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精密滚动轴承生产从埃马克机床受益的原因
发布时间：2021-2-2
滚动轴承对于多种机械装置和传动齿轮箱不可或缺：环形结构有助于滚动并同时减少摩擦。但在制造滚动轴承时必须达到微米级的超高精度——这便是总部位于巴伐利亚州附近菲尔特的Interprecise Donath GmbH 公司的生产任务。在过去 30 多年中，该公司致力于制造例如用于机械装置和传动齿轮箱的高精密滚动轴承。规划、设计制造和生产全部都在公司“内部”完成。从 2017 年起便开始投入使用埃马克的 VL 系列倒立式车床。该系列机床配备上下料工件输送系统，可确保提高生产率，并同时保证在对轴承环等典型工件进行软硬加工时可以达到所需的工件质量。这家滚动轴承专业公司在使用这种生产解决方案的过程中积累了哪些经验？
Interprecise 公司共使用三台 VL 4 机床和一台 VL 6 机床。
前后对比：轴承环毛坯件在 VL 机床上先进行软加工，然后进行硬加工。
滚动轴承在哪里用不到呢？你可能会问这个问题，因为这种工件被应用在多种机械装置、传动齿轮箱以及车辆中。它们大多安装在轴或车桥上，用于引导或传输载荷，它们也减少摩擦，因此可以降低驱动装置的能耗。在此背景下，滚动轴承生产背后的挑战即显而易见：制造公差必须达到微米级范围要求，而 Interprecise Donath GmbH 公司的滚动轴承专家们能够保证这一点。这家位于巴伐利亚州的公司共有约 140 名员工，营业额近2,700 万欧元，专门服务于一个特殊的“高品质细分市场”，正如总经理Christian Witte 所强调的那样：“我们专注的是一个特殊的应用领域，这里的客户只需要小批量产品，件数从 1 件到 2,000 件不等。可以说是这是一个不允许采用无人值守批量生产工艺的高精度市场领域。相反，我们在这里采用的是一对一操作方法：熟练的专业操作人员必须监控机床中的加工流程，并使用测量技术持续检查各个工件的最终质量。对于我们来说，允许的误差范围是零。”
轴承环的后测量：在轴承环的加工过程中，必须达到微米级的超高精度。
整个工艺流程中一项极大的优势便是循环运行的输送带及工件存储器。由此，机床可以在无人值守的情况下运行。
另外，Interprecise 公司在市场中对自己的定位是极其快速和灵活的供应商。公司会快速、直接地回答对于滚动轴承的任何询问。技术图纸的设计实施也以最快的速度开始。“在这个异常苛刻的技术领域内，我们以极短的响应时间和即时提供的全方位客户支持来赢得客户。”Witte 强调说。而这正是最终帮助公司走上持续增长道路的关键所在：在过去的 13 年中，员工人数便增长了三倍。2007 年是公司历史上极其重要的一年，这家专业公司首次推出自己的品牌“iDC”，从此为自家的滚动轴承质量成为一个响亮的名称。但大约在三年前，良好、积极的发展势头给Interprecise 公司的规划者们带来一个核心的问题：如何才能以尽可能高的成本效益生产越来越多不断变化的工件类型和系列产品，同时又不影响精密度和工艺可靠性？最后的答案正是埃马克倒立式上下料机床，正如Witte 所说的那样：“我最初在我们的一名客户那里看到了这种解决方案。我发现，这款机床可以通过工作主轴自行上料，这种部分自动化运行的方式非常适合我们的任务。这套解决方案甚至能帮助我们在批量极小的情况下提高生产率，因为只需要一名操作人员就可以轻松管理多台机床。这最终意味着：在员工数量不变的情况下，我们可以生产更多的产品。”因此，Interprecise 公司在 2017 年先投资购买两台 VL 4 倒立式上下料车床，一年后又投资购买另一台 VL 4 机床以及一台 VL 6 机床（可用于加工稍大型的工件）。例如，滚动轴承的内环和外环可在四台埃马克机床上完成软硬加工。但在 VL 机床上，总共可以加工多达 50 种不同的工件。批次的件数在 50 到 500 件之间。因此，公司的专家们一周内大约需要将四台立式上下料车床重新调整三次。
除了轴承环之外，在埃马克的 VL 4 和 VL 6 机床上还可以加工其他多种
工件。
埃马克解决方案可以降低单件成本
负责生产计划和管控的 Daniel Braun 解释说，Interprecise 对此解决方案非常满意。“机床能在无人值守的情况下平稳运行，因此我们最终能够将单件成本降低大约 15％。我们的整个生产过程都收益于机床设计。”整个过程非常简单：操作人员将工件放在循环运行的输送带上的一个料盘，完成加工后再将从这里将工件取出。输送带同时也用作集成的工件存储器，机床可以长时间无人值守地持续进行生产，此时机床加工区内会进行高效的加工过程：上下料主轴从 V 形架上抓取工件，并将它高速运送到集成有 12 刀位刀塔的加工区内进行加工。行程短也意味着换装时间短。加工完第一面（并通过输送带将其送到加工区外）之后，操作人员只需要对机床进行少量调整。然后，他只需要简单地将已翻转的工件重新放回输送带上以加工第二面即可。在此过程中，位于加工区和上下料工位之间的集成测量工位起到一个非常重要的作用：在上下料之前会对工件进行测量。根据测量结果，机床会自行进行调整，以补偿刀具磨损，保证了并轴承环高精度生产必不可少的高重复性。
加工新型工件时，很快就能完成机床的调试工作。
重点关注灵活性
VL 机床的整体设计对于确保精密性和经济性同样重要。机床床身采用聚合物混凝土 MINERALIT®制成，可减少铣削过程中的振动，使刀具使用寿命更长、表面光洁度更高。此外，主轴通过一个十字滑台固定在正面，因此可以在 X 轴和 Z 轴上动态移动。此外，加工区和刀塔易于接近，这也为操作人员带来诸多益处。在此基础上，可以在很短时间内为倒立式车床换装。“这对我们来说是一个非常重要的因素，”Braun 说，“毕竟，我们凭借快速响应和交货时间短而赢得市场，而这最终取决于与相关订单的生产灵活性。因此，我们必须非常快速、简单地完成机床的换装。埃马克解决方案绝对能够实现这一点。”
重点关注灵活性：在埃马克机床上可以加工 多达50 种不同种类的工件。
埃马克机床是生产的重要基础
最后的问题是，滚动轴承技术目前的发展趋势如何，这又在多大程度上为生产解决方案带来挑战？在这一方面，Daniel Braun 提到普遍增长的质量要求——例如大量使用 Interprecise 滚动轴承的机械制造领域：“以‘印刷机’为例。很显然，市场对于最终印刷质量的要求不断提高，这在很大程度上取决于所使用机器的运动机构是否精密。而滚动轴承则会起到一个决定性的作用。它们必须被制造得精密并且高度耐磨损。这也正是我们凭借我们的研发和生产知识正在努力实现的。在许多其他应用领域内，我们也观察到同样的趋势。因此，埃马克机床会成为一个重要的生产基础。我们处于非常有利的地位，我们有能力迎接这一挑战。”
团队合作确保最高的精密度（左起）：Interprecise 公司总经理 Christian
Witte、埃马克销售工程师 Michael Gumbel 以及 Interprecise 公司的
Daniel Braun 和 Adam Smuda。