已經(jīng)磨削完畢的中間軸正處于檢驗(yàn)臺(tái)上：形位公差要求以及支座的尺寸精度都在微米范圍之內(nèi)神深。
　　自從Quickpoint（快速點(diǎn)磨）工藝于1985年首次面世以來报葬，位于德國諾特拉赫室的勇克公司在外圓磨削領(lǐng)域已經(jīng)贏得了大量的應(yīng)用領(lǐng)地。僅僅幾毫米寬的CBN或者金剛石砂輪可以采用高達(dá)140 m/s的圓周速度盾摹，通過點(diǎn)接觸在工件表面上進(jìn)行嬉竞。位于德國勃蘭登堡市的變速箱制造專家ZF公司利用這種工藝率先通過一次裝夾，實(shí)現(xiàn)了要求極為嚴(yán)格的主軸和中間軸的磨削加工厉斟。因此在那里挚躯，人們有理由將所發(fā)掘出的潛力歸功于這個(gè)“引人矚目的項(xiàng)目”。
　　當(dāng)然擦秽，作為這個(gè)成就的合作者而亮相也是令人自豪的码荔。勃蘭登堡的這家變速箱工廠在被ZF公司兼并之后的十二年內(nèi)已經(jīng)在乘用轎車領(lǐng)域贏得了不可小視的聲望。從ZF大家庭團(tuán)結(jié)一致的行動(dòng)開始到今天感挥，他們已經(jīng)獲得了異常成功的發(fā)展缩搅。（見用戶介紹）。
　　“弗利德里希港離我們比在地圖上顯示的要近的多触幼，”安德利亞斯?施雷戈?duì)柌┦颗鸢辏琙F公司勃蘭登堡工廠的乘用轎車部及行政管理主任這樣說（見圖片1）≈们“我們所感受到的集團(tuán)創(chuàng)業(yè)宗旨很明顯的和社會(huì)環(huán)境和對全體員工的責(zé)任心息息相關(guān)相關(guān)堂鲤。”
　　當(dāng)然媒峡，要取得成就瘟栖，一個(gè)不可忽視的因素是核心技能葵擎，這一點(diǎn)在勃蘭登堡的總部早已經(jīng)具備。

每個(gè)車型和發(fā)動(dòng)機(jī)都配置最優(yōu)化的變速箱
圖1投資的眼光：這些決策人只會(huì)認(rèn)可那些由經(jīng)驗(yàn)豐富的技工操作的工藝方法（從左起）：安德利亞斯?施雷戈?duì)柌┦克渖唬T士工程師埃德加?邁耶爾某蛆，碩士工程師哈特穆特?格羅斯曼，他們都來自ZF勃蘭登堡公司忿迷。
　　從1992年開始械与，勃蘭登堡工廠生產(chǎn)第一臺(tái)乘用轎車手動(dòng)變速箱。所有所需的生產(chǎn)材料都由位于德國施瓦本地區(qū)格明特市的ZF公司總部提供纫惰。僅僅三年之后梅柑，勃蘭登堡工廠就已經(jīng)開始了第一個(gè)自主研發(fā)工作。成果是一臺(tái)同步的5檔位手動(dòng)變速箱瓢疤，擁有390 Nm的可傳動(dòng)扭矩脯牛。每輛汽車都需要一個(gè)根據(jù)其發(fā)動(dòng)機(jī)特性進(jìn)行配置并且可根據(jù)其燃料類別協(xié)調(diào)的變速箱 – 當(dāng)前，汽車制造商生產(chǎn)種類日益多樣的汽車型號窥窜，這對ZF公司而言是一個(gè)很好的前景仪彪。

圖3 大族類中的小區(qū)別：和主軸如影相隨的寶馬手動(dòng)變速箱的中間軸，型號分別是S6-53型划烫，S6-37型和S5-39型（從上而下）
　　目前人們已經(jīng)陸續(xù)研制出了各種款式的5檔位和6檔位手動(dòng)變速箱蒲坐、全輪驅(qū)動(dòng)變速巷和所謂的SMG變速箱等。在這些順序排列的黄锤、并采用液壓和電子控制的變速箱中搪缨，換擋過程不再是通過變速桿執(zhí)行的機(jī)械式，而是利用傳感機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過轉(zhuǎn)向盤上的面板操作完成鸵熟。
