成本壓力大、品質(zhì)要求高以及生產(chǎn)批量大——在汽車傳動(dòng)齒輪箱生產(chǎn)中同時(shí)出現(xiàn)了多種極端情況匙赞。而且在滿足這些需求的同時(shí)佛掖,在未來幾年內(nèi),其產(chǎn)量預(yù)計(jì)還會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)季距。例如虚蹋,最新出版的《Shell Pkw-Szenarien》的作者預(yù)測(cè),到 2050 年蒿蛆,全球汽車保有量將增加一倍抄娜,達(dá)到 25 億輛。因此毙纫,“單件成本”也不可避免地成為生產(chǎn)規(guī)劃者關(guān)注的焦點(diǎn):如何才能更高效地大批量生產(chǎn)行星齒輪和錐形齒輪等各類典型的傳動(dòng)部件憋屑?埃馬克集團(tuán)研發(fā)的 VL 1 TWIN 雙主軸上下料車削中心為這一問題提供了定制的解決方案。該機(jī)床可在一個(gè)加工區(qū)內(nèi)同時(shí)加工兩個(gè)相同的工件篡呆。這一技術(shù)帶來了廣泛的可能性:如果將兩臺(tái)機(jī)床連接成為一條生產(chǎn)線汽后,那么便可以從兩側(cè)同時(shí)加工行星齒輪,并且節(jié)拍時(shí)間極短摇龟。這個(gè)用于行星齒輪和錐形齒輪的生產(chǎn)線解決方案具體是怎樣的呢两胃?
一個(gè)生產(chǎn)基地每年產(chǎn)量達(dá)到一百萬個(gè)行星齒輪并不罕見——只需要看看如何將零件應(yīng)用到自動(dòng)變速箱中就可以找到原因:相應(yīng)的行星齒輪箱大多包括四個(gè)行星齒輪組,每個(gè)齒輪組又包含三個(gè)行星齒輪和一個(gè)太陽輪遮乾。因 此专肪,行星齒輪箱中一共有 16 個(gè)齒輪。有趣的是堪侯,自動(dòng)變速箱目前在市場(chǎng)上變得越來越重要嚎尤。一方面,這種變速箱具備舒適性伍宦、緊湊性和堅(jiān)固耐用性等特點(diǎn)芽死。另一方面,一些制造商在設(shè)計(jì)制造現(xiàn)代混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)次洼, 也大量采用這種技術(shù)关贵。“在此背景下卖毁,就不難理解研發(fā) VL 1 TWIN 的原因了揖曾。降低行星齒輪和錐形齒輪的成本在開發(fā)過程中具有重大意義,”埃馬克模塊化解決方案銷售與營銷總監(jiān) Bjo? rn Svatek 說亥啦,“因此炭剪,這就是為什么我們用這種雙主軸機(jī)床在一個(gè)加工區(qū)內(nèi)同時(shí)加工兩個(gè)相同的零件。這種工藝可以在極短時(shí)間內(nèi)達(dá)到較高的產(chǎn)量翔脱。另一方面奴拦,我們通過嚴(yán)格的成本控制,顯著降低了每條主軸的價(jià)格撤筐。這樣也可以降低‘單件成本’眷细。”
行星齒輪:每 20 秒完成兩個(gè)零件的加工
用于行星齒輪軟加工的 VL-1-TWIN 生產(chǎn)線解決方案具體是怎樣的呢收黔?通常來說参唆,整個(gè)加工過程在兩臺(tái)通過 TrackMotion 工件輸送系統(tǒng)相互連接的機(jī)床中完成。在加工過程中傲轮,所屬的 TransLift(一個(gè)配備電動(dòng)夾爪的升降和翻轉(zhuǎn)裝置)從進(jìn)料帶上同時(shí)抓取兩個(gè)毛坯件舆鸿,并將它們送到第一臺(tái)機(jī)床中。然后百膳,由 VL 1 TWIN 的兩根拾取主軸抓取毛坯件翰发,并將部件送入加工區(qū)。然后會(huì)對(duì)工件內(nèi)冀态、外徑的第一面進(jìn)行車削加工(OP 10–OP 10)吮骑。在此過程中坚浩,主軸箱可以完全自主移動(dòng),從而能對(duì)兩個(gè)工件的直徑和長(zhǎng)度(X/Z 方向)獨(dú)立進(jìn)行調(diào)整循头。在換刀后绵估,這一功能尤其重要,因?yàn)橛纱丝梢匝a(bǔ)償偏差(例如在更可轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)刀片后)卡骂。工件被運(yùn)送出機(jī)床后国裳,
ransLift 再次將兩個(gè)半成品件旋轉(zhuǎn) 180 度并將其運(yùn)送到另一臺(tái) VL 1 TWIN。在此會(huì)對(duì)外徑的第二面進(jìn)行端面車削(OP 20–OP 20)全跨。最后缝左, 通過 TrackMotion 將成品件運(yùn)送到儲(chǔ)料輸送機(jī)上,輸送帶的內(nèi)置式堆垛機(jī)單元中可放置多達(dá) 400 個(gè)成品件浓若。加工兩個(gè)工件的整個(gè)過程在大約 20 秒節(jié)拍時(shí)間內(nèi)即可完成渺杉。一般來說,平均換裝時(shí)間只有將近 5 秒七嫌。一系列的技術(shù)配置細(xì)節(jié)使這一超快的速度成為可能:在占空比 40% 的情況下少办,兩條上下料主軸可達(dá)到 9.9 kW 和 136 Nm 的高驅(qū)動(dòng)值。同時(shí)诵原,X 軸中的無磨損線性驅(qū)動(dòng)裝置(與直接式行程測(cè)量系統(tǒng)相結(jié)合)具有可達(dá) 8 m/s2 的極高加速度英妓,同時(shí)也能達(dá)到極高的持續(xù)精度。由此可在確保進(jìn)程安全的情況下狠寒,對(duì)主鉆孔進(jìn)行常規(guī)的 H6 配合處理呈篱。
