nécessite un outil d'alésage de précision à structure soudée et avec plaquettes amovibles ISO à insert en PCD.

Finition du boîtier

Finition du boîtier de moteur pour motorisation électrique

À l'étape finale, l'alésage du stator est réalisé au micromètre près à l'aide d'une aléseuse de précision disposant également d'une structure soudée. Afin d'obtenir la plus grande précision, les plaquette de découpage à insert en PCD peuvent être ajustées avec une précision micrométrique. L'outil est également équipé de patins favorisant un guidage optimal lors de l'alésage.

External Machining stator housing

External machining of stator housings for electric motors is a demanding task. These housings, which often come in tubular or pot-shaped designs, are crucial for the efficiency of the electric motor. Several challenges have to be overcome during the process. The thin-walled aluminium housings with integrated ribs for the cooling circuit require the highest precision in terms of diameter accuracy, shape and position tolerances. The concentricity between different diameters is of huge importance.

Solutions pour...

Basic

Prototype solution with standard tools

• High flexibility
• System for pre- and finish machining
• Modular design
• Standard troughs from Ø 87 - 1000mm 
• Fine boring clamp adjustable in the µm range
• Easy handling

Pre-machining

• Helix milling cutter

  with ISO indexable inserts

  • Coated ISO indexable inserts made of carbide or PCD-tipped indexable inserts
  • Reduced cutting forces
  • Standard product
  • HSK extension for different machining depths

• ModulBore

  Boring head with bridge module

  • Pre- and finish machining system
  • Modular construction
  • ISO cartridges

Finish machining

• ModulBore

  high level of flexibility during boring and fine boring

  • Pre- and finish machining system
  • Modular construction
  • Standard range from ø 87 mm – 1000 mm
  • Fine boring cartridge adjustable in the µm range
  • Easy to handle

Performance

Series solution with HSK-63 / HSK-100

Process-safe solution with adapted performance and requirement spectrum

• Three-stage process (pre-, semi-finish and finish machining)
• Particularly light tools
• Large components on compact machines
• Optimal solution for small and medium quantities

Pre-machining

• Helix milling cutter

  with ISO indexable inserts

  • Coated ISO indexable inserts made of carbide or PCD-tipped indexable inserts
  • Reduced cutting forces
  • Standard product
  • HSK extension for different machining depths

• PCD form cutter

  contour machining the bottom of the bore

  • Brazed cutting edge
  • Special contours possible
  • Can optionally be used with HSK extensions

Semi-finish-machining

• Precision boring tool

  with ISO indexable inserts

  • Tool shape adapted to magazine changer
  • Coated ISO indexable inserts made of carbide or PCD-tipped indexable inserts

• Precision boring tool

  single-stage or multi-stage

  • ISO cartridges
  • PCD-tipped ISO indexable inserts
  • Tool body made of aluminium

• Precision boring tool

  single-stage or multi-stage

  • ISO cartridges
  • PCD-tipped ISO indexable inserts
  • Tool body made of aluminium

Finish machining

• Fine boring tool

  with guide pads

  • PCD-tipped indexable inserts
  • Finely adjustable
  • Guide pads made of PCD
  • Tool shape adapted to magazine changer

• Fine boring tool

  in lightweight construction made of steel

  • PCD-tipped indexable inserts
  • Cermet indexable inserts for machining of steel bearing bushes
  • Finely adjustable and temperature stable
  • Guide pad technology with EA system

Expert

Series solution with HSK 100

Highly productive for large diameters

• Three-stage process (pre-, semi-finish and finish machining)
• Large machining diameters > 220 mm
• Highest performance and precision
• Ideal process for high volumes and short cycle times

Pre-machining

• ISO boring tool

  aluminium construction

  • PCD-tipped indexable inserts
  • ISO cartridges
  • Single or multi-stage design

Semi-finish-machining

• Precision boring tool

  Aluminium construction

  • PCD-tipped indexable inserts 
  • Design as welded construction or with tool body made of aluminium

Finish machining

• Fine boring tool

  in lightweight construction

  • PCD-tipped indexable inserts
  • Cermet indexable inserts for machining of steel bearing bushes
  • Finely adjustable and temperature stable
  • Guide pad technology

• Actuating tool

  for u-axis-systems

  • Suitable for machining of housing variants
  • To compensate for insert wear