汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)如何在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占有一席之地？毫無疑問陋锚。先進(jìn)的制造技術(shù)是至關(guān)重要的祥怖。針對(duì)汽車零部件大批量、多品種生產(chǎn)的需要转挽，德國薩馬格機(jī)床股份有限公司開發(fā)了1-3主軸的柔性加工單元（FMC），有效地解決了汽車零部件優(yōu)質(zhì)确羹、高效生產(chǎn)中的“瓶頸”届审。　

　　為了有效解決汽車零部件優(yōu)質(zhì)癣偶、高效生產(chǎn)的“瓶頸”噪旭，德國薩馬格公司開發(fā)出了1-3主軸的柔性加工單元(PMC)，該系列機(jī)床集專機(jī)的效率和加工中心的柔性為一體恃楔，既能滿足汽車行業(yè)大批量生產(chǎn)的需要垢蔑，又具有加工中心快速換產(chǎn)的柔性特點(diǎn)培晓，同時(shí)也可按要求選擇相應(yīng)的工作臺(tái)和刀庫，從而實(shí)現(xiàn)多面體菩擦、復(fù)雜型面和孔徑的加工廓握。

　　合理的設(shè)計(jì)

　　1、高動(dòng)態(tài)剛性減少了輔助時(shí)間
　　為滿足現(xiàn)代機(jī)床穩(wěn)定性的要求嘁酿，F(xiàn)MC床身采用了Hydropol材料隙券。與傳統(tǒng)的材料相比，該類礦物基鑄件具有更好的熱穩(wěn)定性和更大的熱容量闹司。高剛性及高抗振性的機(jī)床結(jié)構(gòu)能使零件獲得更好的表面加工質(zhì)量娱仔。此外，在床身的尾部設(shè)置了兩個(gè)立柱游桩，在立柱的垂直導(dǎo)軌上裝有一個(gè)帶門式驅(qū)動(dòng)裝置和液壓重平衡裝置的懸伸工作臺(tái)牲迫。換刀時(shí)，懸伸工作臺(tái)在兩立柱的非相互連接的上部區(qū)域移動(dòng)借卧。整體式的主軸箱可容納3個(gè)相隔300mm(FMC-3主軸)的電主軸盹憎，并通過十字滑臺(tái)沿X軸方向和Z軸方向移動(dòng)。緊密相連布置的滑臺(tái)由于其高動(dòng)態(tài)剛性而使設(shè)備具有高定位精度和高加工精度谓娃。

　　2脚乡、用電主軸作為主傳動(dòng)軸
　　為保證在深孔加工過程中具有較高的安全性，該系列機(jī)床選用了臥式主軸配置滨达，這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是無需大量使用冷卻潤(rùn)滑劑奶稠，另外，工件懸掛在夾緊裝置上恃打，切屑直接落入橫向布置的寬闊的排屑器內(nèi)钟唯，有效避免了切屑存留在切屑箱里或落在排屑斜面上。

　　在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床上市缠，主傳動(dòng)的配置是大功率電主軸焚痰，轉(zhuǎn)速范圍為4000～16000r／min，轉(zhuǎn)速達(dá)12000r／min羔辉，起動(dòng)時(shí)間約為1s盯萄，在100％的起動(dòng)時(shí)間下，每個(gè)主軸的驅(qū)動(dòng)功率為20kW(可選項(xiàng)30kW)睁衰。按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定用牲，刀具夾緊套為HSK63。在X蝴趾、Y勋酿、Z三個(gè)軸上，每個(gè)軸的進(jìn)給功率為8kW愿味，進(jìn)給速度為1～6000mm／min博个，快速移動(dòng)速度為60m／min怀樟，兩個(gè)電主軸的循環(huán)冷卻組的功率為13.5kW。

