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铁路与轨道交通 |
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大批量生产：高速列车车轮的整体加工 |
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作者：德国DVS Group 来源：雅式工业专网 |
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德国PITTLER T&S GmbH是一家中等规模的机床制造企业，主要制造单主轴和双主轴的立式车铣加工中心。过去3年以来尤其在生产特高质量和性能的高速列车的车轮、刹车盘和驱动电机壳体等方面取得了突破。该公司的应用工程师对双主轴车削加工中心进行了优化，使得在3班制运行的情况下在一台机床上能年产40,000只车轮。
加工过程中细节无所不在
生产中，为适应高韧性材料而选用比较保守的切削速度，但同时采用超大进给量、使用圆弧刀片，切削截面达约20m㎡。加工结果显示，达到了极低的单件工时(约12分钟)，与单主轴车削加工中心在恒定转速、双刀架同时切削的加工方法相比，可节约超过30%的加工时间。
实际生产中，可将双主轴车削加工中心作为“加工单元”使用，或是将其集成到生产线中。两个主轴同时工作，但加工的是两个不同的工件(双工位)。
高质量的车轮需要高性能机床
因此可以用恒定的切削速度、在切削时间优化的条件下进行加工。而得益於切削条件始终保持相同，刀具的使用寿命得以延长。根据工件的工艺要求，需两次装夹，即工件的每一边需要一个工序，整体加工都在这一台机床上完成。
自动上料後在主轴慢速旋转的情况下，自动检查工件的加工余量，并考虑到毛坯的动态不平衡性和园跳动。
当批量生产时，由於锻模的磨损，工件毛坯的加工余量会有很大波动。检查後自动调用合适的NC加工程序—这些程序储存在机床的数控系统内供选用。
然後就开始切削第一道，如果需要就在某些段切削二道，操作者无需人工干预。两个主轴同时工作，每个主轴上有一个刀具参与切削，用恒定的切削速度，即在优化的、保持相同切削条件情况下进行加工。
在高压且大流量的切削液条件之下进行切削，切削过程中始终以高压高量冲洗切屑。为了不让由韧性材料产生的长切屑影响加工，用碎屑机将其切碎後再输送至排屑器排出。
整体加工所用的刀具装在一个万能刀具转塔 ，使因换刀所损失的时间降到最少(约2秒)。万能刀架配备有3个车刀接口，并配有一个电主轴用於需要驱动的刀具。刀具由动力夹紧，且磨损後可自动从刀库 更换。取决於磨损状况的换刀动作是在更换工件时进行(上、卸工件)，这样就没有任何时间损失。
自动上卸料的双主轴车削加工中心单机，年产能力为约40,000只车轮
实时监控：加工过程尽在掌握
在加工区域上方装有一个摄像机，监视切削过程。可以在控制屏幕上观测，如果是生产綫则通过中央控制台观测。同时，对切削力进行监控，一旦发现刀刃磨损过度或断裂就及时中断切削过程并更换相应的刀刃。当刀刃断裂时也是从刀库 换刀，但在操作者监视下，操作者应判断刀刃断裂的原因并采取相应对策。
加工单元由一个集成在拖板上的装载机构装卸工件。物流(车轮的进、出)由一个穿梭机穿过机床的基体完成。根据客户要求，该穿梭机可以在机床的前面或後面装卸工件，工件的翻转动作则在机床外部自动完成，即在穿梭机上有3个工件位置：1个用於毛坯，1个用於已翻转的工件，1个用於成品件。
在生产线(由2至3台机床组成)上，工件装卸由线性龙门式装卸机构自动完成。两个互相独立的滑车各有一个动力抓手用於抓取不同直径的工件(可编程)，它们在防碰范围内运动，使得滑车的向下綫性运动保持在安全区域内。因此该设备范围内可以走人，不受限制，每台机床的加工过程也能被视像监控，新刀具也可被换入刀库内。
一条由2 x 3 台机床组成的生产綫能年产约240,000只车轮
卸工件时，上述抓手可在切屑槽上方翻转，以便清理工件上的切屑和冷却液。先由2号滑车卸下2号主轴上的工件，清理循环在两个主轴之间进行，然後该滑车离开机床范围，而此时1号主轴还在加工。随後，1号滑车从上面进入1号加工区域，卸下工件并驶向两个主轴之间的清理循环，同时翻转工件，将清理好的工件放到2号主轴的卡盘上。
然後，1号滑车抓取1件已准备在机床旁的工件毛坯，将其装载到1号主轴上。於是，加工循环又从检查加工余量开始。每次车削过程结束後，刀架将电主轴转入以加工压孔和紧固装配孔。万能刀架能旋转至所需角度。所需的各种钻头都能从刀库自动换入到电主轴中。加工完毕後工件在一个机床外部的激光刻录机上打标，刻上所有的重要数据，令车轮的加工路径有据可查。
通常，一套自动设备由3台机床组成，并排地放置相同的两套。两套设备可由一个操作者操作，一台带多个显示器的中央操作台供其使用。运行过程中，操作者只需照看磨损刀具的更换。而工件毛坯和成品件的输送由厂房内的天车（操作者可控）完成。(end)
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(1/14/2010) |
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