人們并沒有對計劃中將原來采用機械加工的產品轉而采用鍛壓變形加工工藝感到奇怪。但是當他們知道每年有成千上萬噸的產品采用了這種工藝時,則會有些吃驚。
2006年之前,大眾、奧迪、seat和skoda轎車的差速器錐齒輪還是在大眾集團kasseler生產廠利用銑床和拉削機床進行生產的,每天的產量約44800件。到2008年,40%的汽車生產廠都在利用鍛壓變形加工。在瑞士heinrichschmid股份公司中的兩臺擺動碾壓機就是用來生產這種齒輪的,鍛造毛坯的重量從415g提高到了930g。“每一個錐形齒輪的重量可節約55%,我們一年可以節約逾2000噸鋼材。”
kasseler變速器生產廠鍛壓加工負責人s?nkerüsch滿意地表示。另外,這種鍛壓加工的錐齒輪有著更好的強度,因為鍛壓加工對鋼材的纖維走向沒有破壞。材料性能檢驗結果告訴人們:其韌性提高30%,抗彎強度提高40%。而且擺動碾壓機的生產成本比切削加工要低,碾壓加工后材料的表面粗糙度達ra0.3,超過機械加工的ra2.0。
在零部件的大批量生產中,鍛壓變形加工始終是一種令人感興趣的加工工藝。在模擬軟件的幫助下,人們“榨干”了鍛壓變形加工zui后一點提高產品質量的能力。與此同時,久經考驗的切削加工工藝也并沒有因此而退出歷史舞臺。
在年產量合適的時候,可以考慮更換加工工藝。至少在汽車工業領域中是這樣做的:不只是有擺動碾壓加工這一條路。“例如,大眾公司在k?nigsbacher市felss集團公司的一條模鍛生產線加工polo轎車的驅動軸,它的功能和強度不變,但重量只有傳統機械加工零件的一半。”felss公司負責人winfriedrichter介紹說,“另一個用戶則在其雙離合變速器中使用了鍛壓的空心軸,這樣零件的重量就只有3.3公斤,而原來為5.2公斤。”
變形和切削加工之間的界線發生變化
減輕汽車轉向軸、萬向節軸、驅動軸和其他零部件重量能夠降低汽車的油耗、減少二氧化碳排放。除此以外,汽車生產廠和汽車零部件供應商也能節省費用。與其他加工技術相比較,din8580標準規定的模鍛工藝沒有邊角余料。“當然,人們可以用簡單的工藝生產變速器的空心傳動軸。只是在采用模鍛技術之后我們的用戶每年可以少處理190噸廢鋼鐵。”richter說。
“在大批量生產加工中,切削加工和鍛壓變形加工之間的界線發生了變化。這里實際計算的‘盈虧平衡’年產量下限向下移動。這一研究在模具制造中肯定有一定的作用,但不是決定性的作用。”
simufact工程技術有限責任公司負責人michaelwohlmuth說。相對來講,計算機輔助的變形件和變形狀態的研究與模擬是更有幫助的。由他們公司研發生產的模擬軟件屬于大批量變形加工生產領域中的標準輔助工具。
切削加工工藝始終具有經濟性的優點
機械加工企業似乎能夠更好的計算零件的強度和加工時的流動性能,這也同樣適用于零件的功能性。利用新的思維方法研發可以從嚴格模擬的變形加工零件中挖掘出很大的潛力。五六年前,許多在冷變形加工中看起來還是不可能完成的任務,現在都可以利用冷變形加工工藝來大批量的生產。例如,汽車工業中使用的空心軸和擺動碾壓加工的錐齒輪就是的實例。
大批量的冷變形加工生產意味著有著更多的輔助技術設備的投資。較長的價值增值鏈(從模具制造到外設連接)所產生的費用都要由用戶來承擔。這樣,從生產加工成本計算的角度來講,切除金屬材料的大批量生產和制造仍是很好的選擇。在某些情況下,多件成品的生產采用機械加工的方法則是更好的解決方案。
也許從成本計算的角度來看,例如從技術特性、原材料消耗和電力消耗以及與環境保護的關系來看會是*不同的另外一種情況。這里常用的一個詞是能源和資源利用率。在這方面往往是仁者見仁、智者見智。今天,在大批量冷變形生產加工時每1公斤鋼材需要的電力大約比十年前減少了30%。zui低底線是比金屬切削加工要節約能源,而且其二氧化碳的排放也比較少。變形加工零件的機械性能也比切削加工的好。變形加工根本沒用損傷零件的強度,大多數情況下其可承載性能也都更好。它所產生的廢料少,在無飛邊的精密鍛造中甚至根本沒用廢料,物流運輸費用也低。而這些潛能都蘊藏在零件之中。
但無論如何切削加工的供應商們仍然在不斷的努力。高速切削、高精度加工,并不是一個個空洞的口號,相反它是工業化的現實情況。德累斯頓大學工藝技術和變形技術研究所的petergroche認為:不同的工藝方法將會有效的組合在一起,新的切削加工方法將會層出不窮。
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