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埃马克 VL 1 TWIN :大幅降低锥齿轮的单件成本
Sep 4, 2020  来源:埃马克机床(太仓)有限公司   作者:-

 

      乘用车领域的锥齿轮都是批量生产的。作为差速器的核心部件,供应商需要生产数百万个锥齿轮——这也就不足为奇了,因为每一个差速器中都有四个锥齿轮。此外,四轮驱动车辆(配备两个差速器)的数量也在增加。因此,锥齿轮的数量也随之增加,许多供应商也越来越重视这个工件的生产工艺。他们正在寻找新型机加工解决方案,以确保相当低的单件成本和一贯的高品质。埃马克为此研发的 VL 1 TWIN 双主轴上下料车床正是完美的解决方案: 这款车床能在同一个加工区内高速同时加工两个相同的锥齿轮。此外,还可通过机器人单元和回转工作台轻松上料。由此可将节拍缩短至 4.5 秒。四轮驱动汽车风头正劲。比如在德国,新注册登记的四轮驱动汽车比例目前已达到大约20%。在瑞典或瑞士等其他国家,这一比例甚至更高。

     目前这一发展趋势意味着锥齿轮的数量将急剧增加,这与汽车制造行业中的其他大批量部件一样,都面临着越来越大的成本压力。它的生产过程首先从复杂的锻造工艺开始,在锻造工艺中制造出锥齿轮工件特有的锥形齿。之后进行各种车削工艺: 通过这种方式制造出与齿相对的锥形面、锥形面上的小侧边、内孔及一个端面。根据制造商的个性化生产解决方案,可直接在最终的硬车过程中执行这些工艺,或者也可以先对每个工件进行软车,然后再硬车。“不管采用哪种方法,我们的目标都是以经济高效、快速并且无缺陷的方式大批量生产产品”,埃马克的技术销售经理 Daniele Loporchio 解释说,“这正是我们设计 VL 1 TWIN 的初衷。此款机床非常适合直径不超过 75 毫米的各种锥齿轮的软车和硬车。”

配备双主轴的 VL 1 TWIN 占地面积仅约五平方米

   

      节拍仅20秒这款上下料车削中心的基本原理起到决定性的作用。它配备两条上下料主轴(占空比为 40%时,可达到 9.9 kW/136 Nm),这两条主轴能以极高的速度同时加工两个相同的锥齿轮(OP10OP 10)。仅需五到六秒的时间,两根主轴就可以完成加工区的上下料。只需一次装夹,就可以在大约 25 40 秒(取决于工件尺寸和类型)的节拍内依次执行上述的加工步骤。同时平均换装时间不到六秒。一种特殊的夹紧解决方案可构成部件齿的“阴模”,并在整个过程中始终将其牢牢固定在适当的位置。此外,还可以使用 VL1 TWIN 对固体材料钻孔。锥齿轮的中心孔就是这样产生的。

     一方面,这台机床的整体设计可以在极短的时间内实现极高的产量。另一方面,研发人员可通过严格的成本控制显著降低每一条主轴的成本。这样也能进一步降低单件成本。同时关注工件质一系列典型的埃马克设备特性也确保了工件品质和工艺可靠性。例如 VL 1 TWIN 采用Mineralit? 制成的机床床身,可明显降低车削过程中的振动。低振动所带来的直接益处便是可以延长刀具使用寿命,从而降低刀具成本。主轴箱可以自主移动。这样,如果在更换可转位刀片后,就能对两个工件的直径和长度(X/Z 方向)单独进行补偿。另外,X 轴(包括线性测量系统)中的无磨损线性驱动装置也同样重要。其加速度高达 8 m/s2,并且具有极高的稳定精度。所有线性轴中均配备闭环滚珠导轨,由此可进一步提高精度。

 

VL 1 TWIN上以约 25 40 秒的节拍同时加工两个锥齿轮

       

       通过机器人为VL 1 TWIN上料埃马克以非常灵活的方式开发了锥形齿轮的实际生产任务,包括其工件输送系统和连接件在内的具体生产任务,而且还能根据客户要求进行调整。工件传输的基础是一体化的上下料工件输送系统。为提高产量,埃马克研发人员可将 VL 1TWIN 与性能强大的机器人单元和回转工作台组合。他们会根据工件形状精确地调整机械手。预先安装的工件堆垛器可简化运输以及上下料。通过这种方式,一方面可将节拍缩短至 4.5 秒,并且可以轻松构建单独的工艺流程。另一方面,还可以将测量、打标和清洁等其他工艺同时整合到同一节拍中。

      另外,还可以使用之前提到的机器人单元,或者使用埃马克的 TrackMotion 工件输送系统(OP 10-OP 10OP 10-OP 10)为两台 VL 1TWIN 上下料。在后一种情况下,由 TransLift(一个配备电动机械手的升降翻转滑台)从进料带上同时抓取毛坯件,并将它们运送到机床中。这样就可以快速连续地为两台机床上下料,不愧为一套性能强大的紧凑型四主轴解决方案。

      对电动汽车同样重要投资和生产成本低、节拍短、工艺可靠性高——在此基础上,机床制造商们已为锥齿轮生产任务做好理想的准备。“从传统内燃机到纯电动驱动器,差速齿轮对所有驱动器类型都非常重要。如果您希望使现在的生产系统现代化,并为不断增长的产量做好准备,那么您绝对应该关注一下这项技术”,Loporchio 最后强调说,“我们确信,VL 1 TWIN 是众多锥齿轮制造商的理想解决方案。”

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