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

應用于風力發(fā)電裝置或汽車領域的大型部件加工作業(yè)中，為了達到部件加工的高精度要求，通常將加工作業(yè)細分成不同工種加以實施。每次變換工種作業(yè)時，須更換工作臺夾緊裝置，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)軸垂直地布置在機床加工刀具上方，該機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，中國和歐洲風力發(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市場上，風力發(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)德國貿(mào)易與投資機構(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年中國的載貨汽車產(chǎn)量是2009年產(chǎn)量的3倍。此外，一些國家的鐵路建設也出現(xiàn)了蓬勃發(fā)展的機遇。據(jù)德國貿(mào)易與投資機構(GTAI)預計，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)。

對結構部件質(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：風力發(fā)電裝置中的行星式裝置的支柱、汽車制動盤、火車車輪的加工制造等。這也對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)量必須符合高標準，因為這些大型部件在以后的使用中承載的負荷會異常大。

例如，一臺風力發(fā)電裝置平均的使用壽命為120?000?h。也就是說必須經(jīng)受住長達20年大風的負荷。同時，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)設備不需進行復雜換裝。而加工大型部件需要改換加工裝置的設計，這在實踐中是不可想象的。現(xiàn)在，很多零部件加工企業(yè)接受了大型部件加工任務后，仍在原來的工位相互連接的多級加工工序整體加工線上進行加工。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機床上完成，采用的是同一個工裝夾具。因此，該機床帶有一個車削刀具緊固裝置、一個銑床主軸和一個更換工具裝置。對大型部件加工時，只需在加工中心上進行一次裝卡，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合加工

大型工件和加裝轉(zhuǎn)軸垂直地布置在機床的加工刀具上方

VLC 1200機床可對大型部件進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機床在世界上同類設備中是最大型的機床，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床的產(chǎn)品加工質(zhì)量完全相同。

為了進一步介紹VLC 1200機床加工大型部件的優(yōu)勢，下面將說明這種加工機床的結構。大型工件和加裝轉(zhuǎn)軸垂直地布置在機床的加工刀具上方，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)生的熱能傳導給加工部件。而這個優(yōu)點對操作人員少的自動化大型部件加工作業(yè)來說是一個很大的優(yōu)勢。

用機床的測量按鈕控制作業(yè)

EMAG公司對大型部件硬加工所做出的另一個貢獻是質(zhì)量檢驗。為設置大型工件加裝轉(zhuǎn)軸也就意味著要進行很大的投資，而加工作業(yè)中出現(xiàn)錯誤的后果同樣是加大不必要的成本。為了解決這一個問題，EMAG 公司VLC 1200機床結構設計工程師們使用電子數(shù)據(jù)處理的方法解決了這一問題。用機床上的測量按鈕便可控制大型工件加工作業(yè)，測量的精度為 2?μm。

EMAG公司VLC機床可用于各個不同領域的大型部件加工。如：有風能發(fā)電裝置生產(chǎn)廠家使用VLC 500機床用來加工風能艙的傳動器，每周可加工120個部件。這120個結構件分為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機床的靈活性，在同一加工中心，在加工不同大型部件時，完全不需要對機床進行費時費力的改裝。而且，使用VLC機床加工的部件完全能夠達到所要求的質(zhì)量標準。

VLC 1200機床轉(zhuǎn)軸的凸緣可以承受大型部件和包括加緊件在內(nèi)共達3?t的重物，可用于鐵路運輸列車車輪和制動片的加工，部件的整個加工過程需使用36種不同加工工具。機床轉(zhuǎn)軸的X軸和Z軸在短時間轉(zhuǎn)動時的推力最大扭矩為13?000?N?m。與以前的加工方法相比，采用一體化的VLC機床加工大型部件最多可省時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，還適用于建筑機械、載貨汽車以及農(nóng)用機械大型部件的加工。普通加工方式通常需配備3~4臺機床，那么，加工設備的裝備費用會增加，而VLC加工中心不同之處是減少了多個加工機床的設置。

VLC加工中心更大的意義是，該加工作業(yè)中心的設備為模塊式的結構，可根據(jù)用戶的需求加以利用。此外，VLC加工中心適應性高，可安裝一個或兩個工具轉(zhuǎn)臺。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。