新的加工方案对传统的生产战略进行了一次革命

03/10/2010 - Oliver Hagenlocher

一机内组合不同工艺是挖掘合理化潜力的一剂良方, 然而如果加工中能剔除一些工艺,也不失为良策。后者虽然不一定能减少加工时间,但却能将投资减少一半。然而人们不禁要问:工艺又如何能剔除呢?对此KOEPFER 滚齿机有限公司的泵齿轮和齿轮加工案例给我们提供了一个完美的答案。


生产工序全自动化是提高机床利用率和生产效率的有效途径。然而由于工件品种繁多,要找到既适合多品种、又适合各种加工批量的两全其美的解决方案,往往需要庞大的投资。液压机组齿轮泵和减速齿轮传动机构蜗杆的加工也毫不例外。到目前为止,泵齿轮的加工过程是:先对棒材毛坯进行车削,再在滚齿机上滚齿加工,然后采用剃齿机剃齿。由于齿轮经过渗碳硬化处理后会变形,所以最终还要对轴承座进行磨削加工。如今这种典型的齿轮生产步骤可能将成为历史。

变向思维,探寻加工新途径
机床的柔性要大,换装要快,反映要迅速,加工时上下料过程要尽量少,这是变速器制造商多年来坚持不懈追求的目标。出于成本考虑,许多变速器制造商都愿意选择新的生产途径。埃马克集团KOEPFER滚齿机厂的销售部长Armin Wacker先生对用户的这种迫切心情深有体会:
“最近几年来,不断有液压机组和变速器领域的用户向我们询问,能否用精滚齿来替代粗滚齿和剃齿加工?能否在一机内完成二道滚齿的硬加工?用户的这个提问来自世界各地,而问得最多的是意大利、东欧和印度用户,德国用户在这一点上还相对保守“。
其实较长一段时间以来,在一机内组合车、滚齿、清洗和测量的组合技术已时有出现,趋势也日益明显。这种组合机床的优点一目了然:既省成本,又省空间。当然要走加工新途径的想法往往是在需投资购买新机床时产生的,也就是说当原有的滚齿机、剃齿机或磨床已使用了很长时间,需要更新换代时用户才会考虑新的加工战略。一台滚齿组合机床显然要比两台单机(剃齿和滚齿)便宜很多,而一台磨床加一台滚齿机的费用甚至是滚齿组合机费用的四倍。除了投资优势外,在一台机床上完成所有加工,还可以减少一半的占地面积和操作工数量。由于各行各业的竞争日趋激烈,寻求节约成本的生产新路已成为零件制造商迫不得已之举,因为只有这样他们才能在激烈的竞争中立于不败之地。而探索工艺可靠、质量稳定的新加工战略的重任理所当然地落到了机床制造商身上。

全新加工概念下的高精密性和质量稳定性
迄今为止,剃齿工序一直是所有泵制造商无法避免的一道工序,而KOEPFER公司最近为意大利一个知名用户提供的滚齿机却完全省却了剃齿工艺。这是一家液压泵制造商,他采用KOEPFER公司K 300型全自动通用滚齿机后,可在一机上完成模数为4的泵齿轮的精密软加工,加工质量完全满足DIN 3960/-62标准质量等级6级的要求。
K 300高精密滚齿机的床身由高级矿物料浇铸而成,直性轴配置了滚动导轨,共有九个激活的CNC轴。它采用封闭式的框架结构,所以主轴和尾架在承受最大的夹紧力和切削力时仍能保持足够的刚性。另外滚齿头倾斜安装,落屑理想,所以既适合干加工,也适合湿加工。

引入硬加工工序后工件表面结构得到改观
引用新的生产战略之前必须要弄清楚的一个问题是新加工工艺的质量和可靠性。KORPFER为了帮助一家用户更改生产战略,投入了多年时间致力于研发和试验。这是一家变速电动机制造商,用户的愿望是要用其它工艺替代磨削工艺。如今我们已帮助用户了却心愿,新的生产战略已成功应用。
在这个加工案例中,要加工的蜗杆首先通过K 200 机床粗铣,然后对工件进行渗碳硬化处理,接着再采用 K 200 机床的剃滚齿技术对工件进行精加工。这个加工案例除了在一台机床上对工件进行组合加工外,还出其不意地收到了意外效果。由于剃滚齿加工后的工件表面结构和磨削表面有所不同,更改工艺后的工件表面居然改善了变速器的噪音性能。
该机床刚性极佳,并采用了优质涂层的实心硬质合金滚刀,所以加工非常精密。

趣闻点滴
采用剃滚齿技术加工泵零件已成为软精铣的替代技术:通过二道滚齿消除了因硬化处理后产生的变形,并改善了工件表面质量。采用KOEPFER滚齿机既可以对齿轮进行软加工,又可以对硬化处理后的工件进行剃滚齿加工,这时只需给机床附加选配自动定位传感器即可。

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