　　3盆佣、抓取式的換刀方式
　　對(duì)于傳統(tǒng)的加工中心來說往堡，換刀系統(tǒng)是影響電主軸壽命的一個(gè)重要因素。因?yàn)榛覊m或切屑粘附等會(huì)導(dǎo)致帶有卡緊鉗的換刀機(jī)械手經(jīng)常產(chǎn)生誤動(dòng)罪塔、主軸軸承受剛性換刀裝置碰撞而變形投蝉，從而導(dǎo)致主軸發(fā)熱并最終完全損壞。為此征堪，F(xiàn)MC機(jī)床放棄了換刀機(jī)構(gòu)瘩缆，代之以HSK63夾緊刀套的抓取式換刀。

　　在傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)盤式刀庫或鏈?zhǔn)降稁焐系柩粒虻短滓诓僮魅藛T頭頂上快速運(yùn)動(dòng)庸娱，故必須將其牢牢鎖緊，這種抓取系統(tǒng)與卡緊式換刀裝置一樣谐算，容易受到碰撞熟尉，而FMC采用具有垂直旋轉(zhuǎn)軸功能的盤式刀庫，高強(qiáng)耐磨工程塑料刀套有較大的鎖緊面佳抗，從而能可靠地保持刀具的位置坠街。

　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在批量生產(chǎn)時(shí)灵科，程序運(yùn)行中調(diào)用的各個(gè)刀具的順序可以在刀庫上編制位置碼并存儲(chǔ)起來墅失。如果換刀時(shí)所要求執(zhí)行的主軸箱的全部運(yùn)動(dòng)沒有附加的接通和旋轉(zhuǎn)功能，則換刀時(shí)間最短揭轰、最可靠筑渴。這種新開發(fā)的盤式刀庫的基本結(jié)構(gòu)是由8個(gè)各有10個(gè)刀位的梳狀刀盒組成的，一個(gè)刀盒使用過以后少炎，盤式刀庫再擺過一個(gè)刀盒的位置磕阱。為了確保送刀的可靠性，該機(jī)還預(yù)先考慮了一個(gè)裝有能識(shí)別刀具的讀寫頭的手動(dòng)輔助送刀器峡审。為了提高柔性情澈，可以有選擇地把刀盒分類或存入輔助刀庫中，在此情況下拨聚，最大刀庫容量為150把刀瘤琐，亦可存放鏜頭(鄰刀空缺時(shí)，刀具直徑可達(dá)160mm现喳，長(zhǎng)320mm凯傲，重l0kg)犬辰，換刀時(shí)間為4s嗦篱。

　　4冰单、工件交換時(shí)間只需6s
　　薩馬格公司采用數(shù)控彎板托架取代垂直工件托架的主回轉(zhuǎn)軸，這種布置方式的排屑效果好灸促，而且工件的重力作用在安裝面上诫欠，提高了過程的可靠性。其設(shè)計(jì)方案為：作為工件架的臥式擺動(dòng)主動(dòng)軸(A軸)一端裝有一個(gè)平面齒輪浴栽，隨動(dòng)端為支座荒叼。平面盤的直徑為345mm，夾具過橋的夾緊面為960mm X 380mm典鸡。   

(FMC機(jī)床床身的尾部設(shè)置了兩個(gè)立柱,在立柆的垂直導(dǎo)軌上裝有一個(gè)帶門式驅(qū)動(dòng)裝置和液壓平衡裝置的懸伸工作臺(tái))　

工件交換是通過Z形翻轉(zhuǎn)180度的工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)的被廓，將工作臺(tái)一分為二：1／2工作臺(tái)裝夾工件處于加工狀態(tài)的同時(shí)，另1／2工作臺(tái)處于上下料狀態(tài)萝玷，中間用隔板隔離嫁乘。因?yàn)樵诠餐臄[動(dòng)桿上相對(duì)安排了兩個(gè)工件架各具獨(dú)立的NC控制擺動(dòng)軸，所以擺動(dòng)軸繞水平軸回轉(zhuǎn)180度時(shí)立骄，工件上幾乎無殘留的切屑永努，上下料的動(dòng)作與工件加工可以并行。交換工件的上下料區(qū)與帶冷卻液的加工區(qū)由自動(dòng)開／閉的隔板隔離辨埃。上料區(qū)的門把工件架上方的整個(gè)區(qū)域都打開散苦，這樣就不存在自動(dòng)化的上料問題，還有一個(gè)任選的用于5坐標(biāo)加工的B軸和A軸直徑為210mm的轉(zhuǎn)盤下风，夾緊面尺寸為220mm x200mm奇嗽。

