EMO 2019–采用VL 1 TWIN 的完整生產解決方案：顯著降低行星齒輪和錐形齒輪的單件成本
2019-8-30 來源：埃馬克 作者：-
成本壓力大、品質要求高以及生產批量大——在汽車傳動齒輪箱生產中同時出現了多種極端情況。而且在滿足這些需求的同時，在未來幾年內，其產量預計還會繼續增長。例如，最新出版的《Shell Pkw-Szenarien》的作者預測，到2050 年，全球汽車保有量將增加一倍，達到25 億輛。因此，“單件成本”也不可避免地成為生產規劃者關注的焦點：如何才能更高效地大批量生產行星齒輪和錐形齒輪等各類典型的傳動部件？埃馬克集團研發的VL 1 TWIN 雙主軸上下料車削中心為這一問題提供了定制的解決方案。該機床可在一個加工區內同時加工兩個相同的工件。這一技術帶來了廣泛的可能性：如果將兩臺機床連接成為一條生產線，那么便可以從兩側同時加工行星齒輪，并且節拍時間極短。這個用于行星齒輪和錐形齒輪的生產線解決方案具體是怎樣的呢？
G454V1兩臺用于加工行星齒輪的VL 1 TWIN 生產線：加工兩個工件的整個過程大約20 秒節拍即可完成。
一個生產基地每年產量達到一百萬個行星齒輪并不罕見——只需要看看如何將零件應用到自動變速箱中就可以找到原因：相應的行星齒輪箱大多包括四個行星齒輪組，每個齒輪組又包含三個行星齒輪和一個太陽輪。因此，行星齒輪箱中一共有16個齒輪。有趣的是，自動變速箱目前在市場上變得越來越重要。一方面，這種變速箱具備舒適性、緊湊性和堅固耐用性等特點。另一方面，一些制造商在設計制造現代混合動力驅動系統時，也大量采用這種技術。“在此背景下，就不難理解研發VL 1 TWIN 的原因了。降低行星齒輪和錐形齒輪的成本在開發過程中具有重大意義，”埃馬克模塊化解決方案銷售與營銷總監Bjorn Svatek 說，“因此，這就是為什么我們用這種雙主軸機床在一個加工區內同時加工兩個相同的零件。這種工藝可以在極短時間內達到較高的產量。另一方面，我們通過嚴格的成本控制，顯著降低了每條主軸的價格。這樣也可以降低‘單件成本’。”
行星齒輪：每20秒完成兩個零件的加工
在機床加工區域，能以極高的速度同步加工兩個相同的工件。
用于行星齒輪軟加工的VL-1-TWIN 生產線解決方案具體是怎樣的呢？通常來說，整個加工過程在兩臺通過TrackMotion 工件輸送系統相互連接的機床中完成。在加工過程中，所屬的TransLift（一個配備電動夾爪的升降和翻轉裝置）從進料帶上同時抓取兩個毛坯件，并將它們送到第一臺機床中。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。然后會對工件內、外徑的第一面進行車削加工（OP 10–OP 10）。在此過程中，主軸箱可以完全自主移動，從而能對兩個工件的直徑和長度（X/Z 方向）獨立進行調整。在換刀后，這一功能尤其重要，因為由此可以補償偏差（例如在更可轉位轉刀片后）。工件被運送出機床后，TransLift再次將兩個半成品件旋轉180度并將其運送到另一臺VL 1TWIN。在此會對外徑的第二面進行端面車削（OP 20–OP 20）。最后，通過TrackMotion 將成品件運送到儲料輸送機上，輸送帶的內置式堆垛機單元中可放置多達400 個成品件。加工兩個工件的整個過程在大約20 秒節拍時間內即可完成。一般來說，平均換裝時間只有將近5 秒。一系列的技術配置細節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到9.9 kW 和136 Nm 的高驅動值。同時，X 軸中的無磨損線性驅動裝置（與直接式行程測量系統相結合）具有可達8 m/s2 的極高加速度，同時也能達到極高的持續精度。由此可在確保進程安全的情況下，對主鉆孔進行常規的H6 配合處理。
錐形齒輪：在一臺機床中進行鉆孔、粗加工和精加工
G037V0 錐形齒輪解決方案：在兩臺機床中進行相同的加工工序。可顯著提高產量。
由于錐形齒輪的生產成本壓力越來越大，因此所有工藝必須高效進行，采用鍛造工藝制造錐形齒輪具有以下優點：采用現代化方法制造的錐形齒輪在離開鍛造廠時，齒輪通常已經過“精加工”。在這種情況下，只需要在一次裝夾中進行一道車削工藝即可。為此，埃馬克的VL 1 TWIN 機床是對兩個錐形齒輪毛坯件同時進行軟加工（OP 10–OP 10）的高效解決方案。在機床中會依次運行四個加工步驟，節拍時間僅為大約25 秒：通過TrackMotion 或上下料主軸抓料后，使用鉆孔工藝進行中心鉆孔，之后開始對球頂進行粗加工。在第三個和第四個步驟中，對鉆孔和球頂進行精加工。一種特殊的夾緊解決方案可構成零件齒的“陰模”，并整個過程中牢牢在保持零件的穩定。考慮到需要進行大量鉆孔，采用Mineralit® 制成的機床床身起到一種非常特殊的作用，因為聚合物混凝土降低了鉆孔過程中的振動，并確保實現高精度。另外，在加工區和上下料工位之間還可以選裝一套用于工件測量的測量系統，以提高工藝安全性。也可以通過TrackMotion 系統連接兩臺VL 1 TWIN 機床，并在機床中完成相同的進程（OP 10–OP 10、OP 10–OP 10）。此時，至關重要的是，保證TrackMotion 機械手以每分鐘高達150 米的速度移動并確保為同時進行加工的TWIN 機床上下料。傳動部件制造的完美解決方案總的來說，TWIN 方法可實現凸輪軸、軸承環、法蘭等多種零件生產率的大幅度提升。我們可根據需要創造多工藝生產線，其中可包含例如埃馬克滾齒機和去毛刺機床。“我們確信，VL 1 TWIN 是滿足不斷增長的產量要求以及符合傳動部件制造領域中不斷激化的競爭需要的完美解決方案，”Bjorn Svatek 說，“用戶可從降低的單件成本、縮短的節拍時間以及更高的工藝安全性中獲益。我們希望這些亮點能在市場中發揮更大的優勢。”
F839 借助兩根上下料主軸從進料帶上抓取兩個工件、運送到加工區內并在一次裝夾中同時進行加工。
在2019 年歐洲機床展 (EMO) 上實時體驗VL 1 TWIN歡迎前來EMO 2019并參觀埃馬克公司位于17號展廳的C29號展臺，現場體驗VL 1 TWIN 機床的強大性能。
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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