超常规的一机多功能集成

04/06/2011 - Oliver Hagenlocher

在进行小批量加工时,采用多功能机床具有明显的加工优势。由于是一次装夹加工,所以不仅提高了加工精度,也降低了加工的误差源。正因为一机多功能的这些优点,埃马克公司专门研发了可集成车、钻、镗、铣、磨和滚齿等工艺的VLC平台。此平台结构坚固,加工稳定,可加工的最大工件直径达1200 毫米。


VLC1200是该系列的大规格机床,主轴承载的夹具和工件总重可达3吨。此机床主要用于行星齿轮架和火车轮的组合加工,也可用于陶瓷制动盘的磨削加工。埃马克VLC系列不同规格机床可涵盖的卡盘直径分别是500/630/800 和1200mm。该机床采用自行上下料方案,并可按实际需求配置2至5个轴。
埃马克公司一贯追求的理念就是按用户需求提供量身定制的加工方案,这一理念充分体现在了埃马克为用户提供的众多个性化解决方案中。例如:按模块化理念设计的加工区既可配置用于重型切削、含动力刀具头的VDI 60型刀塔进行车钻镗加工,也可以集成铣轴加工端面直齿,或配置盘式刀塔和带Y轴的电主轴用于多功能加工;通过集成A轴和B轴可分别实现滚斜齿和磨斜槽加工;当机床侧重于车削加工时则可配置两个刀塔进行四轴联动加工。本多功能机床系列采用桥式结构,床身由高级矿物料浇铸而成。由于机床呈u形封闭式结构,所以机床的受力匀称,静态和动态刚性都极佳,从而能胜任高功率的切削和组合加工,而且工件的表面光洁度出色,刀具寿命长。当然恒定的质量离不开恒定的温度。VLC 系列采用了双回路的冷却机组,通过制冷机组对主轴电机、主轴套筒、刀塔、电气柜及床身进行液冷,以此来保证温度的恒定。
集成了电机和动力刀具系统的埃马克自制刀盘通体安装在床身内,刀塔内采用了锥面齿轮用于刀盘的抬起。刀具通过一对锥形轮直接驱动,因此动力刀具可安装在刀塔的任意一个位置。

机床的主轴采用免维护的直接驱动技术,摒弃了机械传递部件,所以不仅保证了更佳的表面光洁度,也保证了更高的定位精度。主轴的这一设计无疑更好地保证了工艺可靠性,因为和需要采用平衡元件来缓冲齿轮箱振动的齿轮箱主轴相比,直接驱动显示了不可逾越的优点。机床的重型切削则通过高扭矩和高功率保证:例如VLC 800型机床配置的电机功率为76kW,扭矩是4400牛米。当然,用户也可以根据实际需要配置其它型号的电机。

巨大的节能潜力
VLC 系列的个性化机床已完全超出切削范畴,而是根据不同需求量身定制的生产方案。采用VLC系列进行高频感应淬火或压装轴承套便是典型的个性化生产方案例子,下面我们可以通过具体实例看出组合加工的巨大优势:这个实例中的加工批量是20个工件,工件需经过两次车削、滚齿、感应淬火和钻磨加工。采用“单机工艺”加工时,工件通过每台机床加工的时间约需1.5小时,加工20个工件需要的、含非机加工在内的总时间为170小时;采用“多工艺集成机床”加工时,每个工件的加工总时间为1.5小时,含非机加工时间在内的20个工件加工的总时间是35小时。从这个实例中不难看出,通过工艺集成的组合加工也可以大幅度减少装备时间。采用以前的老工艺时,需要装备三台或四台机床,采用VLC系列加工时,则只需装备一台机床即可。另外(装备的)准备工作可以和主加工同时进行,工件尚在机床内加工时,操作工并可将加工下一个工件的刀具更换到刀库内。刀库内可存放的单一刀具的最大重量为 60 kg。除了这些优点外,“多工艺集成机床”在占地面积及不同工序之间存放工件所需的位置方面都显示出了不可低估的优势。工艺集成的最后一个优点就是工件物流的成本低。传统加工方法中,需将工件从一台机床运送到下一台机床,然后再夹紧加工,采用VLC 1200机床加工时,只须装夹一次就能全套组合加工。

纵观全局可以得出以下结论:
采用VLC 系列能大幅度缩短工件加工通过时间,换装时间短,所以大大降低了投资和人工费用。由于消除了换装的装夹误差,并配置了在线测量,所以进一步提高了加工精度和质量。采用此系列机床能使用户对市场波动做出更迅速更灵活的反应。

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