在汽車制造業(yè),“平臺戰(zhàn)略”的理念非常簡單,但是卻十分有效:制造商不再針對每種款型生產(chǎn)完全獨特的發(fā)動機、變速器和部件,而是針對類似車型大量使用“通用件”。這導致了產(chǎn)量大增,研發(fā)費用和單位成本降低。然而隨之而來的生產(chǎn)熱潮直接導致了一個問題,使用什么技術(shù)才能有效地管理產(chǎn)量增長——尤其是,大部分部件的加工要求越來越精準。
正是在這一背景下,EMAGECM目前研發(fā)出新的數(shù)控機床,將電化學金屬加工(ECM)這項革新技術(shù)與汽車部件的高速批量生產(chǎn)需求結(jié)合起來。目前,配備多進程模塊(MPM)的新型ECM設(shè)備已在一家汽車供應商成功運行,它能夠在數(shù)秒內(nèi),為汽車發(fā)動機生產(chǎn)出高質(zhì)量的噴油嘴。
現(xiàn)代化汽車生產(chǎn)中,所面臨的決定性挑戰(zhàn)可以用“批量和質(zhì)量”這一關(guān)鍵詞很好地概括。各個部件必須高精度生產(chǎn)且無瑕疵地出廠。同時,各個加工步驟必須在短短幾秒鐘之內(nèi)完成。柴油發(fā)動機的噴油嘴就是一個好例子:每個六缸發(fā)動機上配有六個噴油嘴。與此同時,相同的噴油嘴也可用于其他不同的發(fā)動機。因此,在原始設(shè)備制造商的生產(chǎn)網(wǎng)絡中,供貨商需要生產(chǎn)提供大量噴油嘴,并且每個噴油嘴的精度極高,所以燃油噴射過程將以同樣的精確度進行。現(xiàn)在如何才能更有效地保證噴油嘴產(chǎn)量的增長?“
當我們開始研發(fā)新型的ECM機床時,我們就考慮到此類和類似的部件”,EMAGECM公司管理層成員RichardKeller解釋說,該公司是電化學金屬加工(ECM)技術(shù)企業(yè),隸屬于埃馬克集團,總部位于德國小鎮(zhèn)Gaildorf,“我們的首要目標是在單臺機床中,盡可能多的集成加工及輔助工藝——包括不同的ECM工位、工件輸送系統(tǒng)以及最終清洗和保護涂層。為此可根據(jù)任務要求采用不同的工藝模塊,其功能和數(shù)量均可根據(jù)工作任務靈活調(diào)整。每項工藝過程均通過內(nèi)置的工件輸送系統(tǒng)相互聯(lián)接。最后,設(shè)備輸送出完美無缺的部件?!?/p>
ECM巨大的優(yōu)勢使用戶受益無窮。例如,即使在加工硬度極高的材料時,也可保證所使用刀具的磨損為最低,正如此處展示的整體葉盤加工。而且工件不會因受熱而有任何損壞,加工精度在微米范圍內(nèi)。
行程短——占地小
這可為用戶帶來眾多好處,這一點顯而易見:一方面,一體化結(jié)構(gòu)的機床占地小——例如清洗等工藝不再需要在外部設(shè)備中完成。另一方面,在結(jié)構(gòu)緊湊的機床內(nèi)行程非常短。借助集成的桁架輸送系統(tǒng)將部件從一個模塊輸送到下一個模塊。但所使用的BoschRexrodt夾持技術(shù)必須為此專門進行調(diào)整——目標是,與之前的系統(tǒng)相比,所需的占地空間減少一半,以確保機床的緊湊性。同時該技術(shù)具有高動態(tài)性及高精度性。最終實現(xiàn)通過現(xiàn)有模塊以秒為單位對部件進行加工。
至于使用哪些清洗模塊和ECM模塊,則取決于所要生產(chǎn)部件的要求。所以,EMAGECM為每個客戶個性化配置MPM設(shè)備。例如可將標準的四個ECM工位擴展至最多六個ECM工位。每個工位又可同時加工如4、8或者12個部件。同時該機床既可進行每個ECM工位單獨的工藝加工(例如:OP10、OP20、OP30和OP40),或者同時進行所有ECM工位工藝重復加工(例如:4xOP10),以進一步提高機床的生產(chǎn)量。無論哪種選擇,用戶都可從電化學金屬加工技術(shù)中受益。例如可以將使用的刀具磨損降至最低。此外整個加工過程不會對工件造成熱損傷。因為它是通過一種幾乎不接觸的技術(shù)實現(xiàn):借助直流電源或脈沖源將工件化作為陽極而刀具化作為陰極。在這兩種電極之間流動的電解液可以分離工件上的金屬離子。由于鏡像原理,刀具陰極的形狀即可塑造所需的工件幾何形狀,所以材料僅在需要的地方被移除。此項技術(shù)大大簡化了一系列部件的工序,同時ECM技50術(shù)無需再加工毛刺。“一個巨大的好處是,客戶無需投資去毛刺機床而且還減少了機床的占地面積”。Keller強調(diào)說。
基本原理起到極大作用
基本原理起到極大作用:在液體狀電解液中,陽極和陰極之間會產(chǎn)生電荷交換,其以極高的精度對工件進行有針對性的加工。
汽車制造行業(yè)中的多種應用可能性
“噴油嘴”的示例
在“噴油嘴”的示例中,配備多進程模塊的新型ECM設(shè)備在使用中已凸90顯多項優(yōu)勢。單個噴油嘴的加工僅用時15秒。
在“噴油嘴”的示例中,配備多進程模塊的新型ECM設(shè)備在使用中已凸顯多項優(yōu)勢。加工單個噴油嘴僅需15秒,在一臺機床中,配備的四個ECM工位、兩個清洗工位和一個保護涂層工位,每個ECM工位都可以同時加工4個工件。此外,整個加工過程達到了無法想象的精確度。在個性化配置的MPM機床上還可加工其它什么部件?“汽車制造中適合的部件范圍非常廣泛”,Keller回答說?!捌浞秶缮婕皬臏u輪及其外殼,以及凸輪和活塞以及各種傳動元件,諸如同步件和驅(qū)動軸等。根據(jù)要求,使用ECM可完成表面加工、鉆孔和拉削工序或者去毛刺等工作。”
埃馬克ECM的新型MPM機床
大批量、高精度、占地小——EMAGECM專家堅信所設(shè)計的MPM方案的定會成功。汽車制造業(yè)中,產(chǎn)量的普遍提高在某種意義上說,總體趨勢是與此概念不謀而合。此外,也可以考慮將一臺精巧的MPM-ECM機床集成到大型EMAG機床工序鏈中。例如,它可完成從車削和磨削到最終的ECM去毛刺或ECM拉削。“我們新技術(shù)的緊湊型構(gòu)造開辟了全新的可能性”,Keller最后肯定道。