埃马克VLC 200 GT: 用于加工先进变速器部件的工艺技术组合

04/02/2019 - Markus Isgro

车磨中心VLC 200 GT——简单且快捷可达

电动汽车市场的增长势头早已不是秘密。因此,咨询公司Strategy Analytics一项最新研究预测“电气化车辆”产量到2025年将占到全球市场的25 % 也不足为奇。其中需要注意的是,一方面,电气化车辆包括所有形式的电动汽车,即混合动力汽车、燃料电池汽车和纯电动汽车;另一方面,各领域市场高度异质化。据估计,50 % 的产量将由中国占据,另外50 % 则由世界其他地区分摊。

异质化市场意味着众多生产商、更多机型,以及诸多驱动概念同时并存。同样,目前汽车产量的四分之三仍为燃油汽车。从生产规划者和供应商的立场来看,这可能令人一时感到无所适从:如何应对产品多样性以及不断提升的产量?

埃马克机床有限公司 (EMAG Maschinenfabrik) 早在多年前便凭借其广泛的部件生产解决方案回答了这一问题,相关产品主要应用于动力总成领域。


埃马克VLC系列覆盖广泛的加工工艺技术:车削、钻孔、铣削、滚铣、磨削、硬加工和软加工——基本上包括了构建完整生产线所需的一切工艺。“凭借VLC机床,我们能够组成生产变速器部件所需的完整进程链,从毛坯件到成品部件。”埃马克机床有限公司产品与工艺技术团队主管Dragan Ivanovic解说道,“客户将受益于我们机床的统一结构设计,即转交高度始终不变,以及配备集成上下料输送系统,从而可大大简化各机床的联接。”

上下料工件输送系统是埃马克机床成功的基石,它曾于将近30年前在市场上掀起一场革命。VLC系列的每款机床均配备有毛坯件和成品件工件存储器以及一根借助此工件存储器自动上下料的工作主轴。这可确保最短非生产时间和高生产效率。

“当然,我们的VLC 200 GT也同样具备这些性质,它是一款车磨复合机床,专为进程链末端的硬加工而研发。”Ivanovic补充道。

传动齿轮加工工艺组合

2016年推出的VLC 200 GT的首要研发焦点是传动齿轮加工。“由于件数大、质量要求高,VLC 200 GT是传动齿轮加工的理想选择。”Ivanovic先生解说道,“我们分析了加工过程,发现我们可以在一次装夹内实现完整的硬加工。”为此,埃马克采用的是硬车削和磨削的工艺组合,即首先执行轴肩和孔的硬粗车削,然后传动齿轮上仅留有几微米的剩余余量。这也使磨削过程明显缩短,用刚玉或CBN砂轮即可完成,从而可双管齐下地节约成本,即在降低刀具成本的同时,基于更快的节拍时间总体降低单件成本。同时,车磨组合加工也可提高加工质量:如果车削之后仅少量余量须打磨,则可以根据所需的最终质量更有针对性地设计砂轮规格——由此可借助VLC 200 GT在平均粗糙度Rz小于1.6微米的范围内实现表面加工值并保证过程安全性。

CVT无级变速器部件的生产解决方案

传动齿轮虽然在2025年后仍将是汽车制造行业中产量最大的零部件类型之一,但某些较早的变速器概念将随着动力总成电气化而经历一轮复兴。Dragan Ivanovic解释道:“我们观察到CVT无级变速器已形成趋势。这主要是由于该变速器效率高,传动可无级调整而不会出现牵引力中断的情况,因而可最佳地利用供给能量,从而降低能耗。就混合动力车而言,这意味着能够以同等电量达到更长的续航里程,从而可实现在城市交通中的全天全电动行驶。”

负责无级传动从而带来高舒适行驶性能的,是一套智能无齿轮构造原理。驱动力不是通过齿轮,而是通过环绕两根带锥形盘轴转动的钢带或离合器盘片组传输。这些部件的质量取决于诸多因素。因此,其高精度硬加工大多采用多步骤进程,借助多种不同的车床和磨床实现。在硬加工中,生产规划者尤其不能接受任何加工缺陷,因为每件淬火硬化的毛坯都成本不菲。埃马克欣然接受了这项任务。

CVT无级变速器皮带轮生产解决方案

VLC 200 GT的加工区可根据应用案例灵活配置。可用选项包括内外圆磨主轴、一体式刀架或成熟的埃马克12刀位刀塔。“这款机床的灵活性使我们不仅能够加工变速齿轮,还能加工CVT无级变速器皮带轮。”Ivanovic先生继续说明道。

为此,除了刀塔之外,埃马克还为VLC 200 GT配备了外圆磨主轴——同样结合了硬车削和磨削。“凭借这一工艺组合,我们得以对砂轮进行最佳配置,用以加工CVT无级变速器皮带轮表面。因为其他表面和钻孔都只需车削即可达到要求的质量。”Ivanovic先生解说道。这使刀具成本和节拍时间进一步缩减,因为砂轮磨损减慢,修整需求也就从而减少。VLC 200 GT还专门配备了一个具有金刚石涂层的修正主轴。“机床拥有独立旋转的修整系统和固体声传感系统等最佳配备,因而可以充分利用CBN技术的优势。”Ivanovic强调说。内置的测量头不仅可保证永久的过程安全性和高品质加工,而且可在装夹中过程结束后检测部件的直径和长度,并在必要时修正。埃马克研发人员也非常重视操作舒适性和可达性:宽大的门确保加工区方便可达,刀具和夹具得以快速舒适地更换。

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