BUDERUS致力于未來(lái)的、柔性的、高效的生產(chǎn)方案——DVS UGrind機(jī)床系列

用于電驅(qū)技術(shù)中空軸的經(jīng)濟(jì)可靠的熱后精加工

這是一種致力于未來(lái)的、柔性的、高效的生產(chǎn)方案。坐落于德國(guó)黑塞中部阿斯拉爾市的BUDERUS 磨削技術(shù)公司已經(jīng)運(yùn)用創(chuàng)新型的DVS UGrind機(jī)床系列，解決了這個(gè)難題：此機(jī)床系列專(zhuān)為中小型軸類(lèi)零件及其相似部件熱后精加工研發(fā)，一次裝夾中靈活整合執(zhí)行了磨削、車(chē)削、銑削和測(cè)量操作，并具有直觀的可操作性和最高的機(jī)床穩(wěn)定性。以上這些特點(diǎn)使得這個(gè)機(jī)床系列成為復(fù)雜的電動(dòng)車(chē)傳動(dòng)零件高精加工的最佳解決方案，這個(gè)DVS旗下公司也有力地證明了它在電驅(qū)技術(shù)中空軸熱后精加工方面的成熟工藝。



在旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)零件大批量熱后精加工生產(chǎn)領(lǐng)域，工藝和刀具技術(shù)的不斷革新使得效率持續(xù)提高。因此，舉例來(lái)說(shuō)，高性能CBN材料能夠允許很大的切削速度，這種材料的應(yīng)用正在不斷縮短磨削過(guò)程中的純工藝時(shí)間，同時(shí)又能提高磨削刀具的使用壽命。與大批量生產(chǎn)相比，中小批量制造更加注重縮短加工時(shí)間和工件首次夾緊到要求的最終尺寸加工完成所需要的工作量，反而不太注重工藝和刀具壽命的優(yōu)化。比如電動(dòng)汽車(chē)傳動(dòng)零件的生產(chǎn)就是這種情況。

一次裝夾中的磨、車(chē)、鉆和測(cè)量工藝

DVS機(jī)床系列DVS UGrind給出了減少工作量的開(kāi)創(chuàng)性答案，DVS集團(tuán)借此將大批量生產(chǎn)精加工領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)運(yùn)用到中小批量生產(chǎn)中?；诙喙δ艿端烷_(kāi)發(fā)的內(nèi)置用戶(hù)界面所賦予的可視化操作性，制造相關(guān)零件的總體加工時(shí)間縮短了50%，于此同時(shí)又保證了最大的靈活性。根據(jù)客戶(hù)或者零件的特殊要求，此機(jī)床系列在一次裝夾中執(zhí)行磨、車(chē)、鉆和測(cè)量工藝，機(jī)床結(jié)構(gòu)非常緊湊，使得行程達(dá)到最短。內(nèi)置測(cè)量探針監(jiān)控加工過(guò)程直到獲得要求的最終尺寸，這就意味著不再需要費(fèi)時(shí)的如多次進(jìn)給和重復(fù)測(cè)量等的工藝。優(yōu)化的杠桿比例和天然花崗巖抗震床身保證了機(jī)床的高動(dòng)態(tài)和熱穩(wěn)定性，這樣就保證了要求的制造質(zhì)量的持續(xù)可重復(fù)性。



以上這些是運(yùn)用這個(gè)機(jī)床系列進(jìn)行電動(dòng)汽車(chē)傳動(dòng)零部件加工的最佳先決條件。由于這個(gè)領(lǐng)域的零件具有更大的相對(duì)轉(zhuǎn)速和傳輸力量、更高的同心度和更低的NVH，與形位公差相關(guān)的要求變得更加嚴(yán)格。這樣導(dǎo)致了相關(guān)零件愈加精密制造的必要性。BUDERUS 磨削技術(shù)公司借助DVS UGrind平臺(tái)，展示了電驅(qū)技術(shù)復(fù)雜結(jié)構(gòu)中空軸熱后精加工的應(yīng)用案例，此公司可靠又經(jīng)濟(jì)地滿(mǎn)足了這一前提。圖1所示為能在中空軸的不同表面執(zhí)行的多種加工操作，借助靈活多功能刀塔并配置相應(yīng)合適的刀具即可。



更加嚴(yán)格的形位公差要求最高的制造精度

首先，安裝在回轉(zhuǎn)范圍為270°的多功能刀塔上的測(cè)量探針會(huì)測(cè)量出一個(gè)水平面，目的是為了完全確定工件的軸向和旋轉(zhuǎn)位置，并保證所有長(zhǎng)度和一個(gè)復(fù)雜的花鍵面能被精確地契合。在此基礎(chǔ)上，控制系統(tǒng)會(huì)計(jì)算出最佳的進(jìn)給參數(shù)，隨后用一個(gè)CBN硬質(zhì)銑刀精確地加工花鍵。之后用一個(gè)裝有兩個(gè)刀片的復(fù)合鋼質(zhì)車(chē)刀架將左右兩側(cè)所有平面進(jìn)行高精熱后車(chē)削，幾個(gè)不同外徑的CBN砂輪完成后續(xù)工藝，加工至最后一微米。為了精準(zhǔn)磨削長(zhǎng)外徑，先在幾個(gè)不同的點(diǎn)進(jìn)行切入，然后從左到右磨削去除余量。CBN磨削砂輪由于它極其精細(xì)的磨粒而性能突出，隨后被用于中空軸密封座部位的精加工，在此過(guò)程中獲得的表面粗糙度Rz< 1 µm。借助在線(xiàn)測(cè)量裝置對(duì)參考外徑的加工過(guò)程進(jìn)行測(cè)量和控制。根據(jù)此參考確認(rèn)其他外徑。由于所有加工操作的執(zhí)行都在一次裝夾中完成，減少了準(zhǔn)備時(shí)間和手動(dòng)操作步數(shù)，同時(shí)完全避免了重復(fù)裝夾所產(chǎn)生的誤差。高質(zhì)量和高性能的刀具和很短的行程路徑使得節(jié)拍變得最短。



靈活的機(jī)器人自動(dòng)化單元和集成式的安全系統(tǒng)

為了進(jìn)一步確認(rèn)總體工藝的生產(chǎn)性，裝配了一個(gè)臂展1.6米的6軸機(jī)器人負(fù)責(zé)機(jī)床上下料。通過(guò)機(jī)器人完成中空軸上下料，從料道系統(tǒng)對(duì)工件進(jìn)行預(yù)置位，料道系統(tǒng)上可以安裝一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)，用精確探測(cè)二維碼的方式為用戶(hù)實(shí)現(xiàn)每個(gè)中空軸的可追蹤性。當(dāng)采用這種制造方案時(shí)，安全性也是一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題：一個(gè)傳感器控制的安全系統(tǒng)采用光幕的方式覆蓋了整個(gè)加工區(qū)域，這樣就能保證如有物體進(jìn)入保護(hù)區(qū)域，上下料過(guò)程就會(huì)立即停止。