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转向齿轮–机电转向系统主要部件的高效加工

2015年07月09日 11:07中国机床商务网点击:7753

  【中国机床商务网 新品出炉】未来的无人驾驶汽车,将彻底改变人类的交通系统和个人驾驶的体验。这一结论源于麦肯锡公司最近的一项研究发现,改研究项目被命名为“自动驾驶的–10种方式,其中自主车型将重塑我们的生活模式。”麦肯锡根据世界各制造商的多种变化,包括减少开发时间、来自高科技和IT行业新的竞争者以及全新的商业领域的发展进行了大胆的预测。因此我们认为自主驾驶车辆对传感器、电子元器件,特别是对当前和将来的转向系统的机电零部件都有着非常高的要求,没有这些保障,无人驾驶汽车将是不可能的实现的目标。转向齿轮是这类转向系统的标准组件之一,这些部件不仅不能大批量地生产,还必须具有很高的品质,并且还要以尽可能低的成本进行加工制造。
  
  EMAG集团的子公司KOEPFER公司的专家们非常熟悉机电及传统的液压转向系统技术。JörgLohmann,这位最具发言权的KOEPFER公司销售经理通报了以下情况:“由于各种工艺流程的原因,我们客户的目标是减少外包的数量,并最终减少整体节拍时间。实现这一目标的一个有效解决方案就是为工厂的战略部件提供整套的生产线。这也提供了一个检查当前设置的机会,并且在某些情况下,完全去掉制造工艺中不再需要的步骤,目的当然是为了降低生产成本。”EMAGKOEPFER除了其众所周知的高品质高效卧式滚齿机以外,还提供模块化的立体解决方案所提供的的解决方案当然取决于用户自身的个性化生产战略。
  
  大批量转向齿轮的生产
  
  K160配有一个高速龙门上料装置,采用双旋转卡爪,极大地减少了上料时间甚至到几秒钟。当加工转向齿轮时,由于铣削过程往往要求齿轮必须在与现有的槽、孔轮廓存在一个角度定位,所以这一挑战不容小觑。在这种情况下,研发一种专门的定位装置则是至上的解决方案。Lohmann继续说道:“由于转向齿轮的实际加工时间只有几秒钟,从上料到定位的过程中产生的空闲时间可以尽量减少到最低,才能最大限度地提高机床的效率。我们开发的高速上料解决方案能够使生产加工时间减少到20秒以内,这说明生产率能够得到巨大提高,使生产能力从100,000台提高到几百万台。”
  
  生产过程整体一览
  
  EMAG还根据公司的模块化产品组合,研发出一个转向齿轮加工系统。EMAG设计的VTC100-4立式拾取车床,可以客户定制的VT2-4用于车削毛坯件,并在业界享有盛誉。VLC200H立式滚齿机上应用滚齿技术进行齿牙加工。VLC100IH立式淬火机用于感应淬火工艺,VTC100GT立式车削和磨削中心在加工过程的最后阶段为工件进行精加工和表面处理。由于淬火产生的变形,对齿轮轮廓所需的额外的精加工,由具有刮削能力的VLC200H来完成是最合适的了。
  
  EMAG机床易于组合,是模块化机床的应用典范
  
  青睐于使用EMAG的模块化设备有很多理由,因为以模块化原理作为标准的基础设计,具有很多的优点。每台机床都采用Mineralit®高级聚合物混凝土的床身,不仅具有良好的阻尼特性,而且能够极大减少振动,提高组件的质量。EMAG典型设计包括自动化系统和工件存储装置,且专为特定的需求配置,这两者是作为整体集成到模块化机械概念中,形成自动化拾取系统,也就是说,机床加工从零部件的存储装置中自动进行上下料。整个过程只需几秒钟就能达到机床的最大输出。由于在所有的模块化设备上,零部件的存储装置的高度几乎相同,所以它们之间的工件输送就可以大大简化。相对简单的自动化部件,如传送带、拾取装置和交换装置可以按照要求与模块化机床链接使用。这些简单的解决方案不仅保证了较低的成本,而且几乎不占用空间,EMAG的整个转向齿轮的生产线可以完全在一个比标准解决方案小15%的区域内。与装有龙门上料装置或者机器人的解决方案相比,极大地降低了维护需求,这样的优势也不容低估。机床的立式设计使主轴、滑板和工件运输系统通过非常紧凑的结构得到配置,有助于减少加工系统的占地面积。
  
