埃马克VTC 315 DS 车磨组合机床 – 加工轴类件的多能手

10/26/2007 - Oliver Hagenlocher

埃马克将在世界机床设备展览会上展示VTC 315 DS型轴类件硬加工机床。埃马克首次在倒置式机床上实现了轴类件的端面组合加工:CBN磨削,硬车和螺旋车削。


此机床为用户带来的优点是显而易见的。以前用户选购机床时,往往只能选择一种加工工艺,而VTC 315 DS型机床却让用户可以利用多种最佳工艺来加工工件。埃马克萨拉赫机床有限公司主管磨削技术的经理古多.黑格纳博士 (Guido Hegener) 在介绍这台组合机床的加工多样性时说: "我们的一贯宗旨就是坚定不移的走组合加工之路。一般来说我们的用户希望在一台机床上加工不同的工件。为满足用户的这类需要,我们可根据用户不同的加工给他提供最佳生产工艺"。VTC 315 DS组合机床特别适合优质高级强化工件的大中批量加工:如传动轴,转子轴,泵轴,电机轴和万向轴。加工不同的轴时应相应选择不同的加工工艺。结实稳定的工件可以采用螺旋车削工艺加工,而单薄易扭曲的工件则采用磨削工艺加工。"由此我们能够根据生产要求选择特定的加工方法与之适应,非常灵活",古多.黑格纳博士解释说。该机床可以作为完整的磨床或车床使用,也可以作为组合机床使用。在选择生产工艺时,除了考虑机床的加工节拍外,也应该考虑刀具费用。虽然CBN砂轮的价格很高,但硬车和螺旋车削时的单件刀具成本一般会超过磨削时的刀具成本。所以在决定应用哪种生产工艺时,应该具体情况具体分析。

不同工件选择不同的工艺模块
在研发VTC系列时,研发人员已充分考虑到该系列未来的可持续发展。当加工内容有变时,用户可以非常简单地为机床配置新的生产工艺,适应能力很强。以下是我们能为用户提供的工艺模块:

  • 软车
  • 铣 (盘式铣刀)
  • 滚齿
  • 硬车
  • 螺旋车削
  • 磨削 / 联动磨削
  • 非园车削

由于以上工艺可以通过不同组合集成在一台机床上,从而保证了机床的柔性,扩大了机床的应用范围。

VTC系列 组成的生产线
VTC 315 DS系列最适合工件的复杂加工: 不管是铁屑量大的车铣加工还是磨削加工,VTC系列几乎可以集成所有的生产工艺,所以能够构成软硬加工的复杂生产线。在该机床平台上已经实现了车、铣、钻、镗、磨及滚齿等技术的应用,适用范围很广。 "我们已经向用户提供了全由VTC系列组成的生产线,用于曲轴的软加工。VTC系列的机床几乎可以实现所有加工",负责轴类件加工机床制造的生产组长马库斯.佛意奇在介绍VTC系列的生产线方案时解释说。另外备件库存需求量和操作的一致性也是用户选购机床时会考虑的关键因素。而由不同的VTC机床通过配置不同的生产工艺而联机组成的生产线大大减少了备件库存的需求,因为这些不同的VTC机床有80%的零部件是通用的,在匹配不同的加工时只需更换工艺模块就可以了。

通过工艺集成进行组合加工
VTC 315 DS型机床既能融合车削工艺又能融合磨削工艺。一般通过刀塔上配置的刀具进行车削,然后在第二个工位进行磨削。所以该机床能一次装夹对轴类件进行组合加工:如加工主轴颈、轴肩并切槽。"在加工一些高级强化零部件时装夹误差带来的质量影响是非常大的。和多次装夹加工相比一次装夹组合加工的圆跳动误差会大幅降低", 古多.黑格纳博士在评价组合机床的质量时说。为了尽量减少因换刀而引起的停机时间,机床配置了车削需要的姐妹刀。由于砂轮的寿命很长,所以换砂轮的时间几乎可以忽略不计。

VTC 315 DS型组合机床的结构

VTC 315 DS型组合机床的结构坚固而结实,其床身由高级矿物料浇铸而成。矿物料床身和灰铸铁床身相比减振效果优秀8倍,所以在进行磨削和硬车这类硬加工时显然是更佳的材料选择。正由于该机床出色的减振效果,所以刀具寿命长,工件的表面光洁度高。通过机床的立式结构,落屑非常理想,不再需要手工清理铁屑。这一优点在软加工领域体现得更为突出,因为软加工时往往会产生大量的铁屑。在占地面积需求上倒置式机床也体现出了有目共睹的优点。卧式加工机床的工件头架和尾架是水平布置的,所以机床结构会横向拉长,占用较多的厂房面积 - 立式机床则不然,它的结构一般是在竖直方向朝上延伸,不会多占用宝贵的厂房面积。VTC 315 DS型机床的上下料通过刀塔实现。安装在刀塔上的机械手在毛坯件储存区抓取毛坯,然后输送到夹紧工位。工件加工完毕后再经原路被送出下料。通过这种设计使机床实现了自行上下料。另外机床配置了大规格部件,比如配置的工件主轴持久扭矩达到330 Nm,磨削主轴的驱动功率高达30 kW,功率余量足够,从而也能实现重型切削。另外机床配置了西门子840 D控制系统和埃马克的磨削循环,大大简化了编程和操作。  

VTC 315 DS型组合机床的优点概述:

  • 一机内融合了所有硬加工工艺:CBN磨削,硬车和螺旋车削
  • 集成在内的上下料系统: 埃马克研发的刀塔自行完成上下料,减少了自动输送系统和外围设备费用。毛坯件和成品件的储存器属于机床的组成部分已集成在内。
  • 可行走的尾架和中心架由CNC控制,减少了装备和换装时间。
  • 对轴类件进行组合加工,从而消除了装夹误差
  • 机床采用立式结构,落屑理想,避免了铁屑呈鸟巢状堆积。
  • 基于机床的立式设计,而且结构紧凑,所以占地面积小
  • 机床的部件很容易接近,操作方便,所以装备和换装时间短

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