　　工作和投資計(jì)劃的負(fù)責(zé)人埃德加?邁耶爾先生屬于核心技能的一個(gè)要素（參見圖片1）副编，他說：“除了變速箱的開發(fā)，利用創(chuàng)新的加工工藝流强，如嚙合工件的滾銑削痹届、磨削和珩磨，傳動(dòng)軸立柱表面和輪子的磨削打月，表面滲碳硬化和芯軸淬火以及同步化加工等队腐，”為此，對加工的組織結(jié)構(gòu)和加工深度都必須進(jìn)行協(xié)調(diào)：“我們采用復(fù)合的方式來加工我們的機(jī)組奏篙。其中每個(gè)單件柴淘，如輪子、軸類和同步零件被放在一個(gè)加工巢穴內(nèi)加工并且在預(yù)裝配時(shí)被組裝成結(jié)構(gòu)組件报破。然后將它們放在裝配線上進(jìn)行最后總裝悠就∪崴”
　　一直致力于尋求最高效的工藝方法
　　每年持續(xù)增長的加工批量只能通過大量的追加投資來實(shí)現(xiàn)烘梭。為此阴应，技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)性成為了考慮的兩個(gè)焦點(diǎn)。人們對于當(dāng)前加工技術(shù)面臨的課題進(jìn)行了深入的分析螺子，有針對性地采取了下列優(yōu)化措施：
■ 設(shè)立輪齒加工制造島姚沽，其中包含銑床和去毛刺機(jī)，以鏈接的單元和多機(jī)床為基礎(chǔ)條件進(jìn)行配置;
■ 計(jì)算機(jī)輔助的偏笋、使用在線測量功能的靜態(tài)質(zhì)量監(jiān);
■ 全新的連續(xù)式淬火設(shè)備蟹助，對帶有棘手幾何尺寸的零件進(jìn)行無延滯淬;
■ 通過一次裝夾借助硬車削和磨削工藝對齒輪進(jìn)行組合鏜孔加;
■ 借助珩磨頭在淬火之后對齒輪直接進(jìn)行珩;
■ 利用顯著增長的切削參數(shù)進(jìn)行最大程度的干燥式加工。
“這種類型的項(xiàng)目莱艺，也就是說要在功能流程中進(jìn)行很多改變的,必定要求一個(gè)深入的工藝伴隨過程”,埃德加?邁耶爾如此說捉痰。“就加工過程的設(shè)置我們需要和我們的用戶進(jìn)行協(xié)商榄集。為了能夠提交出一個(gè)合格的變速箱湖吭，我們在本廠及客戶處做了大量高成本的測試流程。我們確定在哪些環(huán)節(jié)上必須更加專注苗率，以保證在日常加工中必須達(dá)到的工藝安全性碉渡。最終我們將‘全面質(zhì)量管理（TQM）’的原則解釋為‘每天高品質(zhì)制造’。要做到這點(diǎn)我們必須和機(jī)床及裝備供應(yīng)商共同努力母剥≈团担”

圖2 在一臺(tái)勇克Quickpoint 5000/40型磨床上進(jìn)行外圓磨削：窄形的CBN砂輪在整個(gè)輪廓上磨蝕，借助于可以翻轉(zhuǎn)180° 的磨削主軸箱环疼，通過一次裝夾就可以在進(jìn)給過程中將整個(gè)軸的支座和臺(tái)肩全部磨削完畢习霹。
　　采用 Quickpoint 磨削工藝，釋放出巨大的潛能
　　在項(xiàng)目計(jì)劃初期秦爆，對于主軸和中間軸外圓磨削的工藝安全性及合理性就必須做出規(guī)劃序愚。這些由滲碳鋼制成的承重單元能作為變速箱壽命和功能的標(biāo)準(zhǔn)。因而等限，對于加工的尺寸精度必須有特別嚴(yán)格的要求(參見標(biāo)題照片和圖片3)：軸座的直徑質(zhì)量達(dá)到IT 5爸吮，靜態(tài)跳動(dòng)精度達(dá)到0.02 mm，圓柱度達(dá)到3 μm望门，圓整度達(dá)到2 μm并且直線性可達(dá)到1.5 μm形娇。直至1998年，人們借助傳統(tǒng)技術(shù)筹误，即組合包磨削方法桐早，采用傾斜切入方法磨削這些軸的外圓。為此坷顽，當(dāng)時(shí)需要3個(gè)工序—即在三臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行三次裝夾箕但。除了凈加工時(shí)間為5.7分鐘之外，每次卸夾、裝夾和在兩個(gè)頂尖之間定中心當(dāng)然還要花費(fèi)很多時(shí)間饰逝。而且制備起來非常煩瑣囊骆，因?yàn)楸仨殞ι拜喗M合包嚴(yán)格的分級，以避免出現(xiàn)磨削燒邊文浆。

