VMC 450-5 MT车铣中心——五轴机床显著缩短重型切削加工过程

08/29/2019 - 王慧

车铣中心VMC 450-5 MT——多达80个刀位的刀库

大型零部件和复杂几何尺寸——在重型切削中,这样的组合并不罕见,这同时也意味着加工过程不仅耗时,而且成本不断升高。造成这一现象的主要原因是:从车削到滚齿的不同加工过程常常需要在彼此未完全联接的不同机床中完成。另外,在各生产工厂内,需要加工的工件种类款型数量也不断增加。这意味着,不同的机床上不断需要加工新的工件类型。因此,操作人员用来重新调整机床所花费的时间持续增加。埃马克莱比锡机床有限公司的立式车铣加工中心VMC 450-5 MT以一种全新的工艺方法终止了这一恶性循环:车削、铣削、钻孔削和滚齿等全部加工工艺过程都可以在一个加工区内完成。机床为此配备了五根条轴。从而最终的结果是在工件质量提高、种类增多的同时,可以缩短加工时间并将换装时间最小化。


VMC 450-5 MT机床可用于多种应用,包括用于商用车辆、船舶传动的超大型部件,以及用于铁路建设、农业和矿业的部件。其中一些部件需要定向钻孔,工件表面或齿轮必须十分精确无误地进行加工。另一方面,许多生产工厂都要求机床能够快速生产各种不同的零部件。因此,生产规划人员在不断寻找成本较低的灵活解决方案。VMC 450-5 MT正是为应对这些挑战而量身定制的,埃马克“重型部件”技术销售经理Georg Händel解释说:“我们通过这个五轴多功能车铣中心,为复杂零部件提供生产解决方案,加工直径不超过450mm。车削在此始终是主要的加工工艺。安装于底部的免维护工作主轴集成在新研发的大规格Y轴中。此外还有一根具备195度回转角度的B轴,包括集成的车铣主轴。此回转角度可允许在B轴上安装一根额外的固定式刀具。这样,在重型切削过程中,即使断续加工,也能达到高切削率。刀具可通过刀库装载。轴的组合可以进行滚齿或刮削应用。”——车削、铣削、钻孔和刮齿——VMC 450-5 MT中整合了加工复杂工件所需的全部工艺技术。

行星齿轮架:六台机床缩减为三台

行星齿轮架的生产就是一个完美的例子,证明了该工艺所带来的优势。在传统重型切削进程中,行星齿轮箱这一中央传动齿轮箱部件会在六台彼此未完全联接的机床中加工——以两道车削开始,接着拉削/滚齿,最后进行钻孔和动平衡。在更换批次时,操作人员必须重新调整六台独立的机床。这会严重影响工艺可靠性和生产效率。另外,整个生产流程相对较慢且不太灵活,因为必须使用叉车将工件运输到下一台机床处。

使用VMC 450-5 MT加工则完全不同:在主要加工阶段中,行星齿轮架只需要经过两台机床加工,并且整个过程可通过机械手以自动化方式实现:车削、钻孔、铣削和刮齿这几个加工工艺可灵活分配到两台机床上。最终可以达到均衡的加工时间和极高的产量。当然,动平衡装置也集成在埃马克自动化单元中。工件打标和清洗可以同步完成。总而言之,只需要三次(而不是之前的六次)抓取工件即可完成整个加工。“各个层面的用户都可以从这种生产工艺中获益,”Händel说,“减少装夹次数可以提高工件质量和工艺可靠性,非生产时间也因为机床生产节拍相互完美匹配而降低,能耗也明显更小。此外,我们还使用多种测量系统,以确保整个加工过程的质量管理。这意味着:可以更加精确、快速以及经济地实现行星齿轮架的生产过程,从而更具成本优势。”在此过程中,多达80个刀位的刀库起到了非常重要的作用。在刀库中可以放置用于不同工件的所有刀具或姐妹刀(出现磨损时)。换刀过程可以自动进行,因此,操作人员在换装时只需要更换卡爪即可。换装可在机床前部进行,同时工件上料则通过侧面完成,无需停止任何机床或生产线。

定制化配置

总的来说,埃马克可根据客户要求,用标准模块配置出客户所需的VMC 450-5 MT车铣中心。例如,可配置不同的主轴类型、专用工件架或尾架。这就是为什么VMC 450-5 MT确实是适用于不同工件的全能解决方案。另外,埃马克的生产解决方案占地面积小,也能为客户带来许多益处。毕竟,整个生产过程所需的机床数量比以前少得多。“这款5轴车铣中心是一套前所未有的新型解决方案,”Händel总结说,“我们设计制造这台机床的目的是在重型切削过程中,实现包括强力刮齿或滚齿在内的完整加工。这种工艺方法带来了生产率的大幅度飞跃。无论是载重车辆、建筑和农业机械,还是航空航天领域的部件生产,几乎所有行业都可以从这一全面的机械加工方案中获益。”

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