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EMAG:轴类件高柔性加工的多面手
作者:mingxia   来源:机经网   时间:2015-11-23   点击数:2291

德国汽车工业协会(VDA)所做的“FAST 2025”研究介绍了汽车增值链中供应商的发展趋势。根据作者的研究,在同一时间,产品周期的缩短、以及产品型号的增加将会带来汽车市场的变化。而通过轴类件的加工实例就能够看出这些变化对供应商和分包商的生产工艺流程意味着什么。各种形式的零件加工必须在一个单一系统内,以更大的柔性、更小的批量加工出来。EMAG 推出了VTC 100 GT 机型,一种可定制的生产解决方案,能够满足在单一机床上完成氧化铝或CBN 工件磨削以及轴类件的整个最终加工的要求。

  “轴类件加工”这个名词涵盖了不同工件的广泛的加工范围。变速箱轴、转子轴、泵轴、发动机轴、推进器轴和平衡轴的加工工艺在某些情况下会有很大的差异。其中零部件的强度起着重要作用,例如,具有限定叶片的坚硬的工件可以通过硬车削或使用滚光技术进行精加工,而对于更薄更脆弱的部件则选择最终磨削工艺。所要求的工件的质量、加工时间(乃至成本)、刀具成本和能源消耗都与所采用的加工工艺有关。因此必须对这些因素进行相互权衡。

  而项目工程师面临的挑战则是: 磨削还是硬车削? 根据工件的情况,为了某个特定的工艺可能需要额外投资一台机床,但是普通生产过程的多样化成本却令人难以忍受。“在实际情况中,这种情况往往不能令人满意,” EMAG Maschinenfabrik 的 CEO Guido Hegener 博士解释说。“根据我们的经验,很多用户已经在一台单一的机床上加工各种不同的工件。因此,对于特定的零部件和设计细节,这样的生产始终可以保证采用最好的技术就显示出了非常重要的优势。” 秉承这一信念,EMAG 的车削和磨削专家在新型VTC 100 GT 轴类硬加工中心上诠释了对这一明确目标的追求: 通过在一台机床中整合所有的硬加工工艺,可以灵活地改变工件的加工方法以适应工件加工要求,从而实现最终加工的最大柔性化。这一过程的重要之处在于,系统必须拥有最佳的可接近性,确保极短的工装更换时间。从而确保了这一解决方案成为实现高度经济效益化工艺流程无可替代的方法。

  EMAG 设计,高速稳定的工艺流程

  经典的 EMAG 设计包括的综合自动化装置是这一高度灵活性概念背后的最大亮点 – VTC 100 GT 配置一个圆盘型的刀塔,最多可容纳11 把刀具,在刀塔的第十二个刀具位置为上料机械手。也可以选择配备一个带动力刀具的动力刀塔和Y轴。同时它还带有一个砂轮。首先,机械手将储料区的工件取出并将其传送到夹紧位置。在此处,刀塔上的刀具完成全部的车削操作。第二步会立即执行磨削工艺。操作工序之间的停机时间非常短,加工之后,工件由上料机械手从加工区域中卸下。

  VTC 100 GT 配置的强大电机也是高效工艺流程的保证,它提供75 Nm 的主轴扭矩和19.5 kW 额定功率,为机床提供充足的动力储备,使之在高速状态下也能够执行难以加工的工艺流程。当车削轴类件时会产生大量的切屑,工件垂直定位的真正好处就明显地体现出来。机床的垂直设计保证了切屑能够自由掉落,这是可靠性生产的一个主要的加分之处。

  质量标准

  质量是轴类加工的主要准则,因为这类部件将最终决定发动机和变速箱的高效与否。特别是具有圆柱形轴承座、台阶和沟槽的高性能工件需要精密加工。EMAG 方案的优点在于其自身高质量部件,特别考虑到工件需要在一次装夹操作中完成加工。“如果使用不同的机床或单独的装夹操作加工轴类工件,可能会产生误差累积效应。我们的方法大大降低了这一风险。所有工艺流程都在一次装夹操作中完成,”Hegener 解释说。与此同时,EMAG 技术的灵活性也得到经济性回报,因为在选择合适的生产工艺时,可以对刀具的成本进行相互权衡。工艺流程的选择对工件的加工成本有着巨大的影响。“如果需要,我们可以给我们的客户提供具体的建议并可帮助开发成本较低的更加有效的加工策略,”Hegener 补充说。

  使成本一路下行的杀手锏

  最后,与其他解决方案相比,使该机床能够脱颖而出的原因是它具有更低的投资和生产成本。例如,因为原料和成品件存储设备以及刀具夹具都是集成式零件,因此用户可以极大地节省自动化装备和外围设备的成本。另外,紧凑型的倒立式设计在工厂车间仅需要很小的占地空间,系统大约只有 1.8 米宽、3.6 米高。“总之,该机集各种优点于一身,”Hegener 最后说。“该系统非常紧凑、灵活,并且经济实用,同时在任何时候都能保证零部件的最高加工质量要求。因此可以确信该技术对确保用户灵活进行轴类件的最终加工做好了精心准备。”

  VTC 100 GT 的优点:

   整体性: 磨削(氧化铝或 CBN)、硬车削加工、配置动力刀具的Y-轴加工,所有这些高难度加工工艺都可以在一台机床上完成。

   集成性: 使用刀塔在集成的毛坯件和成品件存储设备上装料和缷料。

   精密性: 完整的机加工确保高质量的工件加工。

   安全性: 机床的垂直设计防止切屑的堆积

   紧凑性: 机床占地面积小。

   快速性: 在 CNC 单元的控制下,尾座和中心架可以移动,极大地减少了装夹和换装时间。

 
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