  机床详情
  
  VTC100-4四轴立式轴类车床将毛坯件夹持在中心主轴和尾座之间。两个刀塔有12个刀位,用于上料和加工工序,其中一个刀塔的刀位装有一个工件卡爪,用于将轴类工件运入和运出立式车床。刀塔加工时可以配置车刀,也可以配置动力刀具。.在加工区域的两侧配置传送带。
  
  下一个拾取主轴用于为VLC200H立式滚齿机上料。在工件运入加工区域后,KOEPFER滚齿技术开始工作。向主轴和滚刀提供高扭矩和高速、高性能驱动单元,确保达到模数4的齿牙以高精度快速加工的高效率。新型VLC100IH专门用于淬火工艺。这样就成功将模块化机床的基本设计与同属于EMAG集团的另一家子公司eldec的感应淬火技术进行了相得益彰的结合。VTC100GT车削和磨削中心专门进行转向齿轮的精加工。该机床配置盘式刀塔,有11个刀位(第12个刀位安装卡爪)和一个砂轮。作为车削操作的组合,该机床的优点非常显著,例如将硬车削或非滚动车削技术与研磨技术结合在一起,确保加工过程比传统的最终磨削速度更快,并获得相同的加工质量。工件主轴扭矩为70Nm,额定功率为17kW,确保机床具有所需的强劲动力,有效地完成棘手的加工任务。
  
  不管汽车市场如何发展,EMAG将继续证明已经为迎接未来各种产品和加工解决方案的挑战做好了完全的准备。EMAG集团拥有的技术范围广泛深入,使公司能够灵活地应对市场的发展,同时保证可以实时开发出独一无二的且全面的解决方案。
  
  照片:
  
  图片文件:5113.jpg
  

 
  K160滚齿机在加工转向齿轮:仅在15-20秒内就可以完成齿轮加工。在加工一个转向齿轮的同时,将另一个工件预先放置在上料位置,并不影响加工时间,通过该上料技术理念完全可以实现如此令人难以置信的快速加工时间。
  
  图片文件:5110.jpg
  

 
  KOEPFER的专家们发挥技术优势,通过这样灵活的带有双旋转卡爪的上料门,将空闲时间大大降低。
  
  图片文件:5115.jpg
  

 
  转向齿轮是转向系统的典型部件。这张照片显示了各个加工阶段之后的工件情况,从车削、(软)预铣削、淬火到最终刮齿加工(硬)。
  
  图片文件:5092.jpg
  

 
  对于模数达到2.5的齿形部件来说,K160是世界上速度最快的滚齿机。除了极快的上料系统,该机还采用了现代化的直驱装置(在切削和主轴上)和一个用户友好的KOEPFER对话框编程控制单元,使用非常直观方便。
  
  图片文件:B163.jpg
  

 
  VTC100-4是一台4轴轴类工件车床,加工的工件长度可达400mm,直径达63mm。
  
  图片文件:B167.jpg
  

 
  VTC100-4的刀塔正在用卡爪上料。它从侧方的工件上料处拾取工件并将工件放在主轴/尾座中。
  
  图片文件:C205.jpg
  

 
  VLC100GT的加工区域:所有的精密加工过程(CBN磨削、硬车削和非滚动车削)都是在一次装夹中完成。
  
  图片文件:C219.jpg
  

 
  VLC200H专门用于加工直径达200mm、模数为4的轮形工件。
  
  图片文件:D512.jpg
  

 
  VLC200H通过拾取主轴完成上料和下料过程。由于采用EMAG的经典设计,该智能系统大大提高了轮形工件的齿轮加工生产率。
  
  图片文件:D512.jpg
  
 
 转向齿轮生产线
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