在傳統(tǒng)的加工方法中，車削只是用來進(jìn)行淬火前的粗加工，而在零件的精加工上，一般會選擇磨床，以便達(dá)到更高要求的表面光潔度。即使在20世紀(jì)80、90年代，淬火后的精加工還只能采用磨削工藝，而車削也只能加工硬度不大于 HRC55的工件，這間接上造成了磨床對零件精加工的“壟斷”地位，結(jié)果導(dǎo)致：磨床不僅價格高，生產(chǎn)成本高，而且效率也比較慢。因此，多年來，人們不斷研究改進(jìn)，希望能找出更好的加工方法。

 

在此要求下，近幾年來，隨著高硬度刀具材料、涂層技術(shù)和機(jī)床結(jié)構(gòu)剛性的不斷改進(jìn)，如采用CBN刀具、陶瓷刀具在新型車床或在剛性更高的車削加工中心上對淬硬鋼進(jìn)行車削等，結(jié)果取得了非常好的加工效果，其加工質(zhì)量可以達(dá)到精磨的水平，這就是近年來在國外非常流行和實(shí)用的“以車代磨”技術(shù)，也即硬車削。目前，車削的硬度極限可達(dá)到HRC68，在德國等發(fā)達(dá)國家，硬車技術(shù)已被普遍應(yīng)用，硬車削正作為替代磨削的一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用方法在普及。

 

作為德國知名企業(yè)，埃馬克（EMAG）集團(tuán)在齒輪、輪轂、轉(zhuǎn)向節(jié)等盤類零件加工方面一直不斷追求創(chuàng)新、高效，其倒置式車削中心不僅全球獨(dú)一無二，而且其在以車代磨工藝方面的研究和造詣也是首屈一指，其中EMAG VL3、VL5和VSC系列在連續(xù)切削和斷續(xù)切削方面都可以實(shí)現(xiàn)以車代磨，得到了國內(nèi)外眾多客戶的普遍認(rèn)可和廣泛使用。

 

1. 效率高，表面光潔度好

 

與磨削相比，以車代磨技術(shù)比磨削具有更高的加工效率。在硬車削中，往往采用大切削深度、高的工件轉(zhuǎn)速，其金屬切除率通常是磨削加工的3～4倍，所消耗的能量卻只有磨削的1/5。此外，在磨床加工中，砂輪的更換一般需要30分鐘或更長時間，而EMAG VL 系列、VSC系列車床的換刀可在瞬間完成，并且不需要修正砂輪切削輪廓，沒有更換、修正砂輪必需的生產(chǎn)時間的損失，機(jī)床的利用率要高，效率可快至磨削加工的3倍。

 

在相對較高的進(jìn)給率下，磨削可得到良好的表面光潔度，但是以車代磨技術(shù)可以以更高的金屬切除率獲得同等或類似的表面光潔度，同時，在硬車削中，生產(chǎn)的大部分熱量都被切削帶走，不會產(chǎn)生像磨削加工的表面燒傷和裂紋，具有優(yōu)良的加工表面質(zhì)量和加工表面精度。

 

2. 自動上下料系統(tǒng)，快捷省時

 

在埃馬克以車代磨加工中，每個機(jī)床都是一個生產(chǎn)單元，工件放置在棱形架內(nèi)由環(huán)形輸送帶送至上下料工位。上下料工位在加工區(qū)的后方，可隨時在機(jī)床前方取出成品件并放入毛坯件，節(jié)省人工時間。此外，當(dāng)工件品種更換時，只需改變NC子程序相應(yīng)的變量，然后將數(shù)據(jù)輸入控制系統(tǒng)即可，因此，NC數(shù)控輸送帶也不必?fù)Q裝，工藝更加簡便。

 

而在一般磨削中，磨床要實(shí)現(xiàn)自動上下料，必須搭配機(jī)械手，不僅增加成本，而且麻煩費(fèi)時。

 

3. 工件更換更為方便

 

輸送帶上的棱形架不僅設(shè)計簡單，而且非常靈巧，利用它，可簡單易行地輸送大小不同、直徑各異、形狀有別的大多數(shù)工件，因此在加工不同工件時也不必?fù)Q裝。同時，浮動式上下料工位帶斷路系統(tǒng)，主軸抓工件時，機(jī)床自動停機(jī)以防止損壞機(jī)床。工件若在棱形架上沒放妥，當(dāng)被運(yùn)至上下料工位時，機(jī)床通過急停開關(guān)自動停機(jī)，取出該工件后，上下料工位又恢復(fù)原位。

 

