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一体压铸技术，特斯拉的制造革命

2021年5月，特斯拉Model Y前、后车身的一体式压铸零件在网络上曝光，这标志着特斯拉以大型单体压铸零件拼装整车的设计思路正式落地实现。

为何特斯拉要实现一体式压铸？

传统的车身制造采用单件冲压、再焊接成车身总成的工艺方法。

一辆车由大约500个不同形状、不同材料的零件焊接而成。

每一个零件都有误差，每一个零件的误差波动都会对最终的车身精度造成影响。

因此，在传统车身行业，减少白车身的累计误差，一直是一项艰巨而重要的工作。

整车正式量产前，匹配调试周期长、费用高昂，另外，由于不同零件的金属元素的含量都不一样，报废后的整车白车身只能作为炼钢炼铝的原材料，而无法整体回炉利用。

此时，一体式压铸铝合金零件的优势就体现出来了。

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汽车大模具生产的困境

一体式压铸零件，结构复杂、制造费用高、准备周期长，对压铸模具的生产提出了更高要求，然而目前汽车大型压铸模具生产仍然存在几个问题：

1. 整体式的压铸模具，意味着结构更加复杂，各种深腔、倒扣等特征，以及水路、直顶斜顶孔等依赖于各种不同的设备，工序复杂。

2. 模仁部分表面质量要求高。

3. 模具的精度要求不断提高。

4. 汽车的新能源化以及购买方式的转变对模具的交期提出了更高要求。

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为提升大模具综合加工效率研发的大型七轴加工中心——D2

针对一体式压铸模具生产的困境，牧野特别推出了大型七轴五联动立式加工中心D2。

在牧野一贯擅长的精度及表面质量得到保证的同时，可以实现多种类型的加工、有效缩短模具制造周期，实现工序集中。

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工序更加集中的机床设计

传统的模具加工，涉及到粗精加工、打水孔、放电等工序，机床涉及到卧加、立加、深孔钻、放电机等。工序越复杂，涉及的机床越多，模具制造周期也越长。

D2的A轴可以实现-30°到+135°的大范围摆角，针对于模具加工的形状部分以及结构部分可以灵活实现立卧转换，减少了大模具加工过程中的工序流转，综合提升大模具的生产效率。

为了实现开粗到精加工的一体完成，D2 的HSK-A100主轴在满足开粗运用的同时，依然可以实现最小达R0.2刀具的精加工。

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满足更大行程要求的同时保证强大的刚性

传统的龙门加工机床，Z轴行程普遍在800mm左右，而D2达到了1,100mm，意味着更大高度差的工件可以实现加工。

龙门机床的结构，由于横梁下方无有效支撑，机床主轴头刚性会随着Z轴向负方向的下探而降低，D2的Z轴特别设计了全行程的支撑部分，无论主轴位置高低均可有效保持机床的刚性。

此外，为了避免龙门机床结构的低刚性造成的扭曲问题，D2还设计了可上下移动的横梁W轴，配合高刚性的立柱，最大程度上保证机床的刚性及稳定性。

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兼顾高刚性的转台与灵活的摆头结构以带来效率提升

五轴加工中心的旋转轴所在的位置决定了机床的刚性及灵活性，一般来说，旋转工作台结构刚性更好，摆头结构具有更好的灵活性及效率。

而D2则兼顾了平衡，旋转工作台结构可以有效保证机床开粗的刚性，提升开粗的切削效率，灵活的联动摆头结构可以使精加工过程中的联动更加平滑、顺畅，提升精加工效率。

本文转载自公众号：前沿数控技术