　　高加工精度
　　FMC機(jī)床的所有坐標(biāo)軸均采用絕對(duì)值測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，因此任何情況下坐標(biāo)軸位置都是唯一確定的啰哪。所有擺動(dòng)軸均采用平面嚙合齒輪略菜，擺桿的擺動(dòng)軸安裝在箱形床身的側(cè)壁上。安裝在兩個(gè)間距為450mm電主軸整體結(jié)構(gòu)主軸箱侵宝，用平面十字滑塊在X池粘、Y軸方向運(yùn)動(dòng)。在動(dòng)態(tài)剛度較高時(shí)省喝，這種結(jié)構(gòu)具有良好的導(dǎo)向性胆誊。

　　對(duì)于易受溫度影響的床身零位來說，一個(gè)具有較小的冷卻液受熱的接觸面結(jié)實(shí)的高床身肛度，與一個(gè)平而長(zhǎng)的床身相比傻唾，其優(yōu)點(diǎn)顯而易見。根據(jù)VDI／DGQ標(biāo)準(zhǔn)承耿，X冠骄、Y、Z坐標(biāo)的位置公差分別為12μm加袋，平均位置分散度為8μm凛辣，重復(fù)定位精度為2μm抱既。FMC無需加特殊地基，由于懸伸工作臺(tái)是異形管結(jié)構(gòu)扁誓，運(yùn)動(dòng)質(zhì)量很小防泵，因而運(yùn)動(dòng)速度和加速度有可能進(jìn)一步提高。

　　與雙主軸加工單元FMC-2相比蝗敢，三主軸的FMC-3的工件回轉(zhuǎn)托架由一個(gè)水平的擺軸(W軸)構(gòu)成捷泞，它把處于潮濕區(qū)中的工作區(qū)與上料區(qū)隔開，使用該布置形式可使工件更換和加工得以同步進(jìn)行寿谴，此外锁右，還可獲取最佳的排屑效果以及在上下料區(qū)有序地裝夾工件，從而使操作更加安全细咽。裝料區(qū)的門通過工件回轉(zhuǎn)架打開全部的加工區(qū)苛每，即使全自動(dòng)材料傳輸也不會(huì)受到任何影響。在擺軸的兩側(cè)各布置了水平回轉(zhuǎn)軸(A1喷融、A2)木鸭。所有3個(gè)坐標(biāo)軸在傳動(dòng)和隨行支座中通過端面嚙合齒輪來完成，在高切向剛性時(shí)可實(shí)現(xiàn)定位精度為+2"淹摧。由工件回轉(zhuǎn)架巴俯、夾緊裝置和工件構(gòu)成的最大有效空間為700mmx950mm，而作為選項(xiàng)钾抛，則可以安裝帶3個(gè)旋轉(zhuǎn)軸BI-B3的兩回轉(zhuǎn)軸(A1漏炕、A2)，從而實(shí)現(xiàn)5面加工衣夏。直徑為280mm的大臺(tái)面可以使每個(gè)工作臺(tái)裝夾2個(gè)零件扭享，每個(gè)工作臺(tái)通過端面嚙合齒輪和一個(gè)附加夾具，始終處于理想的位置狀態(tài)匙蚣，由夾緊裝置和工件構(gòu)成的工作臺(tái)面可以提供295nunx300mm的有效夾緊面续膳。

