11/07/2022 - Oliver Hagenlocher - Press

VSC 400 PS 确保高效生产: 完美融合刮削和车削的复杂制齿解决方案

对于制齿生产领域的许多用户来说,刮削正在变得越来越有吸引力。原因在于:这种工艺流程的速度比插齿更快,灵活性也比滚齿和拉削更高。但问题在于,在过去多年中,业界普遍认为这种工艺流程过于复杂。在此背景下,埃马克最新的研发成果将成为一款“改变游戏规则的产品”:VSC 400 PS 机床一方面降低刮削难度,因为操作人员只需要输入少量参数就能使用这种工艺流程,而不再需要成为制齿专家。另一方面,VSC 400 PS 最多可以装备四把刮削刀具和六把车刀。因此,用户只需要一次装夹就能快速可靠地生产复杂工件。那么,这一概念在哪些方面能够展现出特别的优势呢?


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内齿和外齿加工的用途十分广泛,例如在电动汽车中、在所有行星齿轮箱中或液压系统领域内、在齿轮部件及许多齿轮中都必不可少。然而,生产规划人员的任务并不简单:在哪一种情况下应该采用哪一种工艺流程?根据工件类型,可以选择例如插齿工艺,但这种工艺速度相当慢。而滚齿工艺则要求工件具有较长的齿形出口,并且不能用于内齿加工。采用拉削工艺时,无法实现干涉轮廓。“在这种情况下,刮削通常是最好的解决方案——尤其是对于内齿加工来说。”埃马克机械制造有限公司技术研发部门主管 Daniel Nille 解释说,“这种方法明显快于插齿,而且与滚齿相比,也不需要那么长的齿形出口。”

最多可以使用四种不同的刮削刀具

这家来自德国南部的机床制造企业采用刮削工艺已有十多年的历史,如今有许多客户都非常信赖埃马克的解决方案。目前,埃马克的专家们正在引入一个决定性的技术步骤:新款 VSC 400 PS 刮削机床不仅将刮削与车削工艺相结合,而且还可以在两个主轴上容纳多达四种不同的刮削刀具。不仅如此,甚至还可以装备最多六把车刀。这种设计可以为每一名用户带来巨大的优势;而且,通过这种组合也能实现不同的工序类型:

  • 例如,可以在一次装夹中先进行粗加工(比如使用可转位刀片),随后再进行精加工(比如使用硬金属刀具),所有工序都可以在一台机床中快速、连续地完成。由此,用户不仅能降低投资成本,而且能最大限度地缩短工件的总加工时间。  
  • 或者,也可以使用配备两个主轴的机床,每个主轴上最多可装备两把刮削刀具,如此就能使用四把刀具加工四种不同的外齿和内齿。这里的极大优势还在于,在最终产品中,各个齿彼此之间的位置能完美配合。究其原因,是因为不需要改变装夹。这就是说,(在生产第二个齿之前)不需要测量第一个齿。
  • “预车削和刮削”这一组合同样十分高效。此时的工件也只需要一次装夹,这同样确保径跳等参数无误差,并且能将节拍时间缩到最短。

另外,用户还能从 VSC 400 PS 的一系列技术细节中受益:这款机床专为直径不超过 340 mm、高度不超过 420 mm 的工件设计。主轴和铣削主轴中的直接驱动可确保切削过程中各条轴完美同步。B 轴的设计也非常刚性,因此,刮削过程中的轴交叉角,也就是在刮削过程中总是略微倾斜于工件布置的刀具的迎角,也可以在较大范围内变化。而正是由于这种倾斜状态,才使得切削加工成为可能。这里的典型值在 15 到 25 度之间,但埃马克实际上已经实现大约 45 度角的刮削过程。每一次切入时都会去除少量材料——整个过程既快速又精确。此外,埃马克机械制造的典型质量特征也得到回报。对称结构可以保证封闭的受力状态,并进一步提高工件精度。另外,静压导向套也能进一步减振。这样就能达到显著延长刀具使用寿命等目标。

保证操作简单是核心

机床的用户界面也十分重要,因为刮削是一个高要求的工艺流程,可能有多项设置参数,但埃马克机床却能在很大程度上免去这些参数的设置过程。“从一开始,我们的目标就是显著简化机床上的整个操作过程。”Nille 说,“事实上,操作人员现在几乎不需要深入学习整个工艺流程。他只需要输入所需的工件制齿参数值、刀具数据表中的参数值和切削参数即可;在这个方面,我们的直观操作界面能为他提供支持。其他工作全部由机床完成。机床会独立计算刮齿过程的整个加工程序。还有比这更简单的刮齿方法吗?”另外,也可以用同样简单的方式进行各种补偿——例如根据成品件的测量值进行补偿。在整个过程中,各种交互式图像和自动安全询问都能为操作人员提供帮助。

可以想象,将机床集成到物联网中应该也相当高效;埃马克拥有一套完整的生态系统,称为“EDNA”(代表 EMAG-DNA)。其核心是一台性能强大的工业 PC 机,它采用 EDNA Cortex 软件记录、汇总和分析数据。这样就能使用所谓的 Health Check 健康检查等功能。健康检查功能可通过对定期进行的振动测量进行分析,对机床状态进行评估,之后由多名专家对评估结果进行审查。埃马克专业知识与机器学习相结合,可以深入了解磨损状态。

用户可以降低投资成本

最后的问题是关于应用领域的问题:VSC 400 PS 可以在哪些领域展现其优势?“我们的机床原则上可以用于所有需要高品质内齿和外齿的应用场合,虽然我们的机床主要是为法兰类工件设计的,”Daniel Nille 强调说。一般来说:工件需要的车削工序或不同的刮削工艺越多,这套最多可装备四把制齿刀具和六把车刀的埃马克设计概念就越高效。它一方面有助于提高工件质量,比如因为各个齿彼此之间的位置可以完美对齐。另一方面,用户可以降低投资成本,并在一台机床上完成多道工序,比如可以在同一次装夹中直接为制成的齿去毛刺。使用 VSC 400 PS 实现上述加工完全不在话下。

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