冷擠壓機床在汽車零部件的生產(chǎn)線上有著廣泛的應用。在相當長的一段時間內(nèi),搓齒機沒有出現(xiàn)過什么重要的工藝創(chuàng)新。模具的滾壓長度與搓齒機的有限運動空間制約著搓齒機的使用,特別是在加工大直徑工件和中空工件時,搓齒機的這一缺點尤為突出。德國巴德杜本冷擠壓機械公司*研制的花鍵滾壓機ROLLRAPID有效地擺脫了這些束縛,為搓齒技術的應用開辟了嶄新的領域。
正向著成形技術方向發(fā)展的汽車零部件,其變化集中表現(xiàn)在體積小、質(zhì)量輕、新型材料的應用、生產(chǎn)過程的改善上。由于操作的難易程度及換件時間要求的限制,現(xiàn)有搓齒機的搓絲板和搓齒技術只能滿足其部分成形工藝的要求。
巴德杜本的科研專家一直致力于這方面的研究,在多年使用以圓滾輪為模具的花鍵滾軋機 ROLLEX 的經(jīng)驗基礎上,他們開發(fā)出了一種使用齒條原理的、全新的花鍵冷軋機床ROLLRAPID,這一創(chuàng)新設備的核心是新開發(fā)的PRFS往復成形滾壓系統(tǒng)。
花鍵滾軋屬于增量成形工藝,需要的外形通過工件在相反運動的模具中間滾動而產(chǎn)生。材料的流動就是模具加在工件上的結構。
進給是決定成形過程的主要因素,即模具每一次接觸工件時的切入量,也就是材料被排擠的增加量。使用以往搓齒機時整個成形過程通過在一個固定長度的齒條上不斷“變化的”花鍵外形來實現(xiàn)。這時的進給量與模具的長度有著直接的關系。這一事實暴露出了以往搓齒機的局限性,因為可實現(xiàn)的齒條規(guī)格(長度)與很多工件需要的進給量形成了直接的矛盾。
通過控制程序實現(xiàn)尺寸的修正
通過CNC數(shù)控的模具位置變化和運動方向的可往復性之間的共同作用,使用固定長度的齒條來實現(xiàn)無限長的滾壓長度,是巴德杜本新型花鍵滾軋工件成形機床ROLLRAPID的工作原理。與以往建立在直接與工件相對應的有著復雜齒形分段模具上的機床相比,PRFS往復成形滾壓系統(tǒng)的進給量已不再由模具的幾何形狀所決定。
PRFS往復成形滾壓系統(tǒng)的優(yōu)點在于:通過對機床控制程序中菜單的簡單操作可在生產(chǎn)過程中迅速實現(xiàn)尺寸的修正;通過對滾壓進給量有針對性的影響實現(xiàn)了以往使用的齒條滾軋不能實現(xiàn)的中空類工件的加工;尤其在滾壓深齒外形時,憑借可自由編程的模具進給方向進行往復運動,使齒條可以和圓滾輪一樣實現(xiàn)對稱齒形。
除了許多工藝上的訣竅之外,堅固平穩(wěn)的床身也對保證產(chǎn)品的重復精度起到了決定性的作用。所以,ROLLRAPID花鍵滾軋機床身的設計采用堅固而封閉的框型結構,從而消除了單側向上彎曲的變形和由此帶來的繁瑣補償工作。傳統(tǒng)的使用墊塊和薄鐵片的時代已經(jīng)過去。此外,可偏轉的滾壓模塊還可用于滾壓錐形花鍵。
人性化的操作系統(tǒng)仍是核心
在機床的設計中與巴德杜本的其他設備一樣,PROFIROLL數(shù)控系統(tǒng)還是作為一個標志性的部分。一方面,它控制著整個生產(chǎn)程序;另一方面,圖形化的操作界面提供了簡單的人機對話。長期以來為用戶所重視的,并不斷開發(fā)完善的過程參數(shù)屏幕化功能為分析加工過程提供了重要的依據(jù),從而使生產(chǎn)過程中掌握的有關工藝參數(shù),如:壓力和扭矩能用來優(yōu)化滾壓過程。
評判機床的一條重要的標準就是所需的換件時間。在目前使用的花鍵滾壓設備上,從一種產(chǎn)品的加工完成到另一種花鍵產(chǎn)品的加工,更換模具和程序所需的時間往往超過3h?;ㄦI滾軋機ROLLRAPID 和使用圓滾輪的花鍵滾軋機ROLLEX一樣其電子對齒系統(tǒng)、模具快速更換系統(tǒng)、計算機支持的負責所有生產(chǎn)程序和工件程序的文件管理系統(tǒng),將換件時間從以小時為單位縮短到了以分鐘為單位,在ROLLRAPID上更換普通的模具和程序僅需短短的15min即可完成自潤滑軸承
一個成功的解決方案
在使用搓齒機進行無切屑加工直齒、斜齒及其他外形時,會受到齒條長度的限制。在使用PRFS往復成形滾壓系統(tǒng)時,ROLLRAPID具有“無限長”的齒條功能,為這高效的機器系統(tǒng)開辟了新的使用空間。