埃马克 ECM 的 CI 机床: 为复杂零部件去毛刺的高效解决方案

06/22/2018 - Markus Isgro

无论是自主控制和制动系统、液压气动底盘,还是显著降低的油耗值——这些流行词代表了一种技术变革,它在汽车制造和其他行业中引发了多米诺骨牌效应。越来越多部件必须满足极高的质量要求。它们必须完美无误地完成整个生产制造过程。否则,将可能出现例如汽车自主制动系统在关键时刻失灵的严重后果。此时,部件的去毛刺加工起到至关重要的作用。电化学金属加工 (ECM) 工艺可以保证所需的表面光洁度。目前,许多规划人员正在寻找精益型生产系统,以取代传统的去毛刺工艺。正是在此背景下,埃马克 ECM 研发人员对 CI 机床系列进行了大幅度改造:新款 ECM CI机床体现了电化学过程速度和效率的结合,用于去毛刺和机加工(ECM清洗)。另外,这款机床所需的占地面积极小。即使是高度复杂的部件,例如泵壳或液压系统外壳,也可以使用埃马克的 ECM 技术快速、零错误并且可重复地进行去毛刺加工。而且新型 CI 机床的性价比极具吸引力,使用户受益无穷。


以泵壳等复杂部件为例,对去毛刺加工的挑战即可显而易见。这些部件上常常遍布小孔,在实际应用中,液压油或燃油会在高压下流过这些孔洞。尤其是在此类外壳内部进行多孔加工时,去除存在的毛刺更不容易。手动去毛刺的过程耗时漫长,举例来说,航空航天或商用车辆的大型液压机构需要一个甚至数小时才能完成,因此去毛刺的成本极高。“此外,手动加工当然会有一定的错误风险”,EMAG ECM 公司总经理 Richard Keller 强调说,“如果哪怕一个微小的毛刺被忽略,这个毛刺就有可能在之后的工作过程中松脱并阻碍液体流动。考虑到飞机或汽车制造行业中极高的安全性要求,上述情况绝对不能发生”。有鉴于此,近年来,许多部件转为采用电化学去毛刺工艺也就并不奇怪了。由此可以在很大程度上降低错误风险,而且大幅提升加工速度。在电化学金属加工过程中,电解液会在工件(正阳极)和刀具(负阴极)之间流动,在电场和流场的共同作用下金属离子从工件上脱离。阴极或刀具形面及导电区域均与工件相匹配,从而可确保按所需部件轮廓去除工件上的材料。这不仅可以使工件表面达到极高的加工品质、不会对材料结构造成热损伤,而且还可以得到完全一致且可重现的加工结果。

可靠的投资回报

EMAG ECM 公司位于施韦比施哈尔附近的盖尔多夫,公司的 ECM 工艺专家们致力于根据新材料、部件几何形状和质量要求不断完善此项工艺。全球客户目前所面临的日益增长的挑战也确定了研发的方向和进度。随着 2017 年春季推出的全新 CI 机床系列,EMAG ECM 现在已进入下一个步骤:为节省客户生产车间内宝贵的加工区面积,埃马克的工程师们改进了 CI 设备的底座并优化了电控柜以及电解液管理系统的尺寸。这项以及其他改进有什么意义呢?“很明显,在当前技术发展的情况下,去毛刺和 ECM 清洗(例如部件在已硬化的状态下)已变得越来越重要。为此,我们希望研发出一种解决方案,不仅要充分保证用户可享受电化学金属加工的全部突出优势,同时确保工艺过程的可靠安全,而且还要提供极具吸引力的性价比。CI 机床系列兼具以上所有优点。除此之外,提早订购的客户能够享受早订优惠,从而进一步降低投资成本”。之后,用户便能从灵活的技术以及始终如一的高品质部件中获益。通过可扩展的装置可精确改变节拍时间,按照要求可在一道工艺步骤中同时加工多个部件,另外,CI 机床还可以升级为全自动设备。ECM 进程中的所有参数都可完整且可重复地进行监控和记录。还有更重要的一点,包括过滤装置在内的 CI 机床占地面积仅需大约 7.5 平方米,又能节省大量土地使用成本。

电动汽车备受关注

EMAG ECM 目前所取得的成功,也表明这款机床的优点已让广大用户心悦诚服。新型 CI 机床目前已被北美航空航天供应商以及意大利商用车供应商广泛使用。在这两个领域内,客户通常使用这款机床来为极复杂的外壳进行去毛刺加工。尽管部件中有大量的孔,但工艺单循环时间仍然不超过 60 秒——与之前耗时漫长的手动进程相比,确实已达到了一个巨大的飞跃。“这些例子表明我们的发展方向是正确的:我们能成功应对国内和国际的竞争对手,因为 CI 机床性能优异,并同时具有极高的成本效益。用户所面临的成本压力巨大,因此也需要高效的机械设备,我们的 CI 机床完全符合他们的需要”,Keller 解释说。有许多迹象表明,这项成本效益优势在未来会得到更多的用户关注,因为电动机和混合动力发动机中的许多部件也需要使用埃马克的 ECM 清洁、钻孔和去毛刺进程——EMAG ECM 现已为此提供有高效的解决方案。此外,有鉴于目前汽车制造过程中关于 CO2 排放(二氧化碳排放指标)的讨论,此项工艺还有另外一项不容低估的优势。与许多替代工艺相比,电化学金属加工的速度明显更快。由此可以显著降低二氧化碳的排放——这一事实也获得了德国联邦环境部的认可。因此,他们为应用电化学金属加工工艺进行大规模生产的 EMAG ECM 客户颁发了环保创新奖。“这是对我们这项高效技术的充分肯定,我们也计划在未来几年内加大市场推广力度。CI 机床已为此奠定良好的基础”,Keller 总结说。

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