高速精密壓力機在電動汽車行業的應用與發展

近年來，隨著全球二氧化碳的過度排放，氣候溫室效應的不斷加劇，已對全球生態環境顯現出極為嚴重的影響。低碳、節能、環保成為全球各國的發展共識。乘用汽車電動化作為減少碳排放最有效的方式之一，正被世界各國大力推動。歐盟提出到2035 年禁止銷售燃油汽車，我國也于2009 年頒布了《新能源汽車生產企業及產品準入管理規則》，政策扶持電動車的發展，電動汽車進入到黃金發展期。

驅動電機作為電動汽車的三電系統之一，其技術性能、能效比直接關系到駕駛者的駕駛體驗和電池的續航里程。為降低電機渦流損耗、延長電池續航里程，電機定轉子(圖1)的材料厚度越來越薄，從0.5mm降低到0.35mm，又降低到0.27mm 或0.25mm，現在更有降低到0.2mm 的趨勢。根據沖壓噸位計算公式，同樣的定轉子片型，材料越薄模具沖壓噸位越小，材料厚度從0.5mm 降低到0.25mm，模具沖壓噸位能夠下降50%。

在電機定轉子鐵心高度不變的情況下，為了保證電機產量，更好地提高生產效率，降低生產成本，電機制造廠家在電機材料變薄后往往都選擇將原來的單列級進模具換成了雙列級進模具，這樣不僅能保證實際電機產量，而且電工硅鋼片消耗可降低6%～8%，但雙列模具需要更長、更寬的工作臺面。以Tesla Model3 驅動電機定轉子為例，其定子外形尺寸約

233mm，其雙列模具工位數多達14 個，模具長度為3500mm。

Stability analysis and treatment of Toudaohe landslide in the Three Gorges Reservoir Area

所以，目前的高速沖床工作臺板滑塊尺寸越來越長、越來越寬。另外，隨著定轉子材料越來越薄，模具凸凹模間隙越來越小，對高速壓力機的靜態精度及動態精度要求也越來越高。

國內高速壓力機特別是大型高速壓力機發展起步較晚，直到2000 年以后得益于家電、電動工具和汽車行業的迅猛發展，以及國內多工位精密級進模具制造水平的快速提升，國產高速壓力機的制造才迎來了真正的發展高速期。國產高速精密壓力機經過二十年的快速發展在各型高速壓力機設計技術和制造水平上快速提升。不少國內的壓力機企業相繼在底座、滑塊高強度設計技術、滑塊液壓快速提升技術、曲軸兩側雙驅技術、滑塊精密導向技術、滑塊下死點動態調整技術和高速精密伺服送料技術上取得突破。多年來，設計和加工制造技術上的積累為能制造出適合電動汽車電機定轉子沖壓的大型高速精密壓力機奠定了堅實的基礎。

國內外大型高速精密壓力機的發展情況

MSP 系列多點閉式高速精密壓力機噸位覆蓋220噸/300 噸/400 噸，目前在新能源汽車電機沖壓領域使用量最多的機型是MSP-300-3700，機床最大沖壓噸位300 噸，公稱力行程3.2mm，滑塊行程30mm，每分鐘沖次100 ～300，工作臺板和滑塊尺寸分別為3700mm×1200mm，3700mm×1000mm。可滿足家用轎車或SUV 驅動電機定轉子雙列模具的安裝和沖壓需要。

國外高速壓力機發展情況

MINSTER 為應對電動車(BEV，簡稱EV)定轉子市場的特殊需求開發出EV 系列高速壓力機(圖3)，底座撓度高達1/20000，可沖制、疊壓最薄0.2mm 的定轉子片，機床噸位覆蓋220 噸/310 噸/400 噸，公稱力行程1.6mm，滑塊行程30mm，每分鐘沖次100 ～350，工作臺板和滑塊尺寸分別為3700mm×1205mm，3700mm×1400mm，滑塊采用八面靜壓導向技術，全系列標配滑塊液壓快速提升75mm 技術，方便模具小故障的迅速排查與維修。該機型在美國和中國市場上均有少量銷售，主要應用于Tesla、大眾、寶馬、比亞迪、蔚來等品牌電動汽車電機鐵心的沖壓。

