加工效率的巨大飞跃

作者:彭少虎 文章来源:MM《现代制造》 发布时间:2012-12-18
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图1  奥地利WFL车铣技术公司CEO Norbert Jungreithmayr先生(左二)、市场经理Dieter Schatzl先生(右二)、中国区销售经理Hans Seebacher先生(左一) 和北京代表处首席代表李锋博士(右一)

为了应对日渐增长的提高生产效率的需求,众多的中国制造业企业通过“利其器”实现技术升级和效率提升。上海烟草机械有限责任公司在“十一五”技改项目中,也面临提高异形件、回转体零件的加工精度和加工效率,减少工序量,缩短生产周期的课题,而他们的利器是2010年采购的两台奥地利WFL车铣技术公司的M40-G MILLTURN车-镗-铣加工中心。与WFL公司的合作颠覆了该公司传统的加工工艺,也使加工效率实现了巨大的飞跃。

烟草包装机是一种极其复杂的自动化精密机械,整套设备中需要加工的零件就有万余种。由于现代化烟草包装机正在向高速、超高速方向发展,要求其零件精度高、结构复杂、壁薄、质量轻,特别是回转体零件和异形件,普遍采用轻质材料,单一零件集中了多种加工内容和加工面,包含各种孔、槽,例如滚筒、切刀、包装轮等核心零件,以前要经过多台机床加工,周期长达几十个小时,不仅需要大量的工装卡具,而且精度无法保证。

这一加工难题阻碍了上海烟草机械有限责任公司的发展。如何解决这一加工瓶颈问题?该公司技术部经理朱亦茹一直在思考和探索,直到与奥地利WFL车铣技术公司的合作,使他看到了希望。

加工理念的改变带来效率的飞跃

真正的改变开始于2010年。从零件的特征、工艺的制定到对WFL机床的了解,经过慎重的考虑以及大量的准备工作,上海烟草机械有限责任公司于2010年购买了两台M40-G MILLTURN车-镗-铣加工中心。“车铣复合加工当时对于我们而言是一种全新的技术,以前我们用车床只加工纯回转体零件。”朱亦茹经理说:“现在我们用M40-G把回转体零件和异形类零件结合在一起,体现了复合加工的理念,原来在几台机床上完成的零件,现在在一台机床上全部完成。其核心是减少装卡次数,减少精度损失,提高精度和效率。而且M40-G把粗加工和精加工对机床的性能要求结合在一台机床中完美实现,使粗精加工在一台机床中完成。”


图2  烟草包装机中的滚筒

加工理念的转变使加工效率和加工瓶颈问题迎刃而解。上海烟草机械有限责任公司工艺工程师毛荣魁介绍说:“烟草包装机中的滚筒直径约400mm,长度约500mm,以前我们加工需要经过车床、加工中心和钻床,整个加工时间将近40h。引进WFL的M40-G之后,从铝合金铸件的毛坯到最终成品,只需4.5h就能完成。再比如烟草包装机上的切刀,需要在圆柱面上进行加工,过去我们的工艺流程是粗车、粗铣、半精车和半精铣,然后再精加工,零件要经过两台车床和两台加工中心,总共时间要20h。引进WFL设备以后,整个车铣加工在一台机床上完成,时间缩短了70%,效率提高得非常大。”

包装轮是烟草包装机中的另一个核心零件,结构复杂且容易变形。传统的加工流程需经过粗车、粗铣、去应力、半精车、半精铣、精车和磨削,再到加工中心的精加工,这一过程有十几道工序,而且每一道都需要不同的夹具。WFL的M40-G将这一流程集成到一台机床上全部完成。借助其机床的结构特点,结合高速切削的手段,省去了磨削加工的工序,将加工时长由60h缩短至15h。

效率的提升带来的价值和收益在上海烟草机械有限责任公司已经显现出来,毛荣魁总结说:“首先,M40-G的复合加工能力很强,车、铣、镗、钻、螺纹加工都集成到一台机床,颠覆了传统的加工理念,给我们带来了全新的加工理念,一次装卡,完成从零件毛坯到成品的全部加工,不仅大幅缩短了加工周期,确保了零件的加工精度和效率,也更有效地利用了车间的场地资源。其次,M40-G可以达到比较高的加工精度和表面质量,能够以车削代替磨削,例如轴类零件,以前表面粗糙度为Ra1.6~Ra0.8的加工面我们基本采用磨削工艺,现在根据零件的使用要求,直接用车削代替就能达到要求,节省了磨削的工序。此外,M40-G属于中大型机床,减振性好、精度高、柔性强且刚性非常好,可加工的零件范围比较大,对零件的结构和材料的覆盖面比较广,不仅包含了我们现在的加工产品,也为未来的发展留有余量。”


图3  烟草包装机中的包装轮

合作创造未来

“一次装卡,全部完工”的加工理念为高精度、结构复杂零件的加工提供了最佳的解决方案,并大幅提高加工效率。今天,两台WFL M40-G MILLTURN车-镗-铣加工中心已经成为上海烟草机械有限责任公司超高速烟草包装机专项数字化柔性加工车间回转体零件加工和新产品研制的关键设备,为生产线实现少人或无人加工提供可能。从2010年至今,这两台机床已经完成了130多种产品的试制和生产。“这些产品包含了轴、套、筒、凸缘和凸轮类零件,基本上涵盖了烟草包装机回转体零件的加工特征。通过这个过程,我们积累了自己的加工经验,也为今后继续采用WFL机床提供了宝贵的技术储备。”毛荣魁说。

亲身经历了M40-G的引进和应用的技术部经理朱亦茹对这次成功的合作感触颇深,他回忆道:“WFL公司对这个项目非常重视,虽然我们只采购了两台,但是他们从技术上,从机床的辅件以及加工的理念上给予我们全方位的支持,将很多先进的理念推广给我们,把一些新的装卡方式和软件介绍给我们,对我们来说是全新的加工方式。对于我们的技术要求和维修要求,他们都能够快速提供解决方案,信息反馈非常及时。并且不断有WFL公司中方的、外方的工程师到我们这里访问和提供技术支持,在起步阶段给了我们很大的帮助。”

凭借在车铣复合加工领域的专注,奥地利WFL车铣技术公司以精湛的技术和尖端的产品帮助客户解决加工的瓶颈问题。WFL北京代表处首席代表李锋博士说:“我们不是一个机床的销售商,我们是一个解决方案的提供商。我们和用户交流时总是询问用户需要解决什么问题,然后给用户配置相应的机床和硬件、软件及交钥匙工程。WFL一贯的作法是给用户最好的售前、售后的技术支持,用户拿到了机床就相当于拿到了加工的解决方法。而且我们会帮助用户最大限度地把机床用到最好,发挥出机床的最大潜力。不只是提高精度、效率,还要降低成本,节省占地空间。”

未来,这一卓有成效的合作将结出更加丰硕的果实。朱亦茹认为这是一个相互促进、合作共赢的过程:“随着上海烟草机械有限责任公司产能扩大的需求,我们会增加对WFL机床的采购量。作为机床制造商,WFL对于机床和加工技术的信息比我们先进,通过交流合作,他们把先进的经验介绍给我们。同时,我们也提供了一个展示WFL机床优异性能的精彩舞台。”

 

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