【編者按】當(dāng)今哀墓，機(jī)床制造廠商僅靠個(gè)性化機(jī)床是很少能脫穎而出的坑箭，而更多的是要通過各種不同加工步驟和加工工藝精巧地組合成一個(gè)經(jīng)濟(jì)的總體系統(tǒng)荞宰，也就是針對(duì)競爭的特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)性來確定機(jī)床的整個(gè)體系結(jié)構(gòu)阔渔。

在這方面务囤，駐地在德國西南部巴登-符騰堡州格平根（G Ppinggen）的MAG公司，幾年來始終采用一個(gè)能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)生產(chǎn)的工藝流程戰(zhàn)略解決方案您风，致力于使機(jī)床制造廠家和設(shè)備用戶從這個(gè)生產(chǎn)方案中受益幅挂，達(dá)到較高的加工質(zhì)量和加工效率。這個(gè)解決方案可以無縫地嵌入汽車制造廠家的主要戰(zhàn)略趨向中参攻，通過縮小缸體的工作容量（排量）和減少缸數(shù)腺帽，為逐步提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率密度創(chuàng)造基本條件。

在此髓绽，降低燃料消耗和減少二氧化碳的排放是重點(diǎn)凑懂。比如，可以利用現(xiàn)有系統(tǒng)和技術(shù)梧宫，減少耗費(fèi)來實(shí)現(xiàn)接谨。

ECO2設(shè)計(jì)

到目前為止，人們對(duì)機(jī)床進(jìn)行的優(yōu)化主要是在加工精度塘匣、加工速度和制造成本這些方面脓豪。而MAG公司則通過ECO2設(shè)計(jì)巷帝，進(jìn)一步對(duì)機(jī)床的運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行優(yōu)化，并在機(jī)床上加工出能滿足工作性能要求的工件扫夜。對(duì)于機(jī)床本身楞泼，則是按照人機(jī)工程學(xué)和可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計(jì)，主要集中在將高效能笤闯、堅(jiān)固的技術(shù)設(shè)備和較高的技術(shù)利用率融合在一起堕阔。用戶在使用設(shè)備時(shí)一定既可降低單件成本又能減少資源消耗。（譯注：MAG公司把這種生產(chǎn)解決方案颗味，稱之為ECO2設(shè)計(jì)超陆，這種設(shè)計(jì)能夠以全新的水平提高構(gòu)件的質(zhì)量。）

在這里鹃改，能源的利用率和過程控制起著至關(guān)重要的作用战架，最終可以利用MAG公司生產(chǎn)技術(shù)加工出的構(gòu)件，使用戶獲得經(jīng)濟(jì)上的附加值侦萍。

高效能的設(shè)計(jì)組合和機(jī)床的操作

很長一段時(shí)間以來咸壮，MAG公司就對(duì)機(jī)床的電能和壓縮空氣的消耗開展了研究，為此均壳，MAG公司參與了很多的研究項(xiàng)目漆究。

通過高能效部件、軟件和可視化的組合拔翠，使一臺(tái)加工中心可節(jié)能30%（圖2）碗冈。這種顯著的能源節(jié)省，在當(dāng)前市場(chǎng)上同類產(chǎn)品滤灸、特別是這種結(jié)構(gòu)系列的加工中心中怪褐，非常引人注目。而對(duì)可視化技術(shù)的應(yīng)用翁旁，清楚地顯示出了各種測(cè)量結(jié)果分析蝠欲。它可以是現(xiàn)在和積累的能源消耗，也可以是每個(gè)工件的能源費(fèi)用倦微，都可以分?jǐn)倿殡娔芷尬丁嚎s空氣和冷卻潤滑液方面的消耗。此外欣福，可以在任何移動(dòng)終端設(shè)備上在線查詢這些數(shù)據(jù)责球。

這種提高能源利用率的組合措施只是一個(gè)模塊，用來使機(jī)床盡可能高效運(yùn)行的拓劝，還可以減少噪音和微粒物（蒸汽）方面的排放雏逾。比如，通過一系列措施郑临，可以把一臺(tái)機(jī)床加工時(shí)的噪音強(qiáng)度降低到≤75分貝栖博。通過狀態(tài)監(jiān)控可以把意外的停機(jī)時(shí)間歸納到計(jì)劃停機(jī)時(shí)間內(nèi)屑宠。

為了提高生產(chǎn)效率，需要尋找其它的創(chuàng)新思路：比如智能刀具庫——通過刀具的自學(xué)習(xí)盡可能以較少的切屑到切屑時(shí)間（譯注：即：兩次切削間的中斷時(shí)間）來進(jìn)行配置仇让，或完全是由電子數(shù)據(jù)處理進(jìn)行輔助和帶有結(jié)果校核的學(xué)習(xí)系統(tǒng)典奉，使機(jī)床操作人員能夠完全了解機(jī)床的潛能并充分利用。

新的生產(chǎn)工藝流程能節(jié)省燃料消耗丧叽、減少排放傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝流程的重新設(shè)計(jì)卫玖，是一種能使加工更有效、通常能降低加工費(fèi)用且已受到大家普遍認(rèn)可的方法宴忱，但收效甚微辐胆。其加工工藝在技術(shù)上已達(dá)到了相當(dāng)?shù)母叨龋蠖嘁堰_(dá)到了加工效果的極限驰闺。

