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80年代,随着日元不断升值,出口逐步增加,汽车产业迎来了国际化时代。在产量稳步提高的进程中,要求构成发动机核心部位的活塞环必须具备更高精度的超一流质量。然而,有关加工专用设备,还未实现计算机控制化(以下简称“CNC”)。
当时,通用设备已经实现了CNC化。作为一家通用设备制造商而创业的片冈机械制作所,已经能够制造装备了CNC的通用设备。在这一经历过程中,片冈公司已经积累了丰富的CNC开发技术,已将活塞环加工专用设备实现CNC化,列为刻不容缓的当务之急,并向一家活塞环制造商提出了加工专用设备的技术革新方案。然而,面对必须承担包括成本在内的各种巨大风险,不仅该制造商、甚至整个行业对于这一创新技术,都采取了消极态度。
但是,已成为当时主流的设有数控功能的活塞环加工专用设备,存在着以下问题。其会由于气候变化和时间带不同,导致液压产生轻微的温差,致使进给量和进给速度等发生变化。如果装备CNC,就可以设定更为精密的数值,克服液压受限于温度变化的缺点,确保质量均一和产量稳定。而且,如果考虑到便于实施生产管理,也必须实现活塞环加工专用设备的CNC化。片冈公司以期盼“开拓CNC创新之路”的满腔挚诚,打动和说服了制造商。从成本方面着手,开发CNC型活塞环加工专用设备,终于赢得了接受生产订单的商机。 |
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当时,正处于节能和环境问题已逐步引起全社会密切关注的时代。零部件制造商已将提高质量和降低成本,列为重要课题,要求片冈公司必须着手研制满足此类需求的加工专用设备。要创出一种低燃耗、高排气净化率的经久耐用型发动机,就必须能够加工制造形状更为复杂的活塞环。造形简单的活塞环,只需1块砂轮就可进行磨削。如果形状复杂,则难以一次完成加工。如果采用多道工序,则必须配备多台机械,缺乏合理性。
为此,片冈公司通过精心构思,决定“在1台设备上,设置2块砂轮,用前面的1块砂轮,磨削最初形状。完成之后,横向移动砂轮磨头,再用第2块砂轮磨削加工剩余的形状”。1台设备利用CNC控制移动砂轮,按工艺步骤,依次进行加工,据此研制出具有创新性的工艺方式。由此开始制造通用设备,以开发活塞环加工专用设备所积累的技术和专业诀窍为基础,成功地创出CNC全自动活塞环磨床〈R-7MG〉。〈R-7MG〉工作效率高,具备极佳的投资效益,自1991年开始销售第1台设备以来,已成为最畅销的设备产品。 |
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我们开始考虑“加工活塞环时,需在第一道工序中,将内圆和外圆加工成椭圆形。那么,是否可以使该工艺实现CNC化。”
此时,装备了CNC控制功能的〈R-7MG〉所具备的实力,已经逐步得到整个行业的广泛认可,国内活塞环制造商的生产技术人员向片冈公司提出新的咨询。用于加工椭圆形长工件的专用设备,主要采用德国和瑞士设计研制的机械控制型设备。其工艺方式为将活塞环模型设置于加工设备上,以旋转轴按照该曲率进行转动、以及由此产生的旋转速度为基准,在与其平行移动的操控下进行磨削,以此加工出与模型完全相同的形状。但是,活塞环的曲率极其精密,与把工件直接抵住砂轮刃口所加工的正圆不同,椭圆会由于中心轴的旋转方式不同而产生偏差,因此,要确保质量均一,就必须按微米单位进行精密调控。而且每次接受新产品订购生产,都必须重新制作和更换具备新曲率的模型,并必须通过反复试制,修改错误,才能制作出完全符合客户要求的模型。在以前考虑改善生产效率时,片冈公司已经开始针对“实现椭圆加工设备CNC化的必要性”展开研究。然而,利用CNC控制来确保旋转轴的转动和刃具速度完全符合椭圆曲率要求,并非容易。
为此,片冈公司与专家工程师一起,从各个角度反复进行验证,一致认为必须着手开发用于椭圆加工设备的CNC控制用软件。通过反复修改和计算,完成了构建软件编程,并于半年之后,研制出CNC半自动活塞环内外圆凸轮车削&合缝开口铣削复合设备〈DCM-1〉,实现了产品化。 |
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〈DCM-1〉成功地把二个工序,内圆和外圆的椭圆加工工序、以及合缝开口的铣削加工工序,集中设置于1台设备。这种设备的问世,不仅简化了每次更换活塞环需改变工艺程序的操作,而且可以大幅度地减少加工工序,从而能够准确而快捷地满足客户要求的数值。此后,片冈公司再次开发推出新型设备〈DCM-1A〉。在〈DCM-1〉的基础上,装备了机械手系统的〈DCM-1A〉,只需一次设定设备工作程序,就可以长时间连续地生产相同型号的活塞环。一家制造商赞誉道:“除非采用DCM,否则无法加工曲率要求极高的活塞环”,由此可见,〈DCM〉系列设备的加工精度和功能性,已经赢得了极高评价。
片冈公司力求“CNC化”的技术革新,实现了加工产品的高质量和缩短交货期,而且还为制造商、以及客户创出附加价值。最初是在“应将其价格控制为与德国和瑞士制造的机械控制型设备完全相同或以下”这一要求下,开始着手开发〈DCM-1〉。随着汽车产业在世界范围内的全球性竞争日趋激烈,要求发动机零部件制造商认真考虑降低生产成本,提高产品质量,提升生产效率,加快生产速度,已经成为今后必须注重的课题。为了顺应当今时代的趋势,片冈公司必将力争开发推出成本更低,具备优质性能的加工专用设备。 |