當(dāng)前在汽車生產(chǎn)中，對(duì)質(zhì)量檢驗(yàn)的重視程度越來(lái)越高。 汽車制造業(yè)面臨的持續(xù)上升的競(jìng)爭(zhēng)壓力、更加嚴(yán)格的法律規(guī)定以及為了避免代價(jià)高昂的召回事件等各方面諸多的考量已經(jīng)成為汽車制造業(yè)未來(lái)發(fā)展的基調(diào)。 例如，據(jù)汽車管理(CAM)中心統(tǒng)計(jì)，僅在2014年德國(guó)就有超過(guò)190萬(wàn)輛汽車被執(zhí)行召回。 面對(duì)這種局面，各個(gè)領(lǐng)域的制造商們不得不加緊改進(jìn)他們的生產(chǎn)工藝，特別是改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝。 其中曲軸就是一個(gè)典型的例子: 這種核心組件在未來(lái)需要承擔(dān)的穩(wěn)定性更高，才能將結(jié)構(gòu)更加緊湊的發(fā)動(dòng)機(jī)的特定輸出傳送到齒輪上。 為此，采用高精密的磨削工藝至關(guān)重要。 在這種情況下，EMAG磨削專家的一項(xiàng)新技術(shù)，為汽車制造商們開啟了全新的可能性： 矢量磨削大大削減了復(fù)雜的曲軸磨削加工的加工成本。
       目前汽車生產(chǎn)的規(guī)劃人員正試圖“辦他們做不到的事”： 一方面，由于殘酷的競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)需要降低生產(chǎn)成本，但另一方面，對(duì)于許多有高質(zhì)量和安全要求的部件來(lái)說(shuō)，在技術(shù)和幾何形狀方面正面臨更嚴(yán)格的要求。 當(dāng)然，規(guī)劃人員也正在尋找可利用的工廠和機(jī)械設(shè)備： 如何應(yīng)用新的解決方案實(shí)現(xiàn)更高效的生產(chǎn)，以便與技術(shù)進(jìn)步保持同步?        以卡車曲軸為例
       曲軸加工是這一挑戰(zhàn)的一個(gè)很好的例子。 整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和穩(wěn)定性取決于這一核心部件。 因此，各種軸承需要采用磨削工藝進(jìn)行精細(xì)地加工，且精度要達(dá)到微米要求。 特別是在卡車生產(chǎn)中，使用的技術(shù)必須服從于苛刻的要求，如卡車曲軸始終需要具有非常高的穩(wěn)定性，這是由于其發(fā)動(dòng)機(jī)要求具有較長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間。 因此，磨削此類曲軸時(shí)，需要進(jìn)行精細(xì)的加工，這不僅是對(duì)連桿軸頸和主軸頸的端面而言，而且還包括軸承面和凸緣之間的圓角(半徑)的加工。 整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的核心組件的每個(gè)角落都需仔細(xì)加工才能成為一個(gè)完美的工件。對(duì)卡車發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，必須使振動(dòng)達(dá)到最小程度，從而才能保證運(yùn)行的平穩(wěn)，這是一個(gè)必要條件，而正是這種特殊的質(zhì)量要求，使其成為汽車制造商們正在遵循的一個(gè)模式。 由德國(guó)制造商制造的某些汽車已經(jīng)配備了采用類似方式加工的曲軸。 而其支承面和半徑的組合磨削是特別具有挑戰(zhàn)性的。 一方面，部件加工產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力會(huì)引起部件尺寸的變化。 這就是為什么在耗時(shí)的初步磨削步驟之后要跟著進(jìn)行精密磨削的原因。 另一方面，目前使用的技術(shù)涉及大量的砂輪磨損。 從圓角到平套環(huán)之間的轉(zhuǎn)換特別會(huì)對(duì)工具產(chǎn)生應(yīng)力。 總而言之，軸承面和半徑的組合磨削不僅成本特別昂貴而且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
       遵守各種磨削要求