而MAG公司走的是一條新的道路：針對(duì)具體情況，進(jìn)行加工工序的替代或?qū)⒍鄠€(gè)加工工藝進(jìn)行集成弧哥。

MAG主要專注在熱處理后的呕豪、在一定程度上使曲軸工作性能得到提高的加工工序。其目標(biāo)是制造發(fā)動(dòng)機(jī)上最佳的曲軸功能表面榆眷。

在這里糯档，MAG公司依靠硬加工工藝方面的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)曲軸功能表面硬銑和精磨工藝的復(fù)合（圖3）屡旺。

作為第一步蜡幼，通過硬銑替代曲軸的傳統(tǒng)粗磨。首先是這種硬銑加工要比磨削明顯快很多（每個(gè)連桿頸快4-7秒）端制，并且排除了磨削燒傷的危險(xiǎn)嗓万。其次是完全放棄了冷卻潤滑液的采用。采用具有一定幾何形狀的刀刃進(jìn)行硬銑灸叼，還具有刀具寬度可以被調(diào)整的優(yōu)點(diǎn)神汹。

此外，MAG公司還開發(fā)并申報(bào)了專利的圓度修整裝置古今，可使輪廓產(chǎn)生了2/100（0.02mm）的加工余量屁魏。在曲軸銑刀上采用硬質(zhì)合金刀片或CBN刀片進(jìn)行這種加工，可實(shí)現(xiàn)良好的刀片使用壽命捉腥，同時(shí)采取相應(yīng)的刀片重磨法氓拼，所以，可以保證以工件為基準(zhǔn)的刀具費(fèi)用（譯注：系指單件成本中刀具費(fèi)用所占份額）與采用磨削工藝時(shí)的費(fèi)用基本相同抵碟。

在曲軸軸承處可留出較小余量桃漾，所以可在工件的同一次裝夾下、同一臺(tái)機(jī)床上快速和高效地實(shí)施后續(xù)工序拟逮。MAG公司還開發(fā)了一個(gè)專用的呈队、可修整的砂輪剥槐，以干式加工進(jìn)行精細(xì)磨削，按最終輪廓尺寸對(duì)曲軸進(jìn)行加工宪摧。其切除量較小助潭，且加工是在工件一次裝夾的情況下進(jìn)行的，因此可獲得極高的加工精度连欲、實(shí)現(xiàn)很短的加工周期打且。

工件較短的加工時(shí)間，避免了局部過熱和磨削燒傷椅损。以致通過硬銑和精細(xì)磨削的復(fù)合實(shí)現(xiàn)可靠的干式加工能經(jīng)受使用的考驗(yàn)帘战。為此，也開發(fā)了在銑削加工時(shí)具有較高牢固夾緊性能的相應(yīng)工件夾頭吉挎，這些同時(shí)滿足了對(duì)磨削加工的高精度要求斑永。

最近研究表明，這種復(fù)合工藝可以使設(shè)備投資和設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用降低50%氨固，因?yàn)楣ぜ募庸ぶ芷谥辽偬幵诔Ｒ?guī)濕式磨削的水平上蛀埂。但是，硬銑和精磨是在一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行的解瀑。這樣盾轮，就減少了機(jī)床投資、能源消耗蛛蒙、機(jī)床占用的作業(yè)面積和冷卻潤滑液等方面的費(fèi)用糙箍。

曲軸加工過程中的最后一道加工工序是所謂的軸承頸的精磨。例如牵祟，代表當(dāng)前技術(shù)發(fā)展水平的是軸頸表面的帶磨深夯，用它就能產(chǎn)生一個(gè)特別精致、摩擦力極小的能使連桿順利滑動(dòng)的表面诺苹。MAG公司大力推動(dòng)并優(yōu)化了這種精磨工藝的開發(fā)塌西，力求使發(fā)動(dòng)機(jī)上的曲軸更高效地運(yùn)行（圖4）。

還有同一家工業(yè)伙伴就曲軸加工合作了電化學(xué)工藝筝尾，目標(biāo)是制造最佳的滑動(dòng)表面捡需，以減少發(fā)動(dòng)機(jī)中曲軸和連桿間的摩擦損失、降低燃料消耗筹淫，改善CO2的排放百分比站辉。這種材料去除工藝的優(yōu)點(diǎn)是軸頸的加工特別快，并且有很高的形成精度和重復(fù)精度损姜，這就能夠?qū)⑦@種加工工序納入到按節(jié)拍連接的現(xiàn)代曲軸加工線和現(xiàn)有曲軸加工設(shè)備上饰剥。

MAG的加工工藝與現(xiàn)有的精磨工藝相比，主要特點(diǎn)是在曲軸軸頸上可以產(chǎn)生一個(gè)確定又有規(guī)律的表面結(jié)構(gòu)，從而使摩擦特性和油滯留容量性能也具有可重復(fù)性寺癌。

直至目前取得的成果表明：在活塞結(jié)構(gòu)類的發(fā)動(dòng)機(jī)雌褥，平均可降低摩擦約1%。由此可使汽車減少CO2排放绅荒、消耗較少燃料知祠。還能使終端消費(fèi)者從結(jié)構(gòu)化中受益，制造廠家也可從中獲得好處肝羊。除了創(chuàng)造一個(gè)顯著的附加值外成甫，還可以得到一個(gè)性能和功耗明顯超越競爭對(duì)手的產(chǎn)品。

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