圖4 開足馬力三班生產(chǎn)：兩臺(tái)Quickpoint機(jī)床附帶外部設(shè)置的上下料系統(tǒng)和內(nèi)部設(shè)置的龍門架筏匪，僅僅只需一名員工看管，這樣每年又可節(jié)約六位數(shù)的歐元成本升价。
　　“經(jīng)過市場調(diào)查慢俄，我們定位于高速磨削，尤其是勇克公司的Quickpoint工藝”窄悍，埃德加?邁耶爾先生回憶說：“在此之前妄结，我們對于使用CBN砂輪僅有很少的經(jīng)驗(yàn)。我對勇克公司的認(rèn)識(shí)來源于以前的一個(gè)項(xiàng)目屯远。在進(jìn)行機(jī)床現(xiàn)場驗(yàn)收時(shí)匾委，我已經(jīng)看了采用這種工藝磨削曲軸的機(jī)床∶ト螅”早在1995年赂乐，ZF公司就在哈特穆特?格羅斯曼先生—加工工藝/加工控制部主任的領(lǐng)導(dǎo)下，將Quickpoint項(xiàng)目列入到了車間規(guī)劃中咖气。

圖5 統(tǒng)一的黃藍(lán)色調(diào)：員工從外觀上看也比較特殊挨措，因?yàn)樗麑儆赒uickpoint機(jī)床組這個(gè)富有經(jīng)驗(yàn)的團(tuán)隊(duì)。
　　采用Quickpoint工藝磨削的基礎(chǔ)是在加工磨削區(qū)域上僅僅形成一個(gè)點(diǎn)大的磨削接觸崩溪。為此需采用只有幾毫米寬的浅役、高度耐磨的CBN或者金剛石磨具。通過磨具軸和工件水平軸之間的傾斜伶唯，形成一個(gè)后角觉既，借助于后角使得接觸區(qū)從一個(gè)線接觸縮減成為一個(gè)點(diǎn)接觸(參見圖片2)。
　　針對ZF公司的應(yīng)用領(lǐng)域乳幸，Quickpoint 5000/40機(jī)型被精選出來瞪讼，目的是能夠通過一次裝夾完成對外圓柱、端面和臺(tái)肩的磨削粹断。哈特穆特?格羅斯曼隨后在1996年多次攜帶了各種軸類來到了勇克公司殖祈，為了在測試機(jī)床上進(jìn)行一系列的測試:“這是一段對雙方來說都在學(xué)習(xí)、給予和索取的時(shí)間恼孩。剛開始我們預(yù)計(jì)要出現(xiàn)磨削燒邊的困難粮戈，但是這個(gè)問題我們很快就解決了。而且在加工時(shí)間這個(gè)環(huán)節(jié)上牙硫，我們也逐步接近了ZF公司的設(shè)想亭圆，將加工時(shí)間從5.7分鐘減少到3分鐘，相當(dāng)于節(jié)省了47%的時(shí)間。我們通過共同努力柏豆，設(shè)計(jì)了一個(gè)立足于批量生產(chǎn)的流程并實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的驗(yàn)收移交渣碌。
　　在此過程中，人們考慮到了Quickpoint工藝的特點(diǎn)摸进。因?yàn)樗徒M合打包磨削正好相反—它不是定位式磨削，而是一個(gè)進(jìn)給式磨削潘所，因而在圖紙上給出了“直線度這個(gè)數(shù)據(jù)概念挽晌，在此要求軸承座的外殼通體表面必須達(dá)到1.5μm這個(gè)過程安全值。
　　從一臺(tái)開始怠褐，到購置五臺(tái)
