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EMAG公司的 VLC 500型加工中心正在進(jìn)行大型部件的銑、鉆孔等復(fù)合加工作業(yè)

應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電裝置或汽車領(lǐng)域的大型部件加工作業(yè)中，為了達(dá)到部件加工的高精度要求，通常將加工作業(yè)細(xì)分成不同工種加以實(shí)施。每次變換工種作業(yè)時(shí)，須更換工作臺(tái)夾緊裝置，而每次換裝也威脅著大型部件的質(zhì)量。而在EMAG多功能加工中心中，大型工件用一加裝轉(zhuǎn)軸垂直地布置在機(jī)床加工刀具上方，該機(jī)床可加工直徑最大為1200?mm、最大重量為1.5?t的大型部件。

目前，中國(guó)和歐洲風(fēng)力發(fā)電裝置以及汽車的產(chǎn)量不斷升高，從南美到亞洲的相關(guān)市場(chǎng)上，風(fēng)力發(fā)電裝置和汽車的產(chǎn)量也在不斷提高。大型部件切削加工作業(yè)呈現(xiàn)出一派繁榮火熱的景象。根據(jù)德國(guó)貿(mào)易與投資機(jī)構(gòu)(GTAI)的外貿(mào)專家給出的數(shù)據(jù)表明，與2010年同期相比，2011年上半年巴西載貨汽車的產(chǎn)量提高了12%。2010年中國(guó)的載貨汽車產(chǎn)量是2009年產(chǎn)量的3倍。此外，一些國(guó)家的鐵路建設(shè)也出現(xiàn)了蓬勃發(fā)展的機(jī)遇。據(jù)德國(guó)貿(mào)易與投資機(jī)構(gòu)(GTAI)預(yù)計(jì)，由于2018年將承辦世界杯足球賽，俄羅斯將投資850億歐元，用于發(fā)展鐵路系統(tǒng)。

對(duì)結(jié)構(gòu)部件質(zhì)量的高要求

為提高產(chǎn)品質(zhì)量，上述行業(yè)一致把目光投向了大型部件的加工：風(fēng)力發(fā)電裝置中的行星式裝置的支柱、汽車制動(dòng)盤、火車車輪的加工制造等。這也對(duì)大型部件的加工提出了挑戰(zhàn)，就是這些大型部件的生產(chǎn)和加工質(zhì)量必須符合高標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)檫@些大型部件在以后的使用中承載的負(fù)荷會(huì)異常大。

例如，一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電裝置平均的使用壽命為120?000?h。也就是說必須經(jīng)受住長(zhǎng)達(dá)20年大風(fēng)的負(fù)荷。同時(shí)，部件加工企業(yè)以前通常是加工靈活的小型部件，加工生產(chǎn)設(shè)備不需進(jìn)行復(fù)雜換裝。而加工大型部件需要改換加工裝置的設(shè)計(jì)，這在實(shí)踐中是不可想象的。現(xiàn)在，很多零部件加工企業(yè)接受了大型部件加工任務(wù)后，仍在原來的工位相互連接的多級(jí)加工工序整體加工線上進(jìn)行加工。而EMAG公司采取了完全不同的方式來加工大型部件，也就是在VLC加工中心完成大型部件的加工。

大型部件加工在VLC加工中心上可完成大型部件所需的車削、鉆孔、打眼、銑、打磨以及滾花等多道加工程序。一面用一個(gè)Pick-up-Spidel轉(zhuǎn)軸加裝大型部件，另一面將大型部件與加工中心的加工區(qū)相連。各加工程序在同一臺(tái)機(jī)床上完成，采用的是同一個(gè)工裝夾具。因此，該機(jī)床帶有一個(gè)車削刀具緊固裝置、一個(gè)銑床主軸和一個(gè)更換工具裝置。對(duì)大型部件加工時(shí)，只需在加工中心上進(jìn)行一次裝卡，即可確保工件加工的尺寸符合規(guī)格，加工表面質(zhì)量穩(wěn)定。

