國際汽車制造協(xié)會(huì)提供的數(shù)據(jù)清楚顯示，汽車產(chǎn)量自 2009 年經(jīng)濟(jì)危機(jī)爆發(fā)后顯著增加。2009 年汽車產(chǎn)量約 6170 萬，到 2013 年該數(shù)量上升至8720 萬。由此可見，經(jīng)濟(jì)狀況正穩(wěn)步回升，2014年有望于繼續(xù)保持這一增長趨勢。同時(shí)，與需求上升緊密相隨的是：業(yè)內(nèi)要求更有效、更快速的生產(chǎn)系統(tǒng)的呼聲愈來愈高，特別是齒輪與軸類件等驅(qū)動(dòng)器、變速箱和發(fā)動(dòng)機(jī)重要零件的生產(chǎn)，要求可行的最短工期，對(duì)此新一代的機(jī)床已經(jīng)能夠滿足這一需求。但是，淬火工藝如何適應(yīng)這些要求呢？答案就是：感應(yīng)淬火技術(shù)。
傳統(tǒng)的淬火方法為表面淬火，工件需加熱數(shù)小時(shí)，以達(dá)到所需硬度。這種淬火工藝有其不足之處，尤其是批量生產(chǎn)齒輪時(shí)，其一就是耗費(fèi)巨大的時(shí)間與能源成本。過去幾年里，我們開發(fā)感應(yīng)淬火，就是希望其在技術(shù)上替代傳統(tǒng)淬火方法。應(yīng)用表面感應(yīng)淬火時(shí)，通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生的渦流加熱工件，特別之處是可以只針對(duì)需要硬化的部位進(jìn)行加熱，而工件其余部分在加熱過程不受絲毫影響。這種方法基于兩個(gè)重要機(jī)制，一方面嚴(yán)格控制渦流頻率，確保只對(duì)表面幾毫米深的部位進(jìn)行加熱。另一方面，加熱過程可瞬間完成，從而確保工件其余部分不受影響。
為滿足齒輪淬火的特殊要求，埃馬克 Eldec 公司開發(fā)出 SDF（同步雙頻感應(yīng)加熱）技術(shù)。通過對(duì)齒頂與齒底均勻加熱，達(dá)到感應(yīng)淬火工藝要求的輪廓一致性。由于底部離感應(yīng)器距離較遠(yuǎn)，如果對(duì)其頂部與底部應(yīng)用相同頻率的工藝，就會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則的熱曲線。而 SDF 工藝采用不同頻率對(duì)齒頂與齒底進(jìn)行加熱，這正是 SDF 工藝的價(jià)值所在。換句話說，SDF 方案的特點(diǎn)就是，兩種不同的頻率/功率密度，同時(shí)對(duì)所需硬化的整個(gè)部位進(jìn)行加熱。由 Eldec 提供的“同步雙頻電源”，可確保 MF 與 HF 部分產(chǎn)生不同輸出，保證齒輪頂部與底部有相同的加熱深度與溫度。
Eldec 公司淬火加熱系統(tǒng)生產(chǎn)小組 Christian Krause 博士強(qiáng)調(diào)，“但是，只使用一個(gè)頻率的感應(yīng)也有其合理性。針對(duì)硬化要求，沒有任何現(xiàn)成的解決方案。每個(gè)工件都不同，需區(qū)別對(duì)待。對(duì)于模數(shù)為 1 的齒輪件，通常一個(gè)頻率的感應(yīng)就足夠了；然而模數(shù)在 2-5 之間的齒輪件，可以但不完全需要采用 SDF 方法進(jìn)行處理。電源及感應(yīng)器的使用完全取決于所需的硬化輪廓配置，并根據(jù)相關(guān)產(chǎn)品量身定做。提供個(gè)性化解決方案，取得最佳硬度，是 Eldec 多年以來的最大優(yōu)勢。”
工業(yè)環(huán)境下的淬火工藝 — MIND 模塊化淬火機(jī)床
