电动汽车的电机壳、电池包加工技术分析
问：电动汽车的驱动电机，比内燃机少了多少个零部件？100个？300个？还是500个？
答案是：1000+
据不完全统计，一台常规内燃机，一般有高达1400多个零部件；而一台驱动电机则往往只有100-200个零部件，减少了将近1000多个零件。
对于一些传统加工刀具、设备和产线来说，这些减少的零件就像是被ai取代的人工岗位。
数据显示：传统五大件缸体、缸盖、曲轴、连杆、凸轮轴的专用加工刀具的市场需求量正在逐年递减。
但与此同时，电机的金属加工项目也带来了全新的机遇。比如电机轴、电机壳体、电池托架等金属加工项目成为了新的增长点。
虽然不同于机械传动，但新能源汽车零部件加工的精密性要求却从未降低。加上轻量化需求、特殊复杂的零件形状，都对刀具和机床供应商们提出了更尖锐的挑战。
电机壳体主孔大直径精密加工
电机壳主孔的孔径大小取决于定子的大小。由于电动汽车需要足够高的能量密度，所以转子上的线圈直径需要在合理的范围内。
一般电动汽车中所用电机的定子直径至少在φ200mm以上，这意味着电机壳体主孔直径大小也必须在φ200mm以上。
常见电机壳体
而对于刀具制作来说，φ200mm已经是大直径刀具。
为了让能量损失降到最低，电机壳体/电机轴/定子等组件之间的配合必须优化到最合理的区间。
因此，在机加工领域，对于电机壳体的加工内容，特别是主孔和轴承孔的形位公差的要求特别严格。此外，电机为了提升功率密度，要做到尽可能轻、小，这对电机壳的壁厚也要求完美的控制。
综合来说，精度高、直径大、薄壁易于变形是目前电机壳体加工的主要特征。
为确保加工精度，现在的刀具会采用导条刀具理念，尺寸可达到µ级调节。
支撑导条起到了支撑、导向和吸振的作用，导条的设计能够抵消深孔加工中的变形。
更为重要的是，刀具重量是制约导条式刀具设计方案的因素之一。如果采用传统的刀具设计理念，直径这么大的刀具其重量至少要大于25kg。
为了适应现代机床高速加工的理念，减小这类刀具的重量是尤为关键的技术难题。
随着3d打印技术和金属材料的发展，美国肯纳率先采用先进的3d打印和复合材料应用技术，率先解决了刀具减重的问题，最轻可制造15kg以内的导条式刀具。
此外非常值得关注的是，保时捷之前推出了首款完全采用3d打印和附加制造技术制造的电机壳体。
壳体采用了优质铝合金粉末逐层3d打印，并结合激光金属熔合工艺。
最终金属3d打印的壳体比传统铸件减轻10%，且尽管厚度只有1.5mm，但刚度却比没有蜂窝结构的同类零件还要坚固。
电池包壳体加工
如果说电机好比汽车的“双腿”，那么电池就是汽车的“心脏”。
动力电池的发展趋势为高密度、高容量、高电压，分别对应着性能、续航和快充三大终端需求。
电池包托架
这就意味着有限的壳体空间内，要尽可能地塞进更多的电芯模组，且还要在内部留出足够的冷却系统空间。
所以，电池包壳体的加工趋势为薄壁化、复杂化、轻量化。
为了实现最大的经济性，pcd刀片材料和油雾润滑技术成为了关键。
根据不同的加工余量、加工任务和零件，采用不同的减少切削力的铣削工艺是核心思路。
pcd螺旋刃铣刀
例如，在加工某些轮廓时，最佳的方式就是采用一些用于大切除量切削的铣刀。
除了传统的金属加工，汽车轻量化也是大势所趋。工程塑料和各种复合材料成为了轻量化的首选。
而对于这些零部件加工，我们可以从航空航天领域的刀具加工中获得灵感。
比如采用金刚石pcd刀具，面对诸如碳纤维板等工件，也可以满足复杂形状的加工。
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对于一些传统加工刀具、设备和产线来说，这些减少的零件就像是被ai取代的人工岗位。
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但与此同时，电机的金属加工项目也带来了全新的机遇。比如电机轴、电机壳体、电池托架等金属加工项目成为了新的增长点。
虽然不同于机械传动，但新能源汽车零部件加工的精密性要求却从未降低。加上轻量化需求、特殊复杂的零件形状，都对刀具和机床供应商们提出了更尖锐的挑战。
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一般电动汽车中所用电机的定子直径至少在φ200mm以上，这意味着电机壳体主孔直径大小也必须在φ200mm以上。
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而对于刀具制作来说，φ200mm已经是大直径刀具。
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因此，在机加工领域，对于电机壳体的加工内容，特别是主孔和轴承孔的形位公差的要求特别严格。此外，电机为了提升功率密度，要做到尽可能轻、小，这对电机壳的壁厚也要求完美的控制。
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为确保加工精度，现在的刀具会采用导条刀具理念，尺寸可达到µ级调节。
支撑导条起到了支撑、导向和吸振的作用，导条的设计能够抵消深孔加工中的变形。
更为重要的是，刀具重量是制约导条式刀具设计方案的因素之一。如果采用传统的刀具设计理念，直径这么大的刀具其重量至少要大于25kg。
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随着3d打印技术和金属材料的发展，美国肯纳率先采用先进的3d打印和复合材料应用技术，率先解决了刀具减重的问题，最轻可制造15kg以内的导条式刀具。
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电池包托架
这就意味着有限的壳体空间内，要尽可能地塞进更多的电芯模组，且还要在内部留出足够的冷却系统空间。
所以，电池包壳体的加工趋势为薄壁化、复杂化、轻量化。
为了实现最大的经济性，pcd刀片材料和油雾润滑技术成为了关键。
根据不同的加工余量、加工任务和零件，采用不同的减少切削力的铣削工艺是核心思路。
pcd螺旋刃铣刀
例如，在加工某些轮廓时，最佳的方式就是采用一些用于大切除量切削的铣刀。
除了传统的金属加工，汽车轻量化也是大势所趋。工程塑料和各种复合材料成为了轻量化的首选。
而对于这些零部件加工，我们可以从航空航天领域的刀具加工中获得灵感。
比如采用金刚石pcd刀具，面对诸如碳纤维板等工件，也可以满足复杂形状的加工。
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