EMO 2019–采用VL 1 TWIN 的完整生產(chǎn)解決方案：顯著降低行星齒輪和錐形齒輪的單件成本
2019-8-30 來(lái)源：埃馬克 作者：-
成本壓力大、品質(zhì)要求高以及生產(chǎn)批量大——在汽車(chē)傳動(dòng)齒輪箱生產(chǎn)中同時(shí)出現(xiàn)了多種極端情況。而且在滿足這些需求的同時(shí)，在未來(lái)幾年內(nèi)，其產(chǎn)量預(yù)計(jì)還會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)。例如，最新出版的《Shell Pkw-Szenarien》的作者預(yù)測(cè)，到2050 年，全球汽車(chē)保有量將增加一倍，達(dá)到25 億輛。因此，“單件成本”也不可避免地成為生產(chǎn)規(guī)劃者關(guān)注的焦點(diǎn)：如何才能更高效地大批量生產(chǎn)行星齒輪和錐形齒輪等各類(lèi)典型的傳動(dòng)部件？埃馬克集團(tuán)研發(fā)的VL 1 TWIN 雙主軸上下料車(chē)削中心為這一問(wèn)題提供了定制的解決方案。該機(jī)床可在一個(gè)加工區(qū)內(nèi)同時(shí)加工兩個(gè)相同的工件。這一技術(shù)帶來(lái)了廣泛的可能性：如果將兩臺(tái)機(jī)床連接成為一條生產(chǎn)線，那么便可以從兩側(cè)同時(shí)加工行星齒輪，并且節(jié)拍時(shí)間極短。這個(gè)用于行星齒輪和錐形齒輪的生產(chǎn)線解決方案具體是怎樣的呢？
G454V1兩臺(tái)用于加工行星齒輪的VL 1 TWIN 生產(chǎn)線：加工兩個(gè)工件的整個(gè)過(guò)程大約20 秒節(jié)拍即可完成。
一個(gè)生產(chǎn)基地每年產(chǎn)量達(dá)到一百萬(wàn)個(gè)行星齒輪并不罕見(jiàn)——只需要看看如何將零件應(yīng)用到自動(dòng)變速箱中就可以找到原因：相應(yīng)的行星齒輪箱大多包括四個(gè)行星齒輪組，每個(gè)齒輪組又包含三個(gè)行星齒輪和一個(gè)太陽(yáng)輪。因此，行星齒輪箱中一共有16個(gè)齒輪。有趣的是，自動(dòng)變速箱目前在市場(chǎng)上變得越來(lái)越重要。一方面，這種變速箱具備舒適性、緊湊性和堅(jiān)固耐用性等特點(diǎn)。另一方面，一些制造商在設(shè)計(jì)制造現(xiàn)代混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，也大量采用這種技術(shù)。“在此背景下，就不難理解研發(fā)VL 1 TWIN 的原因了。降低行星齒輪和錐形齒輪的成本在開(kāi)發(fā)過(guò)程中具有重大意義，”埃馬克模塊化解決方案銷(xiāo)售與營(yíng)銷(xiāo)總監(jiān)Bjorn Svatek 說(shuō)，“因此，這就是為什么我們用這種雙主軸機(jī)床在一個(gè)加工區(qū)內(nèi)同時(shí)加工兩個(gè)相同的零件。這種工藝可以在極短時(shí)間內(nèi)達(dá)到較高的產(chǎn)量。另一方面，我們通過(guò)嚴(yán)格的成本控制，顯著降低了每條主軸的價(jià)格。這樣也可以降低‘單件成本’。”
行星齒輪：每20秒完成兩個(gè)零件的加工
在機(jī)床加工區(qū)域，能以極高的速度同步加工兩個(gè)相同的工件。
用于行星齒輪軟加工的VL-1-TWIN 生產(chǎn)線解決方案具體是怎樣的呢？通常來(lái)說(shuō)，整個(gè)加工過(guò)程在兩臺(tái)通過(guò)TrackMotion 工件輸送系統(tǒng)相互連接的機(jī)床中完成。在加工過(guò)程中，所屬的TransLift（一個(gè)配備電動(dòng)夾爪的升降和翻轉(zhuǎn)裝置）從進(jìn)料帶上同時(shí)抓取兩個(gè)毛坯件，并將它們送到第一臺(tái)機(jī)床中。然后，由VL 1 TWIN 的兩根拾取主軸抓取毛坯件，并將部件送入加工區(qū)。然后會(huì)對(duì)工件內(nèi)、外徑的第一面進(jìn)行車(chē)削加工（OP 10–OP 10）。在此過(guò)程中，主軸箱可以完全自主移動(dòng)，從而能對(duì)兩個(gè)工件的直徑和長(zhǎng)度（X/Z 方向）獨(dú)立進(jìn)行調(diào)整。在換刀后，這一功能尤其重要，因?yàn)橛纱丝梢匝a(bǔ)償偏差（例如在更可轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)刀片后）。工件被運(yùn)送出機(jī)床后，TransLift再次將兩個(gè)半成品件旋轉(zhuǎn)180度并將其運(yùn)送到另一臺(tái)VL 1TWIN。