為滿足工業(yè)化批量生產(chǎn)零部件的特殊要求，Eldec 開發(fā)出 MIND 淬火系統(tǒng)。Krause 博士解釋道：“MIND 系統(tǒng)采用了模塊化理念，每個(gè)系統(tǒng)都可根據(jù)特殊應(yīng)用進(jìn)行定制。系統(tǒng)有三個(gè)重要的組件：含加工區(qū)及感應(yīng)器的機(jī)座、電源以及冷卻系統(tǒng)。在 eldec，每個(gè)部件，從能源到感應(yīng)器，都是內(nèi)部生產(chǎn)，對(duì)此我們深感自豪。感應(yīng)器、電源、冷卻系統(tǒng)，總之，每個(gè) MIND 系統(tǒng)都經(jīng)過量身打造，不但帶給你最佳的、持久的硬化效果，而且也體現(xiàn)了最高水準(zhǔn)的完整的工藝。”此外，機(jī)器占地較小，并且能夠適用于各種自動(dòng)化系統(tǒng)，這說明 MIND 淬火系統(tǒng)已經(jīng)可以應(yīng)用于生產(chǎn)線。根據(jù)不同要求，該系統(tǒng)能夠保持 5-15 秒的循環(huán)時(shí)間。
Eldec 公司的 MIND 淬火系統(tǒng)滿足了行業(yè)需求。整個(gè)淬火過程能夠完全自動(dòng)化，可以輕松地整合進(jìn)生產(chǎn)線。與傳統(tǒng)淬火工藝相比，其優(yōu)勢顯而易見。Krause 博士強(qiáng)調(diào)：“我們在開發(fā)感應(yīng)淬火時(shí)就注重一致性，可以說，我們的MIND系統(tǒng)，是工業(yè)化批量生產(chǎn)最佳、最靈活的淬火系統(tǒng)。最佳的建議和服務(wù)以及定制技術(shù)的組合是eldec的動(dòng)力。我們很自豪的說，我們總能應(yīng)對(duì)新的挑戰(zhàn)和滿足行業(yè)需求。”
Eldec淬火系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢：
? 精準(zhǔn)、高精度輪廓的齒輪與渦輪淬火技術(shù)
? 模塊化系統(tǒng)、個(gè)性化方案
? 完美整合至現(xiàn)有生產(chǎn)線
? 循環(huán)周期 5-15 秒
? 最高生產(chǎn)率、低能耗、占地小
? 最高品質(zhì)的零部件以及完整工藝
圖1：Eldec MIND：模塊化淬火系統(tǒng)應(yīng)用于卡盤零部件以及直徑達(dá) 1200 mm的軸類件生產(chǎn)。
圖2：MIND 750 齒輪淬火技術(shù)應(yīng)用，淬火時(shí)間通常在幾微秒至幾秒之間。循環(huán)時(shí)間可輕松保持在 5-15 秒。感應(yīng)淬火工藝使用 5-3000kw 單/雙頻電源。
圖3：手動(dòng)或自動(dòng)（如機(jī)器人）將工件裝進(jìn)系統(tǒng)分度臺(tái)。根據(jù)不同工件，后續(xù)加熱過程在 100 微秒至幾秒時(shí)間內(nèi)達(dá)到過渡溫度。淬火之后在同一工位或同周期時(shí)間回火。
圖4：與表面淬火工藝相比，采用感應(yīng)淬火，材料彎曲更少，但要視加熱時(shí)間與零部件的幾何形狀而定。
關(guān)于埃馬克
逆向思維的創(chuàng)新加工技術(shù)創(chuàng)立了埃馬克公司的行業(yè)領(lǐng)先地位。1992年埃馬克公司匠心獨(dú)具，首次推出構(gòu)思巧妙的倒立式車床，大獲成功。此后，埃馬克公司再接再厲，又研發(fā)出了新的倒立式多功能生產(chǎn)中心。如今，埃馬克已名符其實(shí)成為世界上倒立式機(jī)床舉足輕重的制造商。
埃馬克集團(tuán)總部設(shè)在德國薩拉赫市，傳統(tǒng)悠久，機(jī)床制造經(jīng)驗(yàn)豐富。其工藝技術(shù)全面而完善，能為用戶提供加工盤類件、軸類件和箱體類零件的機(jī)床和生產(chǎn)系統(tǒng)。不管是車床，還是磨床、滾齒機(jī)、激光焊接機(jī)或是加工中心——埃馬克集團(tuán)幾乎能為所有的應(yīng)用提供最佳的生產(chǎn)方案。
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