　　根據(jù)1997年年中進(jìn)行的談判畏梆，首臺(tái)機(jī)床應(yīng)當(dāng)在一年之后供貨。因?yàn)樵谶@此期間奈懒，用于不同開發(fā)階段的小批量的典型軸類零件需要磨削奠涌，勇克公司暫時(shí)提供自己的試驗(yàn)機(jī)床給ZF公司使用。對于這項(xiàng)服務(wù)磷杏，格羅斯曼先生至今仍予以高度的評價(jià)：“事先我給勇克公司打了電話并攜帶這些軸前去溜畅。在此期間他們已經(jīng)派人調(diào)整好了機(jī)床，使我能以最快的速度將這些軸交付給我們的用戶极祸。這使我感受到了伙伴式的合作慈格。盡管當(dāng)時(shí)我們?nèi)栽诳紤]第二家供貨商，但是因?yàn)樗麄冊诠に嚿喜荒芡耆珜?shí)現(xiàn)自己的承諾遥金，所以我們更加堅(jiān)定了選擇勇克公司的決心浴捆。”
　　加工流程只有在機(jī)床制造廠家的精心照管下才能運(yùn)行稿械。首先选泻，CBN砂輪的磨削工作量達(dá)到了60,000根軸，同樣令人滿意的是寿宅，中間的修刀循環(huán)間隔為每50個(gè)工件一次洒唇，而且磨削速度達(dá)到了100 m/s。但隨著加工工件數(shù)量的不斷增加卫糙，機(jī)床的生產(chǎn)能力很快就出現(xiàn)了局限性夯榛，所以ZF公司又購置了第二臺(tái)機(jī)床。為此慢荧，在節(jié)約工資成本方面也出現(xiàn)了可以挖掘的潛力杯岩，因?yàn)閮膳_(tái)機(jī)床之間采用的龍門式上下料裝置和托板運(yùn)輸都可以由同一名工人來看管（參見圖片4）。借助于集成在機(jī)床上的在線測量儀器使得過程安全性得到了進(jìn)一步的提高松奖，使當(dāng)前的機(jī)床加工能力數(shù)值cmk達(dá)到了1.67测脯。
　　隨著6檔位變速箱的生產(chǎn)，又出現(xiàn)了新的生產(chǎn)能力的需求。現(xiàn)在荐多，已經(jīng)有5臺(tái)Quickpoint機(jī)床開足三班生產(chǎn)假刘，以確保穩(wěn)定地向裝配線提供所需的主軸和中間軸。柔性和生產(chǎn)材料的可供貨性對于一個(gè)汽車行業(yè)供應(yīng)商是至高無上的原則候殿。為了滿足第一個(gè)觀點(diǎn)（柔性）判哥，迅捷的機(jī)床制備能力是必不可少的〉锟迹“有一次向我們向法國同事展示了這些機(jī)床塌计，他們對于這么快速的機(jī)床制備時(shí)間感到非常吃驚。從開始制備到生產(chǎn)出第一個(gè)合格零件侯谁，僅僅需要半個(gè)小時(shí)”锌仅，格羅斯曼先生說∏郊“回頭想想热芹，若采用傳統(tǒng)機(jī)床，在這段時(shí)間里我們還在配置磨具包呢惨撇，因?yàn)閾Q一次加工型號有可能就需要一個(gè)班次的時(shí)間伊脓。”

圖6 綠色的軸: 即使是在制備之后磨削的第一根軸魁衙，也同樣處于嚴(yán)格有求的公差范圍之內(nèi)丽旅。
　　當(dāng)然，訓(xùn)練有素的操作也是一個(gè)重要因素纺棺，當(dāng)今榄笙，“勇克班組”里的員工都是最富經(jīng)驗(yàn)的(參見圖片5)。經(jīng)過在勇克公司本部最初一周的培訓(xùn)之后助苫，該操作團(tuán)隊(duì)就已經(jīng)基本掌握了操作要領(lǐng)晶聂。至今假如需要新的建議，勇克公司還會(huì)派人前來勃蘭登堡現(xiàn)場問詢解決条馍。如果涉及到機(jī)床的可使用性顶恍，格羅斯曼建議找維修部門的同事。在進(jìn)行擴(kuò)大投資時(shí)寓鳄，人們會(huì)找到他們蔼处，以借鑒他們的工作經(jīng)驗(yàn)。如果他們說“對不起跛孕，我對此不太明白”并不是對自己欠缺的素質(zhì)的坦白铭能，而是一個(gè)證明：勇克機(jī)床幾乎不需要維修工。
　　采用KVP技術(shù)再節(jié)省20%
