小小滚铣头创造了极致精密

03/04/2009 - Oliver Hagenlocher

到目前为止,在模数为0.3 至3 mm 之间的齿轮生产领域,尚无法在一台滚齿机上生产出所有的轮廓形状。 然而Koepfer公司凭借新研发的滚铣头和相应的软件成功地将软铣 (轴向、径向和切向铣削) 和硬加工在一机上完美结合,并且将加工质量提高了数倍。


蜗杆驱动内的十字交叉轴结构可以在相对小的空间内传递较大的力,这是世人皆知的常识,然而最近几年德国研发人员似乎已将这个常识忘到了九霄云外。 所以三年前是由亚洲市场,主要是减速齿轮传动机构的制造商提出了要采用滚齿机生产蜗杆和进行硬刮齿的要求。座落在菲林根-施魏林根(Villingen-Schwenningen)的Kopfer公司负责人当时面对客户提出的要求有两个选择: 一是以大型K 300滚齿机为基础研发一台新机床;二是在工艺可靠技术成熟的K 200型滚齿机上添加功能来满足要求。选择的结果是一台配置了最新通用可偏移滚铣头的K 200型滚齿机应运而生。这一通用可偏移滚铣头的功能强大,结构紧凑,专为圆柱齿轮的滚齿和单头及多头蜗杆的铣削加工而设计。正由于结构紧凑,所以滚铣头能够摆动到尾架下面加工蜗杆的轮廓。 Kopefer公司销售和营销部长Armin Wacker先生表示,这一技术亮点的最大收益者是减速齿轮传动机构的制造商及其供货商,以及汽车工业的供货商。“借助新的K 200我们为滚齿机创造了全新的应用领域,大幅拓展了滚齿机的应用范围。 借助新滚齿机我们能够对蜗杆进行铣削加工,这是一个对该领域制造商来说非常关注也极感兴趣的新认识。配置的新驱动技术更是让新滚齿机如虎添翼,创造出了以前只能通过磨削加工才能达到的极致精密和卓越品质。 正由于K 200滚齿机加工的高度精密性,所以它对安全件加工领域以及航空航天业都具有强大的吸引力“。显然高精密滚齿在此起到了决定性作用。众所周知到目前为止带十字交叉轴的蜗杆驱动机构一般都是通过浸渍法生产的。虽然采用传统滚齿机也能加工蜗杆,但无法满足高精度。 而航空航天领域的零件,如用于调整飞机着陆襟翼的驱动机构,必须满足DIN 7 或 DIN 6 的精度要求。K 200型滚齿机之所以能获得如此精密的加工精度,是因为它能实现切向铣削;能配置专用刀具;最后还拥有专为此研发的软件。 由Koepfer公司研发的软件采用对话式编程界面,操作简单,即使是没有相应素质的技术人员也能很快掌握编程技巧。

旺盛的市场需求
期间欧州工程师也认识到了带十字交叉轴蜗杆传动的优点,蜗杆传动得到了广泛而普遍的使用。 企业经济界的观察家认为这是势在必行。使用 K 200加工蜗杆时,先对蜗杆进行软铣,然后在同一机床内进行硬刮齿,甚至硬滚齿以省却磨削工序。 也就是说工件先硬化处理达到54 HRC 的硬度,然后在硬化材料上铣削。 这种方法的优点是可以达到最佳质量。 K 200之所以能成为一台高效经济的机床,是和不断研发、不断优化分不开的。 另外我们也可以看到市场的需求正朝着蜗杆硬加工的方向飞速发展, 七年前对这种蜗杆加工方式的需求还只占整个市场需求的百分之一,如今这个比例已上升到百分之四十到五十。 如今汽车工业在车窗升降器、汽车座椅调整和汽车天窗的辅助传动机构中都采用了十字交叉轴的设计。 目前菲林根-施魏林根厂里的十台K 200型机床中有八台是配置了通用滚铣头的,而且即便是来料加工企业也已经被这一机床方案所折服。

批量达到30至50后就可以采用工件自动输送系统

K 200型滚齿机主要为最大模数3 mm、最大直径和长度分别是120 mm 和300 mm 的工件而设计。
但是 K 200型机床的最大加工直径可以拓展到157 mm ,转速也可以根据需求达到更高,但这只是个别加工案例,需和用户对话后共同确定。 同样工件自动输送系统也不例外,须由用户共同参与确定。 虽然这类工件每年的平均批量不会超过4000至5000件,然而几乎所有的K 200机床都配置了Koepfer 公司的工件自动输送系统。 不管是带V形卡钳的高架机械手,还是 “斜面”或工件存储带;不管是带多条工件进料滚道的多路分配器还是长时循环储料器,已交货的机床中有百分之九十八的机床配置了其中的一个工件输送系统。 更令人注目的现象是业内其它企业也在瞄准并采用Kopfer 公司众多的工件输送系统。 当加工时间在一至两分钟内时,那么从30个批量开始、最迟从50个批量起,配置工件输送系统就是很经济的加工方案。
在这台滚齿机中Kopfer公司一如既往采用了封闭式的框架结构,并使用技术完善久经考验、由高级聚酯材料浇铸而成的床身,机床配置了至少八个CNC轴 (其中一个用于高架机械手)。 和U形结构的立式机床不同,这种封闭式的受力结构避免了动力尾架主轴在夹紧力和切削力达到最大时产生的弯曲。 机床配置的BWO控制系统,听起来可能还有点陌生,却深受专家肯定和推崇。 控制系统带触摸式控制屏,并有内置的容量为1兆的程序存储器。

旁闻一二
销售和营销部长Armin Wacker先生说:
还在几年前,研发新的滚铣头几乎是闻所未闻的新鲜事,因为那时根本就没有这种需求。 而如今大约80%的K 200滚齿机都配置了可偏移滚铣头"

趣闻点滴
Koepfer公司专门为那些拥有老式滚齿机的用户提供斜角滚头来拓展老机床的加工能力。斜角滚头可作为连接器连接可偏移滚铣头,从而达到了铣削单头或多头蜗杆的目的。
 
K 200 型滚齿机主要优点如下:

  • 配置了通用可偏移滚铣头所以应用领域广。机床的柔性高,因而能完成不同轮廓和不同工艺的加工:如切向铣削,径向铣削,软精加工,软粗加工以及硬精加工等。
  • Koepfer公司提供的对话引导式编程方法简单,所以哪怕是没有相应素质的技术人员也能很快掌握编程方法。
  • 加工精度高,所以K 200型滚齿机也非常适合加工安全件和航空航天领域零件。
  • 机床柔性大,可以完全根据用户需要配置工件自动输送系统。
  • 能毫不费力地集成到生产单元内 (如滚齿,清洗,测量,然后无损坏性地放置工件)。

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