A Review of Studies on Domestic Tourism Motivation in Recent Ten Years__________________________________SHI Peng,HU Yue,ZHOU Ru 1

擁有125 年歷史的美國MINSTER 作為老牌的高速壓力機制造商，有著十分豐富的高速壓力機設計制造技術、經驗。其設計制造的易拉蓋系列、電機鐵心系列高速壓力機在各自行業生產中廣受好評。

德國SCHULER 作為全球金屬成形設備市場的領導者，研發出新一代高速落料壓力機SMARTLINE EV3.8( 圖2)，此機床公稱噸位315 噸，滑塊行程35mm，沖次為每分鐘100 ～250，工作臺板3700mm×1200mm，滑塊液壓快速提升量75mm。機床采用三段式鑄造機身，閉式雙點結構，滑塊自帶下死點動態精度調整功能(PDC)，滑塊下死點動態精度可保持±0.02mm，因此模具壽命可延長30%。可加工寬度最大600mm 和厚度最薄0.2mm 的材料。可選配料厚檢測及疊厚自動控制系統，根據所檢測每片材料的累計厚度來自動增減疊扣片數，達到控制產品總厚度尺寸的目的。該機型主要服務于德系大眾、奧迪、寶馬、奔馳系列品牌電動汽車驅動電機鐵心沖壓。

欣竹走后，思雨就有些后悔，因為他當時想向欣竹要一根頭發，然后把兩根頭發放在一起認真地比較一下，看看究竟是不是欣竹的長發。可當時他沒有張開口。他也的確不知道怎么張口向欣竹要一根頭發。思雨這么一想，竟然嚇了一跳，如果這根長頭發真的是欣竹的，那不更加麻煩了？在妻子面前就真的是跳進黃河洗不清了。但剛才看欣竹的頭發時，又的確覺得那根長發絲跟欣竹的頭發一樣。那根長發絲如果真的是欣竹的，又怎么會沾到自己的毛衣上呢？同欣竹根本就沒有過什么近距離的接觸。他跟欣竹就是上下級的嚴肅關系，連手都沒碰過。思雨覺得自己是越想越多了，應該先把這根頭發搞清楚是誰的再說。找到了這根長發絲的主人，其他的事以后再說。

揚州鍛壓在大型高速精密壓力機的發展上進步尤為顯著，2007 年完成國產首臺YHT-300 噸閉式三點高速精密壓力機的設計制造。2010 年完成國產首臺J76-550 閉式雙點高速精密壓力機(圖5)的設計制造并成功交付西門子電機(中國)使用，此機型最大沖壓噸位550 噸，公稱力行程1.6mm，滑塊行程40mm，每分鐘沖次90 ～250，工作臺板和滑塊底面尺寸分別為3050mm×1500mm，3050mm×1400mm，滑塊液壓快速提升量70mm。2016 年完成國家重大科技專項(2013ZX04002082)“J76-750 數控重型高速精密壓力機”(圖6)項目，該機型最大沖壓噸位750 噸，公稱力行程1.6mm，滑塊行程50mm，每分鐘沖次100 ～200，工作臺板和滑塊底面尺寸分別為3650mm×1500mm，3650mm×1400mm，滑塊液壓快速提升量120mm。

近幾年來，自從美國Tesla 在電動汽車制造市場上取得了巨大的成功，全球各國都掀起了一股電動汽車取代燃油車的浪潮，為滿足電動汽車電機鐵心特殊的沖壓需要，國內外各大知名壓力機制造商(如德國SCHULER、美國MINSTER、日本AIDA、揚州鍛壓、寧波精達)先后均研發出大噸位、長臺面、高精度的高速壓力機。下面主要介紹上述幾家壓力機制造企業面向電動汽車電機定轉子開發的高速壓力機的發展和應用情況。

國內高速壓力機發展情況

事實上，Lightroom提供了兩種調整曲線的方法：點曲線與參數曲線。參數曲線雖然不夠靈活，但是對于初學者非常友好，不僅調起來簡單，而且也不至于把照片弄得一團糟。點曲線相對來說更加靈活，可以做更為精細的調整操作，但一個不小心也有可能把照片調得一塌糊涂。

