乘用車領(lǐng)域的錐齒輪都是批量生產(chǎn)的。作為差速器的核心部件，供應(yīng)商需要生產(chǎn)數(shù)百萬(wàn)個(gè)錐齒輪——這也就不足為奇了，因?yàn)槊恳粋€(gè)差速器中都有四個(gè)錐齒輪。此外，四輪驅(qū)動(dòng)車輛(配備兩個(gè)差速器)的數(shù)量也在增加。因此，錐齒輪的數(shù)量也隨之增加，許多供應(yīng)商也越來(lái)越重視這個(gè)工件的生產(chǎn)工藝。他們正在尋找新型機(jī)加工解決方案，以確保相當(dāng)?shù)偷膯渭杀竞鸵回灥母咂焚|(zhì)。埃馬克為此研發(fā)的 VL 1 TWIN 雙主軸上下料車床正是完美的解決方案：這款車床能在同一個(gè)加工區(qū)內(nèi)高速同時(shí)加工兩個(gè)相同的錐齒輪。此外，還可通過(guò)機(jī)器人單元和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)輕松上料。由此可將節(jié)拍縮短至 4.5 秒。
四輪驅(qū)動(dòng)汽車風(fēng)頭正勁。比如在德國(guó)，新注冊(cè)登記的四輪驅(qū)動(dòng)汽車比例目前已達(dá)到大約 20%。在瑞典或瑞士等其他國(guó)家，這一比例甚至更高。目前這一發(fā)展趨勢(shì)意味著錐齒輪的數(shù)量將急劇增加，這與汽車制造行業(yè)中的其他大批量部件一樣，都面臨著越來(lái)越大的成本壓力。它的生產(chǎn)過(guò)程首先從復(fù)雜的鍛造工藝開始，在鍛造工藝中制造出錐齒輪工件特有的錐形齒。之后進(jìn)行各種車削工藝：通過(guò)這種方式制造出與齒相對(duì)的錐形面、錐形面上的小側(cè)邊、內(nèi)孔及一個(gè)端面。根據(jù)制造商的個(gè)性化生產(chǎn)解決方案，可直接在最終的硬車過(guò)程中執(zhí)行這些工藝，或者也可以先對(duì)每個(gè)工件進(jìn)行軟車，然后再硬車。“不管采用哪種方法，我們的目標(biāo)都是以經(jīng)濟(jì)高效、快速并且無(wú)缺陷的方式大批量生產(chǎn)產(chǎn)品”，埃馬克的技術(shù)銷售經(jīng)理 Daniele Loporchio 解釋說(shuō)，“這正是我們?cè)O(shè)計(jì) VL 1 TWIN 的初衷。此款機(jī)床非常適合直徑不超過(guò) 75 毫米的各種錐齒輪的軟車和硬車。”
在 VL 1 TWIN 上以約 25 至 40 秒的節(jié)拍同時(shí)加工兩個(gè)錐齒輪。
節(jié)拍僅 20 秒
這款上下料車削中心的基本原理起到?jīng)Q定性的作用。它配備兩條上下料主軸(占空比為 40% 時(shí)，可達(dá)到 9.9 kW/136 Nm)，這兩條主軸能以極高的速度同時(shí)加工兩個(gè)相同的錐齒輪(OP 10–OP 10)。僅需五到六秒的時(shí)間，兩根主軸就可以完成加工區(qū)的上下料。只需一次裝夾，就可以在大約 25 到 40 秒(取決于工件尺寸和類型)的節(jié)拍內(nèi)依次執(zhí)行上述的加工步驟。同時(shí)平均換裝時(shí)間不到六秒。一種特殊的夾緊解決方案可構(gòu)成部件齒的“陰模”，并在整個(gè)過(guò)程中始終將其牢牢固定在適當(dāng)?shù)奈恢谩４送猓€可以使用 VL 1 TWIN 對(duì)固體材料鉆孔。錐齒輪的中心孔就是這樣產(chǎn)生的。
一方面，這臺(tái)機(jī)床的整體設(shè)計(jì)可以在極短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)極高的產(chǎn)量。另一方面，研發(fā)人員可通過(guò)嚴(yán)格的成本控制顯著降低每一條主軸的成本。這樣也能進(jìn)一步降低單件成本。