圖1 ?EMAG公司的 VLC系列加工中心具有多種功能，適用于大型工件的復(fù)合加工

大型工件和加裝轉(zhuǎn)軸垂直地布置在機(jī)床的加工刀具上方

VLC 1200機(jī)床可對(duì)大型部件進(jìn)行一系列的加工作業(yè)。目前，這種連接Pick-up-Maschine轉(zhuǎn)軸的VLC 1200機(jī)床在世界上同類設(shè)備中是最大型的機(jī)床，可用來加工直徑最大為1200?mm、最大重量為1.5?t的大型部件。盡管加工的部件特別大，加工產(chǎn)品的質(zhì)量與EMAG公司的用Pick-up-Maschine轉(zhuǎn)軸將工件垂直布置在刀具上方的其他所有機(jī)床的產(chǎn)品加工質(zhì)量完全相同。

為了進(jìn)一步介紹VLC 1200機(jī)床加工大型部件的優(yōu)勢(shì)，下面將說明這種加工機(jī)床的結(jié)構(gòu)。大型工件和加裝轉(zhuǎn)軸垂直地布置在機(jī)床的加工刀具上方，將工件送到加工工位和從加工工位上移開均使用同一輸送系統(tǒng)。這樣便避免了因心軸上有切削過程產(chǎn)生的碎屑而產(chǎn)生的熱能傳導(dǎo)給加工部件。而這個(gè)優(yōu)點(diǎn)對(duì)操作人員少的自動(dòng)化大型部件加工作業(yè)來說是一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)。

用機(jī)床的測(cè)量按鈕控制作業(yè)

EMAG公司對(duì)大型部件硬加工所做出的另一個(gè)貢獻(xiàn)是質(zhì)量檢驗(yàn)。為設(shè)置大型工件加裝轉(zhuǎn)軸也就意味著要進(jìn)行很大的投資，而加工作業(yè)中出現(xiàn)錯(cuò)誤的后果同樣是加大不必要的成本。為了解決這一個(gè)問題，EMAG 公司VLC 1200機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師們使用電子數(shù)據(jù)處理的方法解決了這一問題。用機(jī)床上的測(cè)量按鈕便可控制大型工件加工作業(yè)，測(cè)量的精度為 2?μm。

EMAG公司VLC機(jī)床可用于各個(gè)不同領(lǐng)域的大型部件加工。如：有風(fēng)能發(fā)電裝置生產(chǎn)廠家使用VLC 500機(jī)床用來加工風(fēng)能艙的傳動(dòng)器，每周可加工120個(gè)部件。這120個(gè)結(jié)構(gòu)件分為6種不同類型的部件，最多需更換48種不同的加工工具才能完成這些部件的加工。這些數(shù)據(jù)表明了VLC機(jī)床的靈活性，在同一加工中心，在加工不同大型部件時(shí)，完全不需要對(duì)機(jī)床進(jìn)行費(fèi)時(shí)費(fèi)力的改裝。而且，使用VLC機(jī)床加工的部件完全能夠達(dá)到所要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

VLC 1200機(jī)床轉(zhuǎn)軸的凸緣可以承受大型部件和包括加緊件在內(nèi)共達(dá)3?t的重物，可用于鐵路運(yùn)輸列車車輪和制動(dòng)片的加工，部件的整個(gè)加工過程需使用36種不同加工工具。機(jī)床轉(zhuǎn)軸的X軸和Z軸在短時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的推力最大扭矩為13?000?N?m。與以前的加工方法相比，采用一體化的VLC機(jī)床加工大型部件最多可省時(shí)80%。

圖2 ?EMAG公司的VLC 800加工中心使用整塊鋼制夾具和5種加工刀具加工載貨汽車輪輞

VLC加工中心降低裝備費(fèi)用

VLC加工中心具有多種功能，除上述介紹的使用范圍外，還適用于建筑機(jī)械、載貨汽車以及農(nóng)用機(jī)械大型部件的加工。普通加工方式通常需配備3~4臺(tái)機(jī)床，那么，加工設(shè)備的裝備費(fèi)用會(huì)增加，而VLC加工中心不同之處是減少了多個(gè)加工機(jī)床的設(shè)置。

VLC加工中心更大的意義是，該加工作業(yè)中心的設(shè)備為模塊式的結(jié)構(gòu)，可根據(jù)用戶的需求加以利用。此外，VLC加工中心適應(yīng)性高，可安裝一個(gè)或兩個(gè)工具轉(zhuǎn)臺(tái)。EMAG公司的 VLC 500、VLC 800和VLC 1200大型部件加工中心可以滿足各種不同的大型部件打磨及其他各種硬加工作業(yè)的要求。