作為全球領(lǐng)先的高性能柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、成套傳動(dòng)系統(tǒng)和分散式能源生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商,MTU的產(chǎn)品不但品種繁多,而且技術(shù)先進(jìn),因此被廣泛地應(yīng)用于船舶、陸地車輛和軌道交通以及工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。 作為Tognum集團(tuán)最大的子公司,相對(duì)市場(chǎng)常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng),MTU在渦輪增壓器領(lǐng)域內(nèi)的權(quán)威性越來(lái)越受到重視。新世紀(jì)初,企業(yè)不得不因此進(jìn)行大規(guī)模的重組,并對(duì)經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略做出重大調(diào)整。為了實(shí)現(xiàn)鋁合金以及鈦合金高精度渦輪增壓器壓縮機(jī)轉(zhuǎn)輪的三班次量產(chǎn),該企業(yè)決定投資引進(jìn)德馬吉的5軸高速銑削加工中心。目前,已經(jīng)有兩臺(tái)DMC 75 V linear在德國(guó)弗里德里希港(Friedrichshafen)正式投入使用。第三臺(tái)采用德馬吉新設(shè)計(jì)(New DMG Design)理念并配備有德馬吉 ERGOline和西門子Sinumerik 840D solutionline的升級(jí)版HSC 75 linear機(jī)器也將到位(圖1)。
圖1 目前,已經(jīng)有2臺(tái)5軸HSC銑削加工中心DMC 75 V linear在MTU Friedrichshafen有限公司投入使用。接下來(lái),第三臺(tái)采用德馬吉新設(shè)計(jì)理念的升級(jí)版HSC 75 linear將續(xù)寫德馬吉的傳奇。 在控制方面,為了和Sinumerik 840D powerline 能夠配套,MTU Friedrichshafen公司在引進(jìn)的第三臺(tái)HSC 75 linear上配備了Sinumerik 840D solutionline
從新世紀(jì)開(kāi)始時(shí),高性能的渦輪增壓機(jī)越來(lái)越成為MTU Friedrichshafen有限公司的核心技術(shù)。MTU公司在弗里德里希港的系列生產(chǎn)廠主管克勞斯.葉戈?duì)?Klaus J?ger)這樣描述道:一方面,對(duì)尾氣排放的規(guī)定要求越來(lái)越嚴(yán)格;另一方面,客戶對(duì)性能的要求也在不斷提高。因此,市場(chǎng)上的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品已不能滿足我們的要求。我們必須為自己生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)度身打造匹配的渦輪增壓器。“ 除了對(duì)排量以及動(dòng)態(tài)性能的要求不斷增加外,可靠性和使用壽命也一直是我們關(guān)注的重要特性”。
必須為MTU生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)專門設(shè)計(jì)配套的渦輪增壓器。這既是一次挑戰(zhàn),也是一次難得的機(jī)遇。如果成功,MTU就能在不斷增長(zhǎng)的高性能發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域取得決定性的優(yōu)勢(shì),并從競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手中脫穎而出。 當(dāng)然,要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),前提條件是必須有針對(duì)性地鞏固并強(qiáng)化MTU目前具備的、在渦輪增壓器研發(fā)尤其是制造領(lǐng)域的權(quán)威性和能力。
圖2 鈦合金壓縮機(jī)轉(zhuǎn)輪的5軸同步加工對(duì)德馬吉的HSC機(jī)床穩(wěn)定性提出了最高的要求
現(xiàn)在距離最終做出落實(shí)上述計(jì)劃的戰(zhàn)略決策已過(guò)去了好幾年。具體的項(xiàng)目規(guī)劃始于2003年。在研發(fā)部門的有力支持下,從2005年起,高性能渦輪增壓器的生產(chǎn)和裝配部門就經(jīng)歷了徹底的重組和改造,最終(項(xiàng)目的計(jì)劃結(jié)束時(shí)間為2012年),整個(gè)制造技術(shù)將完全變樣。
以發(fā)生了顯著變化的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)輪生產(chǎn)部門為例。在MTU Friedrichshafen公司負(fù)責(zé)渦輪增壓器生產(chǎn)規(guī)劃的項(xiàng)目經(jīng)理威里.坎普特(Willi Kempter)介紹最初情況時(shí)說(shuō):“我們并非從零開(kāi)始,而是已經(jīng)擁有自己的渦輪增壓器生產(chǎn)。不過(guò),當(dāng)時(shí)配備的還全都是特種機(jī)械。我們大家都很清楚,這樣的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)將不能滿足新的要求。我們首先必須實(shí)現(xiàn)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化。這樣一來(lái),一方面,我們能夠靈活應(yīng)對(duì)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)輪多樣化的尺寸;另一方面,在確保高性能的同時(shí),又可有效地控制成本”。
