- 表面处理技术前沿

研磨、表面加工和电火花加工技术已经从利基向汽车制造工艺主流进发

很久以前，向研磨、电火花加工等加工技术被视为“魔法”。但今天，这些先进机械车间所使用的方法已经进入主流，而汽车业是最为收益的行业之一。

比如Erlson Precision Components公司。公司位于英国Skelmersdale，占地7,000平方米，产品开发与生产厂是加工电子束焊接、平衡涡轮增压轴与转子装配操作的全球中心。研磨误差只有微米已经成为公司业务的特色，尤其公司已经指定生产目标，每周生产33,000辆乘用车，以及2,000辆生用车非公路车辆。

Erlson的销量在增长了44%，从2014-2015年的1,600万英镑（约合2,000万美元），增长是2015-2016年的2,300万英镑。为了适应相关生产的增长，Erlson在过去的两年里投资了270万英镑，主要专注研磨能力。这里要求涡轮轴的误差为4微米，工序能力指数（Cpk）保持在1.33以内。总之，21 Toyoda圆柱形弯头和沟道磨床已经由2D CNC机床安装完成，现在预订更多机械。

技术服务总监Mark Corns说，“Toyoda使我们的主要磨床制造商，因为对我们而言，高阶机械多功能非常重要。这样我们就能很容易重新配置挤出机械，用于多种应用，并适应工艺变化。”

由于机械安装数量，Erlson依赖2D CNC来寻求适当型号的Toyoda磨床，然后进行重组，修理，并加入规格，以满足工艺需求。比如说，公司最近采购了一个弯头圆柱形磨床，目前进行安装前加工能力测试。

Erlson生产3中尺寸的乘用车涡轮增压机轴和转子组件，机轴组合有12中形式。对商用车而言，根据使用目标，可以有5种使用普通机轴和1种不同叶轮的形式，最后形成12.7升容量的发动机。

与应用和数量要求一致，有些磨床是独立的，其他的要配置成一个单元，特点是拥有一个机轴成型器、沟道磨床和滚丝机。对高生产需求而言，2D CNC规定并供应自动装卸机架，能够完全融入到磨削加工程序当中。

高负载组件的高级表面处理除了涡轮轴，汽车业还有一个而重要的研磨抛光应用，那就是曲轴，这是基本的精密磨削操作；这里处处是挑战。比如说，在对车队网络完成评估统计之后，一家知名卡车制造商确定称，由于轴承半径上存在特别高的符合，曲轴受损比率非常高。与德国机械工具制造商Thielenhaus Technologies合作之后，该汽车制造商决定在轴承和转换半径两方面进行修整。

为了取得在曲轴周静和半径上相同的表面质量，Thielenhaus开发了一个特别的触靴。FadiusFlex制鞋技术加工处一个重点线，从特殊面两边进入范围，半径可以加工到90°，在60°之前都体现出明显优势。从这个方面看，该卡车制造商的目标大获成功。触靴系统能够融合到Thielenhaus’s CrankStar机械平台，该平台拥有水平和垂直视角，利于加工乘用车或卡车曲轴。

钟摆方案在另一家德国机械工具制造商Emag公司里，刚刚取得的突破中包括一个钟摆性研磨工艺，用于转向装置加工。向滚珠丝杆螺母这样的组件需要一种特殊的研磨方法，才能完美地连接到滚珠丝杆主轴上，效率将实现最大化。

VLC 250 PDS就是按照客户对研磨滚珠丝杆螺母的需求，特意开发的。虽然一次主轴提取可以将组件从特殊的横向进给系统中移除，并转移到测量探头，但是第二次提取主轴就已经在加工领域当中，将滚珠丝杆螺母转移到两个磨削主轴单重。

那么，这种钟摆研磨方案的有点是什么呢？这个答案与机械中正确的工件位置相关：研磨工序开始之前，组件内部轮廓一定要对齐，才能保证主轴置于线的末端 — 这个过程非常耗时。为了成功完成这个工作，就部署了一个特殊的计时系统，用于测量，或在一个工件完成并加工另一个的同时进行摆放，这样就会降低非生产停顿时间。

"在汽车部门，有很多零部件需要深度螺纹，通常为75-100mm — 百叶螺纹需要50mm — 这对火化电蚀加工来说，是一个难题" - Brett Mitchell, RP Technologies

当然，并不是汽车部门所有的研磨都是生产研磨。这个可以从英国Llantrisant的FSG Tool & Die公司身上可见一斑。FSG公司刚刚安装了一个由RK International Machine公司提供的Perfect PFG80-150AHD 悬臂式平面磨床，用于协助生产工具。

随着近几年来，汽车用具变得越来越复杂，成套冲模的尺寸也在增加。因此，FSG Tool &；Die公司日前修订了表面研磨技术，想要将广泛使用的机械换成最新的，能够提高生产力的机械。尽管PFG80-150AHD是Perfect悬臂系列中最小的机械，但是完全可以适应800mm x 1,500mm尺寸的台面，可以用于FSG大部分工作。

研磨团队领导Simon Elliott说，“台面尺寸增加，我们可以完成不同的工作；为了提高生产力，并研磨大型零部件（之前是有转包供应商提供）。在定购之前，我们考虑了大量的方法，最后才敲定。与RK谈话之后，我们确信他们不仅仅是在出售机械，而是要确保我们能够得到正确的方案，满足我们的需求。”

EDM：最后关头工具制造商还对最新EDM技术进行投资。比如说，英国哈洛的Lynar Manufacturing公司最近换下一个老式电火花加工机械，并换上新款Sodick VL600Q。这样，公司的切削速度加倍，同时又能降低电线消耗。安装这个机械，是为了生产冲压模具，用于挂车轻型装配支架和其他零部件，以及7.5吨以下大型农用卡车上的所有零部件。

工具设计部经理Sean Murrells说，“新的机械能运行速度是大型机床的5倍，我们可以生产更大的模具，在同一个工作平台上制造多种小型组件。因此，我们能够处理更多的项目，而制造工序更加高效，成本效益更高。”

当用于制造商用车冲床和模具是，机械能够切削10微米的尺寸。但在控制条件下进行切削测试，误差回答道2微米。

这在英国Kingswinford注射模塑专家RP Technologies公司的情况也是类似的，公司使用最新安装的Sodick AD55L冲模槽EDM，降低了生产深度螺纹的耗时，从几天降低到几个小时。公司快速周转铝材工具中的60%都是为汽车业而设计，包括从阀盖下面零部件到内饰组件的各种组件。

主任Brett Mitchell说，“在汽车部门，有很多零部件需要深度螺纹，通常为75-100mm — 百叶螺纹需要50mm — 这对火化电蚀加工来说，是一个难题。我们的新机械可以在数个小时内就生产这种螺纹，之前我们得需要几天的时间。在所有事情都要压缩时间的汽车制造的舞台上，此次投资绝对是英明的。”