日本AIDA 作為亞洲綜合實力最強、世界知名的頂級壓力機制造商，生產過多款經典閉式雙點高速精密壓力機(如HMX 系列、HMX-M 系列)，在電機定轉子沖壓領域獲得用戶廣泛好評。AIDA 針對新能源汽車電機定轉子推出了MSP 系列多點閉式高速精密壓力機(圖4)。此機型主要有以下特點：滑塊采用直排三點或四點設計，滑塊變形小重量輕；傳動部分曲軸采用了兩側驅動結構，曲軸超長范圍內相位一致性好；采用了自制的低慣量、高響應的離合制動器；滑塊采用導柱-滾針復合導向結構，導向精度高，抗偏載能力強。

針對電動汽車的快速發展，揚州鍛壓又開發了全新結構的高端電機定轉子沖壓機型YSH 系列閉式三點/四點高速精密壓力機(圖7)，機床噸位覆蓋220 噸/300 噸/400 噸，該系列機型有如下特點：滑塊采用直排三/四連桿設計，滑塊變形小；傳動部分曲軸采用兩側兩套飛輪、離合器同步驅動，連桿同步性好；滑塊采用四全固定導柱+直線軸承零間隙精密導向；機身采用高強度球墨鑄鐵材料，底座撓度達1/20000。

近年來，隨著惠州經濟的快速增長，進出惠州港船舶數量逐年增多；加之惠州港地處大亞灣灣內，三面環山，防臺條件優越，每年臺風季節，大量過往船舶擁入惠州港水域防臺避風。

以市場銷售量最大的YSH-400XL 為例，該型機床采用四連桿設計，三段式鑄造機身，最大沖壓噸位400 噸，公稱力行程3mm，滑塊行程35mm，每分鐘沖次100 ～260，工作臺板和滑塊尺寸分別為3700mm×1200mm，3700mm×1100mm。工作臺板與滑塊底面最大平行度不大于0.06mm，滑塊運行垂直度不大于0.005mm，主要性能指標及精度指標均達到國際先進水平。目前，主要客戶有舍弗勒、韓國泰信、江陰華新電器、鎮江聯博、寧波鴻達模具等，主要沖壓產品有Tesla model3、小鵬 P7 等驅動電機定轉子。

寧波精達長期主營空調翅片高速壓力機和翅片脹管機，近幾年來依靠地區壓力機人才優勢在大型高速精密壓力機的發展上也非常迅速。為應對汽車電機的快速發展和市場需求，寧波精達開發了高端電機鐵心沖壓機型MCP 系列(圖8)，噸位涵蓋220 噸/300噸/400 噸，機型主要結構特點類似日本AIDA 的MSP 系列，但值得一提的是其創新地將獨特的翅片高速壓力機上調模技術和橫梁快速提升技術融入到該機型中。其主要功能特點：四柱頂置油缸；曲軸雙驅技術；滑塊多點受力；高剛性鑄造機身；直柱+八棱精密導向。以該系列機型MCP400-370 為例，機床采用四連桿設計，最大沖壓噸位400 噸，公稱力行程3mm，滑塊行程30mm，每分鐘沖次100 ～3000，工作臺板和滑塊尺寸分別為3700mm×1200mm，3700mm×1000mm，精度指標均達到日本JIS 特級。目前，此系列主要客戶包括震裕科技、長鷹信質、韓國泰信等公司。

結束語

隨著全球氣候變暖，溫室效應越來越明顯，碳達峰和碳中和將是未來幾十年最關注的全球主題。純電動汽車也將迎來史無前例的發展黃金期，目前國內已經涌現出大量知名的純電動汽車生產企業，如比亞迪、理想、小鵬、蔚來等等，隨著2018 年特斯拉公司入住上海臨港，并成功建造了年產50 萬輛的特斯拉超級工廠，我國的電動汽車產業也將隨著不斷的市場競爭日益壯大。大型高速精密壓力機將在滿足現有家用汽車基礎上隨著貨車電動化的推進向著沖壓噸位越來越大，沖床臺板、滑塊尺寸越來越長、越來越寬，機床運行精度要求越來越高的方向發展。