汽車零部件加工呼喚高效解決方案
中國汽車行業(yè)正處于前所未有的高速發(fā)展時期,即使是在國際金融危機的大環(huán)境下,依舊“一枝獨秀”。汽車行業(yè)的強勁發(fā)展等跳,催生了汽車零部件加工巿場的興旺,并已經(jīng)成為機床消費的主題廉屑。
汽車工業(yè)的發(fā)展既依賴于機床工業(yè)的發(fā)展萌狂,又推動了機床工業(yè)的技術(shù)進步。作為“工業(yè)母機”的機床怀泊,是汽車生產(chǎn)的重要設(shè)備茫藏,占到了汽車制造廠固定資產(chǎn)總投資的2/3左右,直接影響到汽車的制造成本霹琼。有關(guān)分析認為务傲,汽車行業(yè)對機床的需求已經(jīng)占到機床行業(yè)消費總量的40%。
汽車零部件制造對機床需求巨大
汽車零部件產(chǎn)業(yè)是汽車工業(yè)的重要組成部分碧囊,汽車工業(yè)的發(fā)展树灶,為汽車配件企業(yè)的發(fā)展提供了龐大的巿場。據(jù)相關(guān)報道糯而,2010年中國汽車零部件工業(yè)總產(chǎn)值超過1.4萬億元。隨著汽車行業(yè)的繼續(xù)高速發(fā)展泊窘,汽車零部件產(chǎn)業(yè)也將迎來美好的發(fā)展前景熄驼。
據(jù)了解,目前汽車產(chǎn)業(yè)對機床的消費主要分為兩個層面:一是用于汽車整車生產(chǎn)的四條線烘豹,即沖壓瓜贾、焊接、涂裝和總裝線;二是包括發(fā)動機誊殊、變速器跺鬼、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)鱼练、傳動系統(tǒng)墩沸、懸掛系統(tǒng)在內(nèi)的汽車零部件的加工。整車生產(chǎn)四條線中只有沖壓線需要機床响攘。機床消費的重點在第二個層面址嘴,即占整車全部裝備價值70%左右的汽車零部件加工。有專家推算千有,汽車零部件加工對機床的需求比整車廠要大十倍以上蚀弹。
汽車零部件加工對機床提出新要求
作為汽車的核心功能部件,發(fā)動機加工設(shè)備是汽車生產(chǎn)最重要的裝備之一胶向。隨著整車企業(yè)新車型的加速推進减叫,發(fā)動機生產(chǎn)線對柔性化的要求越來越高,通常一條發(fā)動機生產(chǎn)線需要能夠至少滿足生產(chǎn)三種機型裕坊。同時包竹,汽車發(fā)展的輕量化趨勢使得對發(fā)動機缸體、缸蓋材料要求由鑄鐵向鋁合金轉(zhuǎn)變碍庵,這對發(fā)動機加工機床又提出了新的更高要求映企。
組成發(fā)動機的主要零部件是缸體、缸蓋静浴、曲軸堰氓、凸輪軸、連桿等苹享。加工這些零件所需的機床大多是高效双絮、高性能、高可靠性的數(shù)控機床或?qū)S脭?shù)控機床得问。其中缸體囤攀、缸蓋加工柔性生產(chǎn)線大多由臥式加工中心組成;曲軸加工設(shè)備主要是車拉機床宫纬、數(shù)控曲軸內(nèi)銑或外銑床焚挠、數(shù)控曲軸磨床、曲軸拋光機等漓骚;凸輪軸加工設(shè)備主要則是凸輪軸數(shù)控車床挖毅,凸輪軸磨床等;而連桿加工設(shè)備大多為專用設(shè)備衬咐,如雙端面磨床等倡搞。
隨著巿場競爭的不斷加劇弓匪,客戶對于汽車供應(yīng)商的產(chǎn)品、技術(shù)哥峡、服務(wù)以及產(chǎn)品提出了更為苛刻的要求盲拣,對于汽車的安全等性能愈加關(guān)注。而隨著國家節(jié)能減排措施的實行惋蛉,汽車的燃料消耗摘裕、污染程度也倍受關(guān)注。中國巿場勞動力成本也在不斷上升逆辐。這些因素導(dǎo)致汽車零部件企業(yè)的壓力空前加大达快,對于零部件加工的可靠性、生產(chǎn)效率唧尊、精確性甸胃、性價比等提出了更高的要求。
急需高效加工解決方案
汽車產(chǎn)能的大幅提升必然要求汽車零部件的產(chǎn)能的大幅提升跪另,而面對逐漸提高的中國勞動力成本拧抖,就要求汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)不得不考慮采用效率更高,復(fù)合性更強免绿,自動化程度更高的機床來解決制造成本與勞動力成本的矛盾唧席,面對這一趨勢,瑞士托納斯公司針對汽車零部件中的精密軸類零件的高效加工推出了多主軸自動車削中心嘲驾。