       位于德國(guó)Salach的EMAG Maschinenfabrik公司磨削技術(shù)部的負(fù)責(zé)人Roland Schmitz對(duì)開始的情形這樣解釋說(shuō)： “鑒于這一切，我們對(duì)到目前為止我們使用的復(fù)雜的工藝和各種技術(shù)，并基于我們開發(fā)出一種新技術(shù)，我們稱之為矢量磨削的技術(shù)，進(jìn)行了全面仔細(xì)的分析。 使用這種技術(shù)，難以執(zhí)行磨削工作的主軸和連桿軸承的加工速度變得更快，因此，也更多地降低了成本。” EMAG的工程師們的此項(xiàng)研發(fā)源于一個(gè)簡(jiǎn)單的觀察發(fā)現(xiàn)： 汽缸直徑的磨削和曲軸上的平凸緣的加工有著完全不同的要求。 在中央直徑通過(guò)多級(jí)加工工藝(從粗加工到精加工，再到精細(xì)加工和拋光加工)得到完美、平行的表面的同時(shí)，略顯粗糙的凸緣加工明顯需要較少加工步驟。 該部件在加工過(guò)程中以特定的方式產(chǎn)生變形，使情況即使是對(duì)機(jī)械工程師來(lái)說(shuō)變得更為棘手。 在直徑加工過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生徑向彎曲。 因此，執(zhí)行這種加工時(shí)需要降低功率。 而在加工平凸緣的過(guò)程中產(chǎn)生的軸向彎曲可忽略不計(jì)。 但是，這種不好的接觸條件有引起過(guò)熱的趨勢(shì)，從而會(huì)使砂輪更快地磨損。
       成功的關(guān)鍵： 精確的控制
       “鑒于所有這些差異，舉例來(lái)說(shuō)你可能特別想將直徑和凸緣的磨削加工嚴(yán)格地分離開來(lái)，以便能夠正確地調(diào)整磨削速度。 當(dāng)然，這樣就會(huì)使加工過(guò)程減慢。 相反，我們的矢量磨削技術(shù)在一個(gè)單一的包羅萬(wàn)象的、復(fù)雜的加工過(guò)程中卻能合二為一。 我們分別控制磨削速度和各軸的運(yùn)動(dòng)，每個(gè)子程序都精確控制，” Schmitz說(shuō)。 在最終結(jié)果中顯示出其得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)： 這種新的 EMAG技術(shù)能夠完成連桿軸承、主軸頸和套筒分離式軸承的初步磨削加工，比經(jīng)常用于曲軸加工的傳統(tǒng)的雙切入磨削大約節(jié)省三分之一的時(shí)間。 因此，一個(gè)帶有七個(gè)軸承的曲軸可以在20分鐘內(nèi)(而不是以前的35分鐘)完全全部磨削，成為大批量生產(chǎn)曲軸的一個(gè)重大進(jìn)展，最終使零部件的成本大大減少。 除此之外，精確的過(guò)程控制是降低工具成本的保證，因?yàn)樵谶^(guò)程的開始階段，通常是以較低的功率來(lái)加工直徑的，以便減少對(duì)砂輪的影響。 Schmitz對(duì)巨大的成本優(yōu)勢(shì)證實(shí)說(shuō)： “我們預(yù)計(jì)這樣會(huì)使每個(gè)部件削減三分之一的工具損耗。”
       適合未來(lái)發(fā)展的技術(shù)
       自今年年初以來(lái)，EMAG已經(jīng)將該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到矢量磨削機(jī)上。 首批產(chǎn)品目前正用于卡車生產(chǎn)中。 但是，進(jìn)行廣泛的汽車生產(chǎn)擴(kuò)展并沒有什么障礙。 Schmitz說(shuō)道： “目前的趨勢(shì)正朝著我們的技術(shù)應(yīng)用方向發(fā)展，可以這么說(shuō)，因?yàn)槠嚢l(fā)動(dòng)機(jī)的小型化意味著最終會(huì)有更大的作用力施加到曲軸上。 因此，對(duì)零部件進(jìn)行更廣泛的磨削加工將成為必不可少的條件。 因?yàn)橛辛耸噶磕ハ骷庸ぃ菇裉煳覀儞碛辛烁咝У募夹g(shù)。” 對(duì)于這樣的一種競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，EMAG的工程師們還打算將其運(yùn)用到其零部件的加工中。 例如，針對(duì)凸輪軸和齒輪軸加工都會(huì)以相似的方式從矢量磨削技術(shù)中獲益。 “我們相信每種情況都有很多應(yīng)用的可能性，” Schmitz有把握地說(shuō)。