实现传动部件的柔性生产

黄小华

       

实现传动部件的柔性生产

        图1  不同的车桥零件

        海科特为北奔重卡车桥子公司提供的柔性生产线可用于加工5种不同的车桥零部件，该生产线由3台海科特HEC 500卧式加工中心和Fastem自动上下料系统组成，不仅运行稳定，而且加工质量和效率极好。
        众所周知，斯达拉格集团是全球顶尖的高档机床供应商，其产品涵盖机械加工领域的铣削、车削、镗削和磨削等各类加工中心，用于中型到大型金属和复合材料零件的精密加工。集团旗下拥有Heckert（海科特）、Berthiez（贝蒂）、Bumotec（宝美）、D?rries（多列斯）、Droop+Rein（杜普莱恩）、Scharmann（沙尔曼）、SIP（西普）、Starrag（斯达拉格）、TTL和WMW等品牌。近日，海科特向北奔重卡车桥子公司交付了一套柔性生产线，用于多种车桥部件的自动化加工。同时，海科特还为客户提供培训服务，其应用工程师在现场提供生产支持，直至客户理解和掌握整套工艺。
        多样的客户需求
        包头北奔重型汽车有限公司（以下简称“北奔重卡”）是由中国兵器工业集团公司、中国北方工业公司及内蒙古第一机械制造（集团）有限公司等数家公司共同出资组建的国有股份制汽车企业，是20世纪80年代后期国家为改变汽车工业“缺重”局面，打造国内重车品牌，实施“高起点、高标准、高品质”战略决策的重点项目。北奔重卡车桥子公司是生产重型卡车车桥、中高档客车车桥及底盘零部件的专业厂。具备年产10 000台整车所需车桥的配套生产能力，生产车桥达20个品种。其中，重型卡车车桥有7 t全驱动前桥、7.5 t非驱动转向前桥、13 t贯通传动桥及13 t驱动后桥等。

       

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        图2  HEC 500

        由于北奔重卡车桥子公司生产多种型号的重型卡车，不同型号的卡车所配的车桥部件不尽相同。其本次选用的柔性生产线系统主要用于加工5种不同的车桥零部件，年产量要求为50万件，5种零部件的单件加工时间要求10～12 min。5种零部件均有很高的精度要求，例如两面加工的同心度要求为0.02 mm，面平行度为0.02 mm，垂直度为0.015 mm，孔的位置精度为±0.02 mm。图1为不同的车桥零部件。海科特针对客户的不同车桥零部件进行了详细的工艺分析，为每种零件开发出整套的加工解决方案。
        完美的加工方案
        海科特向北奔重卡车桥子公司交付的柔性生产线由3台海科特HEC 500卧式加工中心（见图2）和Fastem自动上下料系统组成。

       

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        图3  Fastem生产线

        HEC 500由3个直线轴（X/Y/Z轴）和一个旋转工作台（B轴）组成。床身采用铸铁材料，保证优异的静态和动态刚性，机床在重切削时也不会产生振动。由于车桥零部件的毛胚材料为GGG40球墨铸铁，该配置尤其满足客户的重切削要求。HEC 500具有良好的动态性能，直线轴的快速进给达到60 m/min，工作台的转速达到80 r/min。HEC 500配有可靠的刀具交换系统，配合不同的进给速度，屑-屑换刀时间仅5 s。双托盘配置可以在加工的同时准备工件。良好的动态性能和可靠的刀具和工件交换大大缩短了机床的闲置时间。
        Fastem自动上下料系统由双层42个托盘、2个上下料工位以及1个控制工位组成。实际生产中，操作人员在空闲的上下料工位装夹工件，之后机械手将装好的工件和夹具传输送至托盘库的空闲位置，或直接传送至HEC 500的空闲托盘上。当某台HEC 500加工完成后，机床自动进行托盘交换，加工完的工件转至机床待加工区，新的工件移至加工区域。机械手将该机床上加工完的工件传送至空闲的上下料工位，由操作人员手工卸载工件。图3为Fastem生产线。

       

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        图4  机械夹具

        为适应不同大小和形状的车桥零部件的装夹，海科特设计出一种多功能机械夹具（见图4）。该夹具采用手工操作，可用于不同车桥零部件，操作简单、可靠性高。由于车桥零部件有多个表面和孔需要加工，根据海科特的新工艺，工件在前道工序完成“一面两销”后，在HEC 500上只需1次装夹，加工完的车桥零部件可直接用于装配。海科特与刀具制造商密切合作，开发出了特殊的多功能刀具。此外，海科特还调整了刀库设计，80刀位的链式刀库可以安装最大直径325 mm，最大长度700 mm的超大刀具。
        在整套解决方案中，培训是重要环节。海科特将工艺相关的所有因素，包括工艺路线、夹具图样、刀具设计、节拍分析和数控程序等整理成文档，交付给客户。其应用工程师在现场提供生产支持，直至客户掌握整套工艺。
        结语
        目前，这套柔性生产线状况良好，工艺方案运行稳定，日加工零件200件以上，客户对此非常满意。凭借品质优秀的加工中心和雄厚的交钥匙工艺能力，海科特不仅拥有众多国际知名的汽车制造商客户，也赢得了国内各大汽车制造企业的青睐和信任。