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“ 我们每天 都在参加 冠军联赛”

近年来, 德国施瓦岑贝格地区的 Porsche Werkzeugbau 公司将其机 械加工技术提升到了最高水平。该公 司实现这一目标的一个重要原因是使 用了两台大型斯达拉格杜普莱恩 FOGS 高速切削 (HSC) 加工中心。 这两台加工中心用于以最高精度对车 体成型外壳零件的冲压工具进行精加 工,并呈现具有磨削质量的表面。

高级汽车制造商应该要有高级的工具设计 厂。为确保满足所有先决条件,Porsche Werkzeugbau 公司施瓦岑贝格工厂过去 5 年共计投资了 4,000 万欧元, 以求从 KUKA 转型后,将工具设计厂发展到尽可 能高的水平。这家施瓦岑贝格公司用这笔 钱做了很多事,其中包括搭建了两个新的 生产车间,购买了一台新的 25,000 kN 伺 服压力机,用于进行与生产相关的工具试 用, 并投资改造和购买了新的加工设 备—— 包括两台杜普莱恩 FOGS 35 68 N40C 型斯达拉格高速切削加工中心。除 此之外,还对机械生产进行了彻底检修, 对生产工艺进行了重组。

所有这些措施都建立在坚实的基础之上: 在此之前,整个工具设计团队对从开发和 设计到采购、生产和工具试用,最后到转 移至操作员压制设备(包括对机床组的适 应性测试)的整个流程进行了分析。在此 过程中发现了一个重要情况:在机械加工 当中,对工具的精加工还可以进一步改进, 尤其是在精度、速度和表面质量方面。

轻质结构带来了更严苛的要求

机械生产负责人 Marco Franz 列举了一 些重要原因:“多年来,我们一直在经历 向轻质结构的转变,作为在成型外壳领域 为保时捷 (Porsche) 提供成型技术支持的 技术中心,我们受托开发向铝制车体转变 所需的工具。在成型过程中,铝板在反应 上比钢板要敏感得多,由此给我们的工具 设计带来了巨大挑战。我们的现有机床无 法满足所有要求。”如果购置两台新的高 速加工中心对压制模具进行精加工,应该 能够满足在表面质量、精度和速度方面的 新要求。Marco Franz 认为,这样应该还

“ 斯达拉格成功达成了 我们愿望清单中 90% 以上的内容。”

有助于提高加工过程的效率与经济效益, 并大幅提升质量水平。所提出的要求包括 基本的先决条件,如工艺稳定性、可用性 和维护便利性,以及一些不容折损的特 性,如温度稳定性。除此之外,还确定了 面向未来的主轴性能数据规格。Lutz Kramer 解释称:“您在购买这种机床时, 会希望能够使用 10 到 20 年的时间。然 而在这段时间内,很多代效率更高、速度 更快的新铣削工具会被开发出来。我们必 须要在招标期间就充分考虑所有这些因 素。”

基于所有这些要求,Porsche Werkzeugbau 公司的决策者设定了一个很高的标准, 并且意识到没有多少制造商能够达到所要 求的标准。工具和模具制造负责人 Kramer 称:“我们在与不同供应商进行技术讨论 的过程中,很快就能分辨出哪些供应商能 够并且愿意克服这些挑战。有些机床供应 商在早期阶段就退出了,没有退出的后来 也没能提供可接受的解决方案。”
 

来自斯达拉格的高级机床

最终,决策者们选择了两台斯达拉格杜普 莱恩 FOGS 35 68 N40C 高速加工中心。 这些五轴机床专为精加工而设计,其中配 置了一个高架龙门,可沿 X、Y 和 Z 轴在 6,800 x 3,500 x 1,500 mm 的空间范围内 移动。该设备配有一个含 100 个刀位的刀 库( 可以装入 HSK32、HSK63 和 SK50 刀柄),一个带有 40 kW 铣磨主轴和 700 Nm 高扭矩的偏心叉式铣头,以及三个转 速分别为 18,000、40,000 和 65,000 rpm 的铣削电主轴。除此之外,Marco Franz 还为两台机床中的一台订购了一个特殊的 6,000 rpm 的角度铣头,可用于加工难以 接触的区域。Lutz Kramer 很肯定地说:“这 些主轴可以充分满足未来多年的需求。”

超越机床之功能——精准开发,想您所想

除了技术参数以外,选择斯达拉格机床还 有其他原因。对此,工具和模具制造负责 人 Kramer 解释称:“我们想要的不仅仅 是一台机床,更是适用于我们工具制造工 艺的解决方案。这也是我们认定斯达拉格 就是我们要找的合作伙伴的一个主要原 因。面对杜普莱恩专家,我们从一开始就 充分感受到了他们真的在倾听我们的意 见,想要了解我们以及我们工艺背后的想 法,并且希望利用他们的专业知识帮到我 们。”

机床安装完毕后,两家公司携起手来,充 分考虑 CAM、控制系统和机床的特征, 对工作流程进行了微调。这项工作非常必 要,因为要想获得最佳表面质量,就需要 在路径上实现超高的精度,并且要能够适 应最高速运转时的情况。为此,必须明确 CAM 与 NC 之间的接口,并与控制系统制 造商的专家合作,根据工艺要求优化调整 其功能。

这种跨学科的方法以及精妙的驱动优化与 FOGS 系列成熟机床技术的结合非常成功: 其结果是不仅获得了 A 级表面,还实现了 非常高的精度,在自由表面上的最高路径 速度可达 16 m/min。这些工艺从那以后一 直保持稳定运行。Lutz Kramer 非常满意:
“获得稳定的工艺流程需要很长时间,尤 其是对于铝制零件的成型工具来说更是如 此,因为影响因素太多。但斯达拉格一直 都在帮助我们, 直到我们确信达到目 标。”Marco Franz 补充道:“我一开始 不认为能够达到目标。但斯达拉格却成功 达成了我们愿望清单中 90% 以上的内容。 因此,投资购进新的杜普莱恩 FOGS 机床 真是一个明智的决定。我们现在的速度更 快,也更精确,并且能够根据具体部件和 几何形状获得出色的表面精度。”

“ 借助杜普莱恩 FOGS 机床,我们按照预期改进了质量水 平,并在后续工序中将工作台上的手工工作量减少了约 20%。”

Lutz Kramer,工具和模具制造部负责人

机床安装完毕后,两家 公司携起手来,充分考 虑 CAM、控制系统和机 床的特征,对工作流程 进行了微调。

工具和模具制造负责人也确认了这一点: “我们为与斯达拉格合作取得的成就而感 到骄傲。借助杜普莱恩 FOGS 机床,我们 按照预期改进了质量水平,并在后续工序  中将模具制造人员在工作台上的手工工 作量减少了约 20%。凭借这些优势,我 们成了大型工具设计厂冠军联赛中的一 家顶级团队。”