由于壓縮機(jī)轉(zhuǎn)輪的外形尺寸復(fù)雜多樣,因此,在購(gòu)置機(jī)床時(shí),5軸同步加工技術(shù)也就成為選擇的必然(圖2)。設(shè)備規(guī)劃主管于爾根.寇恩(Jürgen Kohn)還記得當(dāng)時(shí)的情況,他隨即補(bǔ)充道:“ 但另一個(gè)難題又?jǐn)[在了面前,雖然大部分零部件都是采用鍛造鋁合金制成的,然而,為保證承受高負(fù)荷的高要求發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命,鈦合金正被越來(lái)越多地應(yīng)用到壓縮機(jī)轉(zhuǎn)輪上。為此,我們當(dāng)時(shí)需要這樣一臺(tái)機(jī)床:它既能實(shí)現(xiàn)鋁合金的高速加工,同時(shí)又必須足夠穩(wěn)定,以便能切削加工硬度明顯高得多的鈦合金”。
雖然兩者之間存在矛盾,但位于弗里德里希港的MTU還是幸運(yùn)地找到了合適的解決方案。 作為渦輪增壓器生產(chǎn)技師,卡爾海因茨.里格(Karlheinz Riegg)對(duì)當(dāng)時(shí)引進(jìn)德馬吉的5軸HSC銑削加工中心這一決定的正確性從未懷疑過(guò)。他評(píng)價(jià)道:“ 由于對(duì)精度以及表面加工質(zhì)量有著極高的要求,因此,作為速度、動(dòng)態(tài)性能以及穩(wěn)定性的完美組合,我們決定選擇DMC 75 V linear。 另外,與其他供應(yīng)商的產(chǎn)品相比,德馬吉的設(shè)備占地面積較小。更重要的是,和過(guò)去使用的特種設(shè)備相比,DMC 75 V linear的性價(jià)比更優(yōu)越。”
然而,不可否認(rèn)的是,在2005年秋設(shè)備安裝初期,MTU的確面臨這樣和那樣的困難??藙谒?葉戈?duì)栟q證地說(shuō)道: “當(dāng)我們決定引進(jìn)DMC 75 V linear時(shí),而該產(chǎn)品剛剛研發(fā)問(wèn)世。 我們裝置的盡管不是一臺(tái)樣機(jī),但也是一臺(tái)剛批量生產(chǎn)不久的新設(shè)備。所以,對(duì)這臺(tái)設(shè)備是否能立即投入到3班倒的生產(chǎn)中去,我們的確是冒著一定風(fēng)險(xiǎn)的。在開(kāi)始階段發(fā)生在設(shè)備上的小毛病,當(dāng)時(shí)也的確讓我們手足無(wú)措。不過(guò),所有這些并沒(méi)有影響到MTU產(chǎn)品一貫的高品質(zhì),以及我們與德馬吉之間的持續(xù)合作。”
現(xiàn)在,所有的風(fēng)浪都被一一平息了,克勞斯.葉戈?duì)栍芍缘卣f(shuō)道:“實(shí)現(xiàn)客戶與供應(yīng)商之間良好合作的關(guān)鍵因素并不是設(shè)備本身,而是雙方如何處理出現(xiàn)的問(wèn)題。德馬吉給我們的感覺(jué)是一個(gè)值得信賴的合作伙伴,他們樂(lè)于傾聽(tīng),并時(shí)刻關(guān)注我們的需求,及時(shí)把我們的需求轉(zhuǎn)化為對(duì)產(chǎn)品的不斷改進(jìn)。 所以,雖然初期出現(xiàn)了一些問(wèn)題,但我們還是決定繼續(xù)引進(jìn)DMC 75 V linear的升級(jí)換代產(chǎn)品。該設(shè)備目前主要用于鈦合金的加工。 至今為止,我們同德馬吉在鋁合金以及鈦合金加工領(lǐng)域的良好合作也印證了此前我對(duì)供應(yīng)商的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。”
卡爾海因茨.里格也證實(shí)道:“總的來(lái)說(shuō)確實(shí)發(fā)生了巨大的變化。安裝以來(lái),第二臺(tái)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)良好并非常可靠。 另外,第一臺(tái)DMC 75 V linear雖然還有些小問(wèn)題,但總體還是令我們滿意的。而且,德馬吉也承諾,將會(huì)盡快解決所有遺留問(wèn)題。” 現(xiàn)在,卡爾海因茨.里格和他的同事又一次滿懷憧憬地期待著采用德馬吉新設(shè)計(jì)理念并配有西門子Sinumerik 840D solutionline的升級(jí)版HSC 75 linear能盡快到位。他們希望通過(guò)這臺(tái)設(shè)備的引進(jìn),進(jìn)一步提高整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性和可再現(xiàn)性。
圖3 MUT約80%的高性能渦輪增壓器使用的是鍛造鋁合金制成的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)輪(上圖)。剩下的20%則使用鈦合金制成的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)輪(下圖)。 由于加工時(shí)間比較長(zhǎng),因此,鈦合金加工占據(jù)了HSC全部加工產(chǎn)能的60%
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