隨著動力總成各組成零部件結構的日益復雜化,以及量產總數的日趨減少,動力總成的生產無可避免的會遇到很多加工問題和技術難題。熱套技術因其特殊的加工工藝,則可很好的應對和解決該領域內的諸多生產需求和難題。如,通過熱套技術將凸輪或齒輪安裝到軸上可明顯降低組件重量的同時,又可以確保軸類件擁有更高的精密度,而且可以生產那些需要高轉矩和高動態載荷的工件。埃馬克集團旗下的自動化公司的專家經過多年的努力,研發出熱套專利技術,為汽車動力總成的生產提供了獨有的柔性化加工解決方案。
動力總成的生產需要其加工設備具備很好的靈活性和高效性。通常,如要滿足那些復雜幾何形狀的凸輪軸和齒輪軸的多樣性,只能在相同的位置上進行不同批次的生產;而另一方面,市場對成品組件的要求也越來越高,如高強度材料的選用、結構的復雜化、體積的縮小以及重量越來越輕等等。而組合式凸輪軸因其簡單的加工理念,則更容易滿足市場的需求。以汽車行業為例,首先批量生產出各個獨立的凸輪和軸等零部件,然后再根據發動機的類型需求進行組裝。采用組合式凸輪軸不僅可顯著減少生產成本,還可以保證很高的精確度。
潛在的巨大經濟效益
埃馬克熱套專利技術是由埃馬克集團旗下的自動化公司的專家所研究開發的,該公司總部位于德國阿倫附近的霍伊巴赫市。該熱套技術主要用于生產高精密零部件——尤其是組合式凸輪軸——其工藝過程可在無任何阻力的情況下完成套裝。該技術的核心,主要是通過感應或接觸式加熱,讓組件能夠精確的達到所需溫度,其相關預熱裝置是一種符合工件幾何形狀和特征的內置溫度控制組件。
之后,將預熱過的工件在不借助任何外力的情況下與軸相結合,待冷卻后工件便緊緊地附著在了軸上。 通過機器人、數控軸和夾緊技術的完美結合,該熱套技術可將誤差控制在15微米之內。而且生產凸輪軸的整個過程,即從拾取相關組件到完成熱套加工,總共耗時僅7秒鐘。 因此,采用組合式凸輪軸組裝完成一臺4缸發動機的整個生產過程也只需大約40秒。在埃馬克熱套加工系統內,當上一個凸輪被熱套時,下一個已經在預熱,從而大大提高了該工藝的生產速度。
該工藝不僅可以極大縮短生產節拍,也為機床配置提供了很高的自由度。比如,可以針對眾多不同的材料進行熱套加工,如鍛造凸輪,而且組合后無需再進行精磨工序。為此,用戶在生產諸如堵頭或端件等配套零部件時,則完全可選用那些更具性價比的材料以降低生產成本。埃馬克熱套技術不僅可以滿足每個零部件的個性化需求,同時還提高了其精密度,在技術研發和產品功能性等方面都會產生積極的影響。如,在最小的空間內融入更多新的不同的設計。
量身定制的系統設計
那該熱套工藝設備需要哪些特殊的制造技術呢?首先,需要特別注意的是,該工藝一定要保證準確的生產順序——預熱、熱套,然后冷卻。而且,埃馬克專家們具備工藝集成系統的所有專業知識,可根據具體的生產需求量身設計定制不同的加工解決方案。
因此,來自德國南部工業中心的那些機械制造商非常看好該技術自身的經濟潛力,并且對此也保持樂觀的態度。特別是隨著亞洲新興市場的逐漸崛起,機動車生產總量迅速增加,未來幾年內必將會有越來越多的供應商急需提高生產力。而埃馬克自動化公司所研發的熱套技術,就是一項面向未來發展的技術解決方案,完全可滿足未來技術發展的需求。如,現在很多的多功能運載車所使用的先進發動機設備就采用集成軸承組件的凸輪軸組合而成,從一個側面,讓我們清晰地看到熱套技術在該行業內的重要性。
埃馬克熱套技術,因可直接選用精密的成品凸輪進行加工,從而完全無需對這些軸類件進行后續的精磨加工,從而避免了產生的碎屑毀壞軸承,這也是為什么組合式凸輪軸具有獨一無二的特性。相信未來該項工藝在多功能運載車設計方面將日趨重要。
圖1:VA 700 T——用于制造組合式凸輪軸的設備。當上一個凸輪被熱套時,下一個已經在預熱。配備一定數量預熱裝置的熱套機床使得熱套技術能夠有效地應用在生產任務中。
圖2:已完成裝配的齒輪軸,將機器人與特殊的夾緊技術完美結合能實現誤差小于15微米。
圖3:經過熱套的成型凸輪軸。高精度的組合式凸輪軸大大減少了精磨的需要,如果使用精密成品凸輪,甚至可以完全不需要再精磨。
圖4:該工藝同樣適用于生產齒輪軸。齒輪與軸的熱套可保證齒輪軸的組件緊湊設計及高功能性密度,齒輪能夠與軸臺階面貼合。
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