　　最后添置的兩臺(tái)機(jī)床出自最新的研發(fā)階段舟鲁。借助砂輪方面的進(jìn)一步開發(fā)励螺，由勇克公司本部自行制造的Jukomet-HSC高速磨削主軸已經(jīng)達(dá)到了140m/s的磨削速度串锁。修刀循環(huán)間隔也達(dá)到了120個(gè)工件，這個(gè)改進(jìn)也使機(jī)床的工作時(shí)間顯著提高糊探。低耗油量的潤滑系統(tǒng)又將油通量從每分鐘200升降到每分鐘60升钾埂。在Quickpoint機(jī)床上，工件儲(chǔ)備能力和工藝安全性也已經(jīng)如此之高科平，使得該機(jī)床可以在數(shù)小時(shí)的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行無人看管運(yùn)行褥紫，而且生產(chǎn)的廢品率幾乎為零。
　　下一步瞪慧，勇克的所有機(jī)床都會(huì)配備操作面板Operator-Panel髓考。其全新的人機(jī)對話界面擁有不依賴于控制系統(tǒng)的統(tǒng)一操作界面。通過這個(gè)界面汞贸，操作人員可以在重復(fù)安全性得到保障的前提下控制機(jī)床和所有機(jī)組及輔助設(shè)施。
　　盡管如此印机，機(jī)床當(dāng)然還存在需要改進(jìn)的地方矢腻，對此勇克的邁耶爾先生指出：“比如對于抽檢測量，目前我們必須在加工之后將零件從機(jī)床中取出射赛，以便我們既可以在機(jī)床上進(jìn)行SPC測量(參見圖片6),也可以在精密檢測室中進(jìn)行基準(zhǔn)值的測量多柑。而剛?cè)〕龅倪@些工件會(huì)濕淋淋的沾滿油，這對于員工來說是很不舒服的楣责，而且工作場地也會(huì)被磨削油弄臟平俘。所以解決辦法可能是在機(jī)床內(nèi)設(shè)置一個(gè)集成的離心機(jī)裝置，在這里將軸夾持在兩個(gè)頂尖之間并使之短時(shí)間被驅(qū)動(dòng)玻温『锘恚”這樣的挑戰(zhàn)對于諾特拉赫市的這些愛鉆研的人來說應(yīng)當(dāng)沒有問題。這樣级闭，在不遠(yuǎn)的將來我們就又可以看到黃藍(lán)相間的機(jī)床攜帶其最新的優(yōu)化方案在磨削加工領(lǐng)域一展身手了悲碰。
　　用戶簡介
　　位于德國腓特烈港的ZF股份公司是世界上最大的傳動(dòng)系統(tǒng)和車輛技術(shù)的獨(dú)立供貨商。在2001年本洁，公司以55,700名員工創(chuàng)造了91億歐元的年銷售額泻磅。接著在2001年10月1日兼并曼內(nèi)斯曼-薩克斯公司，現(xiàn)在更名為ZF薩克斯股份公司搔片。該公司分為6大業(yè)務(wù)領(lǐng)域：載重車和特殊驅(qū)動(dòng)技術(shù)煞松；加工機(jī)床-驅(qū)動(dòng)；軸類系統(tǒng)脸缆；驅(qū)動(dòng)和汽車構(gòu)件芳争；轉(zhuǎn)向技術(shù)；乘用轎車底盤以及驅(qū)動(dòng)技術(shù)别粮。為此隐锭，1991年6月1日窃躲，勃蘭登堡變速箱工廠也被兼并到了ZF公司的乘用汽車驅(qū)動(dòng)技術(shù)門下。
　　在勃蘭登堡市大約有1000名員工忙碌于生產(chǎn)乘用轎車手動(dòng)變速箱钦睡，同步器和各種用于和ZF薩爾布呂肯公司配套的汽車變速箱構(gòu)件蒂窒。上一年度，勃蘭登堡工廠創(chuàng)造了1,93億歐元的銷售額荞怒。該廠已經(jīng)通過了IS0/TS認(rèn)證洒琢，產(chǎn)品達(dá)到了德國汽車制造商認(rèn)可是VDA 6.1和美國汽車制造商認(rèn)可的QS 9000之間的協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)。ZF變速箱有限責(zé)任公司勃蘭登堡工廠14770 勃蘭登堡/哈韋爾河畔褐桌。

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