為提高產(chǎn)量，埃馬克研發(fā)人員將兩臺(tái) VL 1 TWIN 機(jī)床通過(guò) TrackMotion 工件輸送系統(tǒng)或機(jī)器人單元連接在一起。
同時(shí)關(guān)注工件質(zhì)量
一系列典型的埃馬克設(shè)備特性也確保了工件品質(zhì)和工藝可靠性。例如 VL 1 TWIN 采用 Mineralit® 制成的機(jī)床床身，可明顯降低車削過(guò)程中的振動(dòng)。低振動(dòng)所帶來(lái)的直接益處便是可以延長(zhǎng)刀具使用壽命，從而降低刀具成本。主軸箱可以自主移動(dòng)。這樣，如果在更換可轉(zhuǎn)位刀片后，就能對(duì)兩個(gè)工件的直徑和長(zhǎng)度(X/Z 方向)單獨(dú)進(jìn)行補(bǔ)償。另外，X 軸(包括線性測(cè)量系統(tǒng))中的無(wú)磨損線性驅(qū)動(dòng)裝置也同樣重要。其加速度高達(dá) 8 m/s2，并且具有極高的穩(wěn)定精度。所有線性軸中均配備閉環(huán)滾珠導(dǎo)軌，由此可進(jìn)一步提高精度。
通過(guò)機(jī)器人為 VL 1 TWIN 上料
埃馬克以非常靈活的方式開發(fā)了錐形齒輪的實(shí)際生產(chǎn)任務(wù)，包括其工件輸送系統(tǒng)和連接件在內(nèi)的具體生產(chǎn)任務(wù)，而且還能根據(jù)客戶要求進(jìn)行調(diào)整。工件傳輸?shù)幕A(chǔ)是一體化的上下料工件輸送系統(tǒng)。為提高產(chǎn)量，埃馬克研發(fā)人員可將 VL 1 TWIN 與性能強(qiáng)大的機(jī)器人單元和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)組合。他們會(huì)根據(jù)工件形狀精確地調(diào)整機(jī)械手。預(yù)先安裝的工件堆垛器可簡(jiǎn)化運(yùn)輸以及上下料。通過(guò)這種方式，一方面可將節(jié)拍縮短至 4.5 秒，并且可以輕松構(gòu)建單獨(dú)的工藝流程。另一方面，還可以將測(cè)量、打標(biāo)和清潔等其他工藝同時(shí)整合到同一節(jié)拍中。
另外，還可以使用之前提到的機(jī)器人單元，或者使用埃馬克的 TrackMotion 工件輸送系統(tǒng)(OP 10-OP 10、OP 10-OP 10)為兩臺(tái) VL 1 TWIN 上下料。在后一種情況下，由 TransLift(一個(gè)配備電動(dòng)機(jī)械手的升降翻轉(zhuǎn)滑臺(tái))從進(jìn)料帶上同時(shí)抓取毛坯件，并將它們運(yùn)送到機(jī)床中。這樣就可以快速連續(xù)地為兩臺(tái)機(jī)床上下料，不愧為一套性能強(qiáng)大的緊湊型四主軸解決方案。
緊湊型機(jī)床的高性能技術(shù)：配備雙主軸的 VL 1 TWIN 占地面積僅約五平方米。
對(duì)電動(dòng)汽車同樣重要
投資和生產(chǎn)成本低、節(jié)拍短、工藝可靠性高——在此基礎(chǔ)上，機(jī)床制造商們已為錐齒輪生產(chǎn)任務(wù)做好理想的準(zhǔn)備。“從傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)到純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器，差速齒輪對(duì)所有驅(qū)動(dòng)器類型都非常重要。如果您希望使現(xiàn)在的生產(chǎn)系統(tǒng)現(xiàn)代化，并為不斷增長(zhǎng)的產(chǎn)量做好準(zhǔn)備，那么您絕對(duì)應(yīng)該關(guān)注一下這項(xiàng)技術(shù)”，Loporchio 最后強(qiáng)調(diào)說(shuō)，“我們確信，VL 1 TWIN 是眾多錐齒輪制造商的理想解決方案。”