在加工非對稱件、細(xì)長件及需定向加工的工件時，只要在棱形架內(nèi)加裝一個工件定位夾具或托盤即可解決問題。通過這些辦法，大大提高了工件輸送系統(tǒng)的柔性，使它可自動裝卸輸送大量工件。

 

4. 設(shè)備投資少，生產(chǎn)成本低

 

在生產(chǎn)效率相同的情況下，車床的投資僅占磨床的五分之一左右，且輔助系統(tǒng)費(fèi)用更低。磨削需要多次安裝或多工序生產(chǎn)，相比之下，車床本身就是一種加工范圍很廣的柔性加工方法，尤其是對于齒輪、輪轂等多品種小批量生產(chǎn)而言，采用CNC車床，利用其配備的多種刀具轉(zhuǎn)盤或刀庫，硬車削可無需再加其他特殊設(shè)備，卻可以容易地實(shí)現(xiàn)多種不同工件之間的加工轉(zhuǎn)換，且工件裝夾快速、準(zhǔn)確。與磨削相比，因配有刀庫，車削加工一次裝夾可完成多種表面加工，如車外圓、車內(nèi)孔、車槽或斷面等等，因而無停機(jī)等輔助時間，加工表面精度也更高。

 

同時，因EMAG VL系列和VSC7都是在江蘇太倉生產(chǎn)，因而對國內(nèi)客戶來說，相比其他國外生產(chǎn)商來說，其生產(chǎn)成本大大降；而相對國內(nèi)生產(chǎn)商來說，借助德國深厚的工業(yè)傳統(tǒng)和埃馬克集團(tuán)近150年的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)積累，其生產(chǎn)效率和表面質(zhì)量都遙遙領(lǐng)先。

 

5. 埃馬克是如何做到呢

 

埃馬克（EMAG）車削中心VL系列和VSC系列作為埃馬克以車代磨技術(shù)的優(yōu)秀代表，可加工直徑小于400mm的各種盤類零件，不僅具有出色的表面加工質(zhì)量、光潔度高，而且加工效率更勝一籌，速度非常快，且自動化程度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他廠商的同類機(jī)床。而所有這些特質(zhì)的誕生均來源于埃馬克諸多領(lǐng)先于行業(yè)一步的優(yōu)秀技術(shù)和機(jī)床設(shè)計成果。

 

（1） 采用人造大理石床身設(shè)計，減震性能和熱穩(wěn)定性都非常好。埃馬克VL系列和VSC系列采用了高級礦物料澆鑄而成的車身，與灰鑄鐵床身相比，減震效果高出6～8倍，床身靜動態(tài)平衡卓越，熱穩(wěn)定性能出色，與傳統(tǒng)材料的床身相比，產(chǎn)品的表面光潔度好，刀具壽命更長。機(jī)床采用橋式框架結(jié)構(gòu)，高架滑臺安裝在床身上方并承載著立式主軸，所以受力非常均勻，剛性極佳。兩個回路的致冷機(jī)組可使機(jī)床溫度與環(huán)境溫度保持十分接近，從而消除了因溫度波動而引起的精度誤差。

 

（2） 采用倒立式的機(jī)床設(shè)計，排屑非常方便，而且機(jī)床的導(dǎo)軌、光柵尺、主軸電機(jī)、帶套筒的主軸、刀塔、電器柜等重要部件都在工作區(qū)的上方，落屑朝下，不會受到鐵屑的影響，因而對刀具壽命的提高及產(chǎn)品表面光潔度和幾何尺寸都非常有幫助。

 

（3）機(jī)床配置了自動上下料系統(tǒng)，減少了人工操作的強(qiáng)度和誤差，減少了投資成本。

 

（4）機(jī)床的主軸功率和扭矩都非常大，因此該機(jī)床既能做粗加工，也能做精加工，既可以硬車，也能做軟車，且都能滿足高精度、高表面質(zhì)量的要求。

 

6. 走近“以車代磨”

 

用戶之前選用磨床對圖示零件進(jìn)行加工。當(dāng)?shù)弥?/span>EMAG的VL5機(jī)床“以車代磨”工藝后, 通過比較設(shè)備投資、日常生產(chǎn)消耗、加工效率等多方因素簽，用戶最終選擇了EMAG的VL5， 結(jié)果不僅達(dá)到預(yù)期的表面加工質(zhì)量要求，內(nèi)孔直徑公差達(dá)到Cmk1.67以上。 而且提高加工效率一倍多， 極大的降低了工件成本。

 

埃馬克VL、VSC系列加工的齒輪內(nèi)孔不僅尺寸精度高, 表面光潔, 同時節(jié)約一半以上的投資成本。