在此會(huì)對(duì)外徑的第二面進(jìn)行端面車(chē)削（OP 20–OP 20）。最后，通過(guò)TrackMotion 將成品件運(yùn)送到儲(chǔ)料輸送機(jī)上，輸送帶的內(nèi)置式堆垛機(jī)單元中可放置多達(dá)400 個(gè)成品件。加工兩個(gè)工件的整個(gè)過(guò)程在大約20 秒節(jié)拍時(shí)間內(nèi)即可完成。一般來(lái)說(shuō)，平均換裝時(shí)間只有將近5 秒。一系列的技術(shù)配置細(xì)節(jié)使這一超快的速度成為可能：在占空比40% 的情況下，兩條上下料主軸可達(dá)到9.9 kW 和136 Nm 的高驅(qū)動(dòng)值。同時(shí)，X 軸中的無(wú)磨損線性驅(qū)動(dòng)裝置（與直接式行程測(cè)量系統(tǒng)相結(jié)合）具有可達(dá)8 m/s2 的極高加速度，同時(shí)也能達(dá)到極高的持續(xù)精度。由此可在確保進(jìn)程安全的情況下，對(duì)主鉆孔進(jìn)行常規(guī)的H6 配合處理。
錐形齒輪：在一臺(tái)機(jī)床中進(jìn)行鉆孔、粗加工和精加工
G037V0 錐形齒輪解決方案：在兩臺(tái)機(jī)床中進(jìn)行相同的加工工序。可顯著提高產(chǎn)量。
由于錐形齒輪的生產(chǎn)成本壓力越來(lái)越大，因此所有工藝必須高效進(jìn)行，采用鍛造工藝制造錐形齒輪具有以下優(yōu)點(diǎn)：采用現(xiàn)代化方法制造的錐形齒輪在離開(kāi)鍛造廠時(shí)，齒輪通常已經(jīng)過(guò)“精加工”。在這種情況下，只需要在一次裝夾中進(jìn)行一道車(chē)削工藝即可。為此，埃馬克的VL 1 TWIN 機(jī)床是對(duì)兩個(gè)錐形齒輪毛坯件同時(shí)進(jìn)行軟加工（OP 10–OP 10）的高效解決方案。在機(jī)床中會(huì)依次運(yùn)行四個(gè)加工步驟，節(jié)拍時(shí)間僅為大約25 秒：通過(guò)TrackMotion 或上下料主軸抓料后，使用鉆孔工藝進(jìn)行中心鉆孔，之后開(kāi)始對(duì)球頂進(jìn)行粗加工。在第三個(gè)和第四個(gè)步驟中，對(duì)鉆孔和球頂進(jìn)行精加工。一種特殊的夾緊解決方案可構(gòu)成零件齒的“陰模”，并整個(gè)過(guò)程中牢牢在保持零件的穩(wěn)定。考慮到需要進(jìn)行大量鉆孔，采用Mineralit® 制成的機(jī)床床身起到一種非常特殊的作用，因?yàn)榫酆衔锘炷两档土算@孔過(guò)程中的振動(dòng)，并確保實(shí)現(xiàn)高精度。另外，在加工區(qū)和上下料工位之間還可以選裝一套用于工件測(cè)量的測(cè)量系統(tǒng)，以提高工藝安全性。也可以通過(guò)TrackMotion 系統(tǒng)連接兩臺(tái)VL 1 TWIN 機(jī)床，并在機(jī)床中完成相同的進(jìn)程（OP 10–OP 10、OP 10–OP 10）。此時(shí)，至關(guān)重要的是，保證TrackMotion 機(jī)械手以每分鐘高達(dá)150 米的速度移動(dòng)并確保為同時(shí)進(jìn)行加工的TWIN 機(jī)床上下料。傳動(dòng)部件制造的完美解決方案總的來(lái)說(shuō)，TWIN 方法可實(shí)現(xiàn)凸輪軸、軸承環(huán)、法蘭等多種零件生產(chǎn)率的大幅度提升。我們可根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)造多工藝生產(chǎn)線，其中可包含例如埃馬克滾齒機(jī)和去毛刺機(jī)床。“我們確信，VL 1 TWIN 是滿足不斷增長(zhǎng)的產(chǎn)量要求以及符合傳動(dòng)部件制造領(lǐng)域中不斷激化的競(jìng)爭(zhēng)需要的完美解決方案，”Bjorn Svatek 說(shuō)，“用戶可從降低的單件成本、縮短的節(jié)拍時(shí)間以及更高的工藝安全性中獲益。我們希望這些亮點(diǎn)能在市場(chǎng)中發(fā)揮更大的優(yōu)勢(shì)。”
F839 借助兩根上下料主軸從進(jìn)料帶上抓取兩個(gè)工件、運(yùn)送到加工區(qū)內(nèi)并在一次裝夾中同時(shí)進(jìn)行加工。
在2019 年歐洲機(jī)床展 (EMO) 上實(shí)時(shí)體驗(yàn)VL 1 TWIN歡迎前來(lái)EMO 2019并參觀埃馬克公司位于17號(hào)展廳的C29號(hào)展臺(tái)，現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)VL 1 TWIN 機(jī)床的強(qiáng)大性能。
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