本文以托納斯公司的8主軸數(shù)控自動車削中心MultiSigma 8×24為例來說明這種高效車削的解決方案淌哟。MultiSigma 8×24 8主軸數(shù)控自動車削中心為8個加工主軸,每個主軸均為獨立電機驅(qū)動的電主軸辽故,由24個數(shù)控直線軸控制刀具對軸類零件進行加工徒仓,并包括2個獨立的背面主軸,可以完成軸類零件的外圓車削/內(nèi)孔加工/橫向鉆孔/銑削/自動掉頭加工等誊垢。主加工側(cè)有8個沿圓周均勻分布的8個回轉(zhuǎn)主軸掉弛,將1個復(fù)雜零件的正面需加工的所有工序按盡可能均勻的加工時間分配給8個主軸,這樣使零件在正面加工的時間相比單主軸車床大大減少喂走,在第7個和第8個主軸位置上由 2個背面主軸夾持零件后再掉頭加工殃饿,而零件的加工節(jié)拍就是單背面主軸加工時間的一半和8個正面主軸加工時間中最長的那個,從而大幅提高加工效率兵故,減少機床的占地空間和所需的操作人員數(shù)量帮色,提高零件的穩(wěn)定性,非常適合超大批量的零件生產(chǎn)折甸。
針對MultiSigma 8×24想预,其24個直線控制軸完全由數(shù)控方式控制。除7號主軸位置(實現(xiàn)切斷工序和背面主軸掉頭加工)及8號主軸位置(實現(xiàn)切斷工序和背面主軸掉頭加工)外绕众,其余1/2/3/4/5/6主軸位置可以同時進行鉆孔和外圓車削工序瞪卜。舉例如下:
針對1號到6號主軸位置,有兩個獨立的數(shù)控刀架組成姆已,即十字滑臺刀架(X11/Z11到X16/Z16)完成外圓車削和1號到6號主軸正前方軸向鉆孔刀架(Z21到Z26)完成正面鉆孔畴文,由于這些個刀架完全獨立并完全通過數(shù)控控制,所以在該位置可以同時完成外圓車削及正面鉆孔急响。零件在正面7號和8號主軸位置進行切斷工序删猿,在此位置切斷后,零件正面工序完成嘱悄,換由2個獨立的背面主軸完成隅本,由背面加工刀架X47和X48完成掉頭車削/鉆孔/鏜孔/端面車槽等工序。2個背面主軸在X47和X48背面刀架上的工序完成后兼呵,零件通過收集裝置自動收集到機床外部成品零件箱內(nèi)兔辅,至此一個完整的零件完成。重復(fù)上述工序击喂,就能夠完成零件高效連續(xù)加工维苔。
沈陽機床成套設(shè)備有限責(zé)任公司主要是為汽車零部件加工提供專門的設(shè)備和成套生產(chǎn)線,近幾年的產(chǎn)品重點放在汽車發(fā)動機缸體懂昂、缸蓋介时、曲軸、凸輪軸以及連桿等汽車零部件的加工凌彬,研制臥式加工中心和曲軸沸柔、凸輪軸成套數(shù)控設(shè)備,已經(jīng)具備了項目整線承包铲敛、交鑰匙工程的能力褐澎。
2010年,沈陽機床成套設(shè)備有限責(zé)任公司為天潤曲軸股份有限公司提供了7條曲軸加工生產(chǎn)線原探。針對天潤曲軸4GI四缸曲軸而規(guī)劃的四缸曲軸日式推拉上下料自動化生產(chǎn)線項目乱凿,是沈陽機床成套設(shè)備公司自行研發(fā)并設(shè)計制造的,具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)芯妇。沈陽機床成套設(shè)備公司為該項目提供了包括其新開發(fā)的SUC8216型數(shù)控銑端面中心孔機床帝璃、SUC8117J型雙刀架數(shù)控車床以及改版后的SUC8149型曲軸油孔加工數(shù)控機床、SUC8114型兩端孔加工數(shù)控機床等肃刁。針對天潤曲軸項目的工藝特點和各工序的技術(shù)要求茎陪,沈陽機床成套設(shè)備公司為其制定了針對性的加工工藝,包括:銑端面孙泵、銑定位面和套車大小頭外圓工序合一的工藝烫王,車軸頸采用雙伺服刀架數(shù)控車床車削工藝,連桿頸及沉割槽采用數(shù)控隨動內(nèi)銑床和連桿頸數(shù)控車加工工藝崇审,曲軸油孔采用基于MQL微量潤滑技術(shù)的5軸全自動鉆削機床加工工藝靠鸦,兩端凸緣螺紋孔及銷孔鍵槽采用雙面轉(zhuǎn)塔多工位動力頭組成的專用臥式加工中心完成岛宵,最終平衡去重用全自動去采重平衡機加工工藝等。
這條四缸曲軸自動化生產(chǎn)線輸送系統(tǒng)和機械手送料方式苔巍,通過操作者平推曲軸可實現(xiàn)序與序之間的曲軸輸送滚吱,通過機械手可以實現(xiàn)曲軸由物流線到機床內(nèi)的輸送。生產(chǎn)線工藝的合理制定避归,不僅降低了物流系統(tǒng)成本荣月,減少了加工輔助時間,更提高了生產(chǎn)效率梳毙。而且哺窄,由于提高了機床的復(fù)合化程度,使加工工序更加集中账锹,縮短了曲軸生產(chǎn)線長度萌业。同時,由于這條生產(chǎn)線由柔性設(shè)備組成牌废,可以適應(yīng)多品種的曲軸加工咽白,符合天潤曲軸多品種、小批量的生產(chǎn)特點鸟缕,滿足了天潤曲軸年產(chǎn)曲軸9萬件晶框、單件生產(chǎn)節(jié)拍3.4min的生產(chǎn)要求。
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