京瓷特製刀案例-電動車產業效率再提升

電動車產業在近年來迅速崛起，成為全球製造與科技領域的熱門焦點。電動車所需的鋁製零件需求激增如何打入電動車產業供應鏈，並在激烈的市場競爭中脫穎而出？當然是要擁有自己的關鍵技術門檻 (Know How)。以達成更高的加工效率、更快的切削速度與更佳的表面處理品質！

泉發的「特製刀方案」，透過核心 K-Bore 技術與先進數位模擬支援，讓使用者在面對嚴苛加工環境時依然能大幅提升生產效率、降低生產成本。本文將帶您了解電動車產業鋁件加工的現況。

電動車產業現況

隨著全球對環境保護與節能減碳的重視，電動車產業逐漸成為主流趨勢。除了歐美各國積極推動電動車政策，亞洲市場也不斷擴大投資，導致電動車零組件需求量快速飆升。許多傳統汽車零件供應商與新創企業紛紛轉型，或投入研發，或擴大產線，希望在電動車浪潮中佔有一席之地。

在電動車產業中，「輕量化」是提升續航力與降低能耗的關鍵，因此鋁合金成為最常見的材料之一。鋁合金具有重量輕、散熱佳與易於加工等優勢，常被應用於馬達殼體、車身結構、變速機構外殼等。儘管鋁合金的切削性相對友好，但在大批量生產環境下，若缺乏專業的刀具設計與加工技術支援，仍可能面臨刀具損耗快、排屑不良、加工效率不足等問題。

高精度與大批量並行的挑戰

電動車零組件的製造往往需要同時兼顧高精度與大批量生產。馬達與變速機構等關鍵部件若有任何微小誤差，可能造成車輛性能與安全方面的問題。加上電動車市場需求日益成長，交期與產量壓力也隨之提高。因此，電動車產業對刀具的要求，不僅在於單一刀具壽命長、精度高，更必須在短時間內完成大量加工，確保產線穩定與成本可控。

實際案例：EV 馬達殼體鋁合金加工

針對電動車 (EV) 馬達殼體的鋁合金加工需求，泉發集合了京瓷的兩大特色 K-Bore 與 Dolphin Tool 技術，為客戶提供了一套高剛性、高效率的「一體成形刀具方案」。以下將從技術原理、設計亮點以及實際導入成效三方面進行介紹。

1. 技術原理與設計亮點

1. K-Bore 高剛性微調結構

   • 透過「可微調式盒型卡式」結構，能在深切削與高速旋轉時有效抑制振動與變位。實驗數據顯示，針對 3.0mm 切深加工可減少約 32% 的刀具變位。
   • 微調整系統確保刀具位置精準，進一步降低公差誤差，並延長刀具的使用壽命。
   • 對於 EV 馬達殼體這類要求高精度且大批量生產的零件，K-Bore 技術能在斷續切削或多步驟加工時，依然維持加工穩定性。
     

2. Dolphin Tool 的螺旋排屑設計

   • Dolphin Tool 採用流體解析技術，為刀具設計了特殊的螺旋排屑槽，有效排除切屑堆積問題，確保鋁合金屑能在高速加工中順利排出。
   • 搭配油孔設計（Oil Hole）可在加工區域提供充分冷卻與潤滑，減少刀具磨損與鋁屑黏結現象。
   • 刀具本體經過拓撲輕量化及剛性優化，不僅能滿足 10 公斤以下的重量限制，更適合大規模自動化產線與多軸機台搭配使用。
     

2. 一體成形刀具方案：粗精加工合併

1. PCD(Polycrystalline Diamond) 2刃 3段設計

   • 刃先採用 PCD，能在高速切削鋁合金時展現出色的耐磨性與光潔度。
   • 2刃結構與 3段設計意味著刀具可同時進行粗加工、半精加工與精加工，大幅降低換刀頻率與工序切換時間。

2. 高精度與高效率並存

   • 經過高剛性微調結構與流體解析排屑設計，刀具能一次性完成多道加工，並維持 ±0.02mm 的直徑公差與 0.025mm 的真圓度。
   • 這種「一體成形」的設計讓產線能在減少刀具數量的同時，確保產能與良率。對於電動車產業大規模量產而言，能顯著提升交付速度、降低人工干預。

3. 高效率與縮短週期的實際效益

1. 週期時間顯著縮短

   • 由於僅需一次裝夾與單把刀具進行多步驟加工，機台停機時間與換刀等待大幅減少，整體生產週期得以顯著縮短。
   • 在高轉速運行下，透過 K-Bore 與 Dolphin Tool 同步發揮穩定、高效的特性，讓馬達殼體加工能在最短時間內達成目標尺寸與表面品質。

2. 刀具壽命與穩定品質

   • 藉由 K-Bore 提供的微調結構，能持續保持刃口切削力均衡，降低局部應力集中狀況。
   • 排屑暢通與冷卻潤滑對鋁合金材料尤為關鍵，Dolphin Tool 的螺旋槽＋油孔設計確保加工區域的熱量及碎屑可及時排出，提高刀具壽命並確保穩定的表面粗糙度。

3. 全方位技術支援

   • 並不僅提供刀具本身，還會依據客戶設備型號、加工參數與生產需求，進行整體刀具配置（Total Tooling）與前期模擬測試。
   • 工程師可於客戶端進行現場調試，並持續追蹤刀具使用狀況，適時提出改良建議或升級方案，確保客戶能隨著電動車產業變化持續保持競爭力。

電動車產業對高速切削、深切削與高精度加工的需求日益升高，鋁合金等輕量化材料更讓刀具選型與工法整合成為一門重要技術。
通過K-Bore 技術、3D-CAM 數位模擬與新工法開發，在刀具穩定性、效率與壽命間達到巧妙平衡，成為企業在電動車領域實現低成本、高品質製造的不二選擇。讓泉發幫你打造自己的KnowHow

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