　　主要應(yīng)用范圍
　　FMC機(jī)床主要用于汽車制造業(yè)。在歐洲收班，一些主要的汽車及零部件制造廠大多應(yīng)用該類設(shè)備坟岔，以達(dá)到產(chǎn)品上批量、上檔次的目的摔桦。其典型加工的汽車零部件有發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋社付、連桿、曲軸／凸輪軸(兩端面)邻耕、軸承蓋鸥咖、差速器殼體、撥叉、制動(dòng)總泵／分泵啼辣、轉(zhuǎn)向器殼體／閥體和增壓器等工件绵咱，并廣泛應(yīng)用于液壓／氣動(dòng)閥類、泵類熙兔、電動(dòng)工具、冰箱壓縮機(jī)缸體等工件的加工艾恼。

　　FMC-2使得生產(chǎn)效率成倍增加
　　FMC雙主軸加工單元消除了傳統(tǒng)加工中心的薄弱環(huán)節(jié)候妻，其X、Y执摆、Z坐標(biāo)方向的行程分別為450mmX 500mmX 450mm柒拌，兩主軸的間距為450mm。雙主軸加工中心可使生產(chǎn)效率提高1倍以上缅叔，兩工作主軸均可同時(shí)采用多軸鏜
頭加工脉裕，從而使生產(chǎn)效率再次得以提高，此外趟蛋，60m／min的快速移動(dòng)速度和1g的加速度使輔助時(shí)間大大減少邪船。

　　與FMC-2相比，F(xiàn)MC-3可使生產(chǎn)效率提高30％同嚷。該機(jī)型是在FMC-2系列基礎(chǔ)上開發(fā)的羔峭，其X、Y甫知、Z坐標(biāo)方向的行程為300mm x500mmx450mm缅钠，電機(jī)主軸按相隔300mm布置，外側(cè)的兩個(gè)主軸位置可調(diào)整诡蜓，快進(jìn)速度為60m／min熬甫。

　　本文示表為加工典型汽車零件汽車制動(dòng)總泵時(shí)，專用機(jī)床蔓罚、單主軸加工中心及雙主軸加工單元(FMC-2)加工效率的對(duì)比椿肩。

　　綜上所述，傳統(tǒng)的加工中心在效率上難以滿足大批量生產(chǎn)的需要豺谈，而專機(jī)又顯柔性不足覆旱，薩馬格FMC將二者的優(yōu)勢(shì)集于一體，克服了兩者的不足核无，有效地解決了汽車零部件優(yōu)質(zhì)扣唱、高效生產(chǎn)的“瓶頸”。

德國薩馬格公司北京代表處

公司簡(jiǎn)介
　　德國薩馬格機(jī)床股份有限公司是一家專業(yè)化開發(fā)团南、生產(chǎn)多主軸加工單元噪沙、數(shù)控柔性專機(jī)及端面加工中心的公司，多年來，其機(jī)床產(chǎn)品已為眾多汽車生產(chǎn)廠家所廣泛應(yīng)用正歼。

　　薩馬格北京代表處主要代理數(shù)控旋分機(jī)床辐马、數(shù)控滾絲機(jī)、螺紋磨床脖耽、五軸聯(lián)動(dòng)立／臥式加工中心蔚芥、各類鏜銑床、珩磨機(jī)及輪轂檢測(cè)設(shè)備等京多，在航空航天秤皿、汽車、摩托車痛慷、齒加工办溶、液壓氣動(dòng)、標(biāo)準(zhǔn)件等行業(yè)擁有許多忠實(shí)用戶樱炬，如上海大眾抠阴、一汽大眾、上海采埃孚择绘、北京吉普粥割、上海汽車齒輪總廠、戴卡輪轂混砸、哈東安等衫凭。為方便中國廣大用戶，薩馬格北京代表處特在國內(nèi)設(shè)有2個(gè)德國機(jī)床用戶服務(wù)中心努释。

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