錐形齒輪:在一臺(tái)機(jī)床中進(jìn)行鉆孔、粗加工和精加工
由于錐形齒輪的生產(chǎn)成本壓力越來越大伐狼,因此所有工藝必須高效進(jìn)行臣塑,采用鍛造工藝制造錐形齒輪具有以下優(yōu)點(diǎn):采用現(xiàn)代化方法制造的錐形齒輪在離開鍛造廠時(shí),齒輪通常已經(jīng)過“精加工”岁十。在這種情況下特干,只需要在一次裝夾中進(jìn)行一道車削工藝即可。為此惦踩,埃馬克的 VL 1 TWIN 機(jī)床是對(duì)兩個(gè)錐形齒輪毛坯件同時(shí)進(jìn)行軟加工(OP 10–OP 10)的高效解決方案涨剧。在機(jī)床中會(huì)依次運(yùn)行四個(gè)加工步驟,節(jié)拍時(shí)間僅為大約 25 秒:通過TrackMotion 或上下料主軸抓料后敲骏,使用鉆孔工藝進(jìn)行中心鉆孔樊淑,之后開始對(duì)球頂進(jìn)行粗加工。在第三個(gè)和第四個(gè)步驟中蝇降,對(duì)鉆孔和球頂進(jìn)行精加工铜缠。一種特殊的夾緊解決方案可構(gòu)成零件齒的“陰模”,并整個(gè)過程中牢牢在保持零件的穩(wěn)定翘悉∶4颍考慮到需要進(jìn)行大量鉆孔,采用 Mineralit? 制成的機(jī)床床身起到一種非常特殊的作用妖混,因?yàn)榫酆衔锘炷两档土算@孔過程中的振動(dòng)包吝,并確保實(shí)現(xiàn)高精度。另外源葫,在加工區(qū)和上下料工位之間還可以選裝一套用于工件測(cè)量的測(cè)量系統(tǒng),以提高工藝安全性砖瞧。也可以通過TrackMotion 系統(tǒng)連接兩臺(tái) VL 1 TWIN 機(jī)床息堂,并在機(jī)床中完成相同的進(jìn)程(OP 10–OP 10、OP 10–OP 10)块促。此時(shí)荣堰,至關(guān)重要的是,保證TrackMotion 機(jī)械手以每分鐘高達(dá) 150 米的速度移動(dòng)并確保為同時(shí)進(jìn)行加工的 TWIN 機(jī)床上下料竭翠。
傳動(dòng)部件制造的完美解決方案
總的來說振坚,TWIN 方法可實(shí)現(xiàn)凸輪軸、軸承環(huán)祠劣、法蘭等多種零件生產(chǎn)率的大幅度提升秤淀。我們可根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)造多工藝生產(chǎn)線,其中可包含例如埃馬克滾齒機(jī)和去毛刺機(jī)床耗萝∈兰觯“我們確信,VL 1 TWIN 是滿足不斷增長(zhǎng)的產(chǎn)量要求以及符合傳動(dòng)部件制造領(lǐng)域中不斷激化的競(jìng)爭(zhēng)需要的完美解決方案舆佩,” Bjo? rn Svatek 說介腻,“用戶可從降低的單件成本、縮短的節(jié)拍時(shí)間以及更高的工藝安全性中獲益泌榕。我們希望這些亮點(diǎn)能在市場(chǎng)中發(fā)揮更大的優(yōu)勢(shì)酱滞。”
在 2019 年歐洲機(jī)床展 (EMO) 上實(shí)時(shí)體驗(yàn) VL 1 TWIN
歡迎前來 EMO 2019 并參觀埃馬克公司位于 17 號(hào)展廳的 C29 號(hào)展臺(tái)气岁,現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn) VL 1 TWIN 機(jī)床的強(qiáng)大性能诲猴。
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兩臺(tái)用于加工行星齒輪的 VL 1 TWIN 生產(chǎn)線:加工兩個(gè)工件的整個(gè)過程大約 20 秒節(jié)拍即可完成。
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錐形齒輪解決方案:在兩臺(tái)機(jī)床中進(jìn)行相同的加工工序做身⊥杈簦可顯著提高產(chǎn)量。
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在機(jī)床加工區(qū)域汁咏,能以極高的速度同步加工兩個(gè)相同的工件亚斋。
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借助兩根上下料主軸從進(jìn)料帶上抓取兩個(gè)工件、運(yùn)送到加工區(qū)內(nèi)并在一次裝夾中同時(shí)進(jìn)行加工。
(埃馬克)
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