减少工作夹具提高工件数量牵引机

减少工作夹具，提高工件数量

减少工作夹具，提高工件数量 2011年12月04日 来源： 众所周知，瓦尔特(Walter)股份公司是业内领先的工具和可转位刀片生产商．但是并不是所有人都知道，这家位于图宾根(Tübingen)的公司还提供完整的加工方案。早在2005年中期就可以非常清楚的预见到，慕尼黑曼( MAN)商用车辆股份公司的轴与变速箱部门、重型载重卡车部门，汽车轮毂的车削生产能力很快就将不再能满足要求了。由于这方面需求的不断上升，必须找到新的加工解决方案。汽车轮毂通过GGG50被旋转，其外径大约为400毫米，重15千克(如图1所示)。如同个人小汽车一样，制动单元被安装在其内部，而汽车轮毂则在其相应的外环位置进行装配(如图2所示)。

图1 没有“轻量级选手”：重型卡车的轮毂由GGG50旋转，其外径为400毫米，制造完成时重量约为15千克。

图2 重型载重卡车轴承。与个人小汽车没有很多的不一样。在存在的轮毂轴的位置内部是制动装置，而外部则是轮毂。

在此之前，一直都是采用两台Hessapp DV90-2型号机床的3个工作夹具来生产汽车轮毂的。这个机床拥有两个工作主轴及两个的旋转式袭置，每4个刀具站带有一个VDI 接口(如图3所示)，在一个机床上先粗略加工工件(第一个工作夹具)，然后对工件进行表面加工处理(第二个工作夹具)，接下来在第二个机床下对工件进行最后的完工处理(第三个夹具)。“我们的想法是将来我们可以在任何一台机床上用两个夹具完成对工件的加工处理，由此可以缩短机床加工时间并提高加工工件的教量。”生产准备及工具机构的负责人Tobias Oberprieler(图4)解释说。为了能获得一个完整的解决方案，受(MAN)股份公司接洽了更多的刀具供应商，但是只有位于图宾根的瓦尔特(Walter)股份公司提供了一个相应的解决方案。

图3 在曼股份公司，重型载重卡车的轮毂在两个型号为Hessapp DV90-2的机床上旋转。此机床拥有两个4面的旋转装置。这个加工的解决方案源自瓦尔特公司。

图4 Dietmar Grabner(左)，瓦尔待公司销售；Tobias Oberprieler，产准备及工具机构的负责人

可以说这个要求是相当复杂而找堆以实现的，在一定程度上加工必须在大脑里被想象出来。到目前为止所使用的刀具组由16个不同的车削刀具组成，这代刀具分别分布在这两个机床上。为了能在每台机床上都有工件被加工，刀具的数量必须被平分，而且每个刀具都必须作为二分的多功能刀具使用(如图5所示)。

图5 瓦尔待公司的刀具被定义为多功能刀具，比如说他们既用于外加工也用于内加工。这里使用的切削材料是Tigertec系列的‘WAK10’和‘WAK20’。

问题的解决方案：多功能刀具这就是说．刀具应当在两个工作过程中都可用，例如一个外加工和一个内加工过程。刀具分别在前进装置和回动机构中工作。多功能刀具的设计方案不再需要频繁换刀，从而节省了换刀时间，由此，可以看出这个方案的一个主要优势。另外的一个主要影响是，通过引入多功能刀具可以使夹具1和夹具2合二为一。根据加工的刚性要求可以选择Tigertec系列的WAK10和WAK20刀片，这里所使用的Tigertec系列切削刀片是一种非常高效的切削材料，这种切削材料碎屑排除效率高，从而又节约了主要加工时间。带有辅助切削功能的擦拭物保证了在高进给时的表面处理。尽管铸铁和其他一些特殊材料的性能很好，但是为了达到其最好的耐久性及其它特性，在拐角处的钻孔我们使用带绝缘切削材料的可转位刀片调节定位。尽管这样做以后紧接着必须对拐角进行再处理，但由于对拐角进行加工处理的工艺是简单而且不耗时的，这种拐角处理的方法在某些情况下可以赢得更高的工艺安全性。具有挑战性的夹具因为留给夹具口的抓取范围只有几个毫米，所以这个轮毂的夹具的设计被认为是一个特殊的挑战。另外因为在加工的过程中不能进行夹具的更换，所以两个夹具必须被安装在同一个夹钳上，这又是一个难点与挑战。在这个图宾根刀具供应商的引导和推进下．德国雄克公司(Schunk) 提供了相应的夹具技术(如图6 所示) 。尽管只有非常狭小的箝位，但是在粗加工时碎屑的厚度仍可以达到4到6毫米。“为了能成功的贯彻执行这样一个面临了很多不同层面上的问题的项目，一个首要条件就是：紧密的团队合作”, 瓦尔特公司的大客户销售Dietmar Grabner(见图4)着重强调说。如果与使用者之间没有完美的合作，刀具及夹具技术供应商不可能在九个月的时间内将这个设想真正开始付诸实现。但是根据签订的合同，这个项目必须立刻开始执行，因为采购这样一种要求很高的零件也是相当困难的。Gräbner补充说，“当然这个项目是经历了许多显而易见的风险的。我们当初也没有竞争时手，许多人怀疑改进后的加工是否能象现在这样正常进行。”紧密的团队合作推进了这个生产项目的开始。为了可转位刀片更换能被固定，为了获得在安排好的周期内的工件数量，曼和瓦尔特公司的员工一起绞尽脑汁的思索好一个刀具的最优削参数，在现有的加工情况下，单独更换每个用旧的可转位刀片基本上没有什么意义。

图6 Knappe Sache：为了确保汽车轮毂的定位，由雄克(Schunk)公司供应的夹具系统仅仅预留了几个毫米的抓取范围。

“借助于这个新的加工概念我们用Hessapp机床进行生产时每个班次生产的轮毂数量由以前的60个上升到现在的80个”，Tobias Oberprieler十分肯定的说。在曼商用车辆股份公司每天排三个班次，周工作七天，那么我们可以得出每台机床每年可以生产的轮毂数从为87,360个，而以前能生产的轮毂数量是65,520个(如表格所示)。

新的加工概念得出在瓦尔特股份公司承接Ratio项目之后，数量比以前提高了1/3。

由于汽车轮毂这方面的需求继续上涨，所以在这期间公司决定要购买两台新的机床，在不久的将来这两台新的机床既是对现在使用的两台Hessapp机床的一个补充，又可以互相替代。工具机构的负责人十分确定，这个由瓦尔特公司提出的已经被实践证明了的加工解决方案，虽然只用于很少的特殊机床匹配，但一定会被接受和采纳。作者介绍：Klaus-Dite了Enderle博士是图宾根瓦尔特股份公司的培训经理及PR专业负责人。Email: Klaus.enderle@walter-ag.de (end)

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