中国汽车制造厂理念超前,率先使用由立式机床组成的轴类件生产线

07/25/2012 - Oliver Hagenlocher


中国汽车工业的发展汹涌澎湃,势头强劲。据预测,中国汽车工业的这种发展势头将一如既往,继续保持。 根据权威机构,全球四大会计师事务所之一的普华永道事务所 (PricewaterhouseCoopers) 估计,再过五年中国的汽车年产量将翻番,从现在的一千四百五十万辆提高到二千七百万辆。汽车工业的迅猛发展,给新建工厂的生产规划人员提出了巨大挑战。他们思考的首要问题是,如何能在新的生产基地迅速建立起一套适应复杂零件生产的高效生产流程? 而拥有全面技术的机床制造商考虑的是,能为这些用户提供哪些高效加工可能性?车磨技术专家——埃马克和中国长安公司最近的一个合作项目给这些问题提供了最佳答案。 这个合作项目要加工的核心零件是金属加工业公认的难题: 凸轮轴的加工。 长安公司将采用埃马克生产线对发动机的核心部件进行车、铣、 钻、磨的分级加工, 而且加工设备全部采用立式机床。这在凸轮轴加工领域是史无前例的伟大创举,长安公司慧眼识英雄,及时洞察到了这个创新工艺的优点。

“立式加工”在埃马克公司已有悠久历史。 这家座落在萨拉赫小镇的机床制造商在过去的几十年中已设计制造了无数以立式加工为原理的机床。 加工时,工件垂直夹紧,而刀具则布置在工件侧面。 加工时,机床的这种结构为落屑提供了理想条件,从而为稳定可靠加工创造了最佳条件。数十年来,埃马克凭借这一创新书写了一部部成功篇章。 由于全部采用立式机床组成的生产线对凸轮轴进行软硬加工是一种全新的生产方案和理念,所以长安发动机专家的选择无疑是突破常规, 迈出了创新的一步。 “实际上这个生产方案也带领我们进入了一个全新世界”, 埃马克萨拉赫机床有限公司总经理 Guido Hegner 博士介绍说, “诚然我们在立式车、钻、铣、磨领域具有丰富经验,然而对垂直夹紧的凸轮轴进行深钻孔,确实是难以想像的高难度加工, 因为钻深孔时,钻刀进入到工件内部的深度高达 320 毫米。 然而设计之初我们就已立下目标,一定要充分利用立式加工的优点, 让立式加工的优势体现在生产线的每一台机床上。“

埃马克工艺在实践中大显身手
此生产线六月份在重庆长安投产,到时有心人便不难看出,这确实是一个非同寻常的生产方案。此生产方案包含了两条几乎平行安装的、机型也类似的生产线,分别用于进气和排气凸轮轴的加工。轴类件的加工始于埃马克的两台 VTC 250 DUO 车削中心:一台车削中心用于凸轮轴的端面加工并完成所有车削任务; 第二台车削中心除完成前面提到过的深钻孔加工外,还完成钻径向油孔和铣打标面的加工。接下来凸轮轴通过两台 VTC 315 DS 磨削中心完成全部精加工:第一台磨削主轴颈,第二台磨削凸轮。这两台磨削中心的设计亮点是采用两个互相对置的砂轮对凸轮轴进行同时磨削,加工时砂轮的运行方向刚好相反,这样加工时产生的切削力被完全抵消。 这种设计的其他优点也十分明显:首先由于工件夹紧稳定,刚性好,所以磨削凸轮轴时可使用极高的进给速度;另外两个砂轮同时磨削,又进一步缩短了加工时间。


智能化的自动系统,高效的冷却方案

埃马克车磨生产线方案为配置高效智能的工件输送系统提供了条件。集成在车削中心内的上下料刀塔负责在机床内自动传输工件。磨削中心之间的工件输送则通过一个机械手完成。“另外我们为整线设计了一个高效冷却系统”,Hegener 博士补充说,“由于进排气生产线平行安装,距离很近,而且两条线的机床设计几乎相同,所以可以很好地共用切削液设备,因此我们为两条生产线总共才配置了两台切削液净化装置。”两条线的车削中心和磨削中心各共用一台切削液净化装置。这个高效解决方案,大大降低了投资成本。另外对凸轮轴进行全套加工,除了加工设备外,还需配置一系列的辅助设备,如探伤机、测量设备、清洗机和涂油机。前两者用于保证质量,后两者则用于处理凸轮轴,以让它满足装机状态。

最高的产能
两台车削中心、两台磨削设备、去毛刺抛光机、齿轮压装机各一台,再加上前面提到过的辅助设备,一根凸轮轴完成所有工序只需 69 秒的节拍时间。 也许有人会问,这么短的节拍又是如何实现的呢? ”当然要实现短的节拍,就需要多个因素的互相配合。我们采用两个对置砂轮进行同步磨削,已大大缩短了加工时间;四轴联动车削则是如虎添翼, 而工件上下料同时进行则是锦上添花。正是这些因素的互相交融,大幅度缩短了整线的非机加工时间“,Hegener 博士解释道。

出自一手的全套解决方案
总的来说,六月份投产后,长安公司将是这个解决方案的最大受益人。它不仅能保证生产的高效,还能保证零件的最高品质。另外立式加工设备在加工可靠性方面也更胜一筹。“关于这个加工方案的优势肯定很多”,Hegener 博士接着说,“然而促使中国决策者投资这个解决方案的还是埃马克公司在轴类件加工领域的整体技术实力。我们为用户规划并配置了整体生产线,包含联机技术和必要的外围设备。这个“出自一手的解决方案”无疑为新生产基地的生产规划人员提供了巨大方便。” 

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