图1  车削、铣削和镗削作业在一台设备上完成。方位驱动装置工件可在VLC 500 MT机床上进行整体加工

用于风能设备或汽车上的大型部件都以小批量生产为特征。这类部件的加工往往有很高的精度要求，因此要尽量减少装卡的次数，因为每次换装都会对加工质量造成危害。而多功能加工中心可以一次装卡对直径长达1200mm和重1.5t的工件进行垂直加工。

难切削加工日益繁荣。从南美到亚洲，各地市场上的汽车产量都在增加，同时，中国和欧洲在风能设备制造上也获得了巨大成果，这些都是使难切削加工呈现繁荣景象的主要原因。2011年上半年度巴西的载重车产量比2010年度同期增长了12%以上，德国Germany Trade and Invest（GTAI）的外贸出口量亦是如此。而在2009~2010年间，中国的载重车产量更是增长了两倍。在一些国家，铁路建设也呈现出快速增长势头。例如，根据GTAI预测，俄罗斯针对2018足球世界杯赛事计划将在铁路系统上投资850亿欧元。

图2  VLC系列多功能加工中心的加工效率很高，适合于对大型工件的整体加工

对部件质量的高要求

从难切削技术角度上看，这些行业都有一些共同点：无论是风能设备的行星齿轮架和载重车的制动盘，还是火车轮，对于生产计划人员来说，所面临的挑战都是类似的——部件的质量必须满足很高的要求，因为这些部件在日后的使用中会承受极大的载荷。

例如，一套风能设备可平均运行120000h，它应该能在20年内承受住不稳定风力负荷。同时，尽管加工批量小，其制造状况也需保持足够的灵活性。所使用的生产设备应该不需要做复杂的换装，即可重新投入到其他产品的制造中去。

通过一种紧凑型设备方案也把此类要求应用到难切削加工领域里，这并非是一件易事。对于加工大型部件，很多企业往往更倾向于采用复杂链接和多级制造的流程。与此相反，Emag公司的VLC加工中心则完全不同。一方面，设备可通过取件轴作自行装载；另一方面，设备也可以在一个作业空间内完成车削、镗削、铣削、磨削和插齿等切削流程。所有作业在一台设备上一次装卡完成。对此，机床设备配置了一个自动车削刀座、一个铣削轴和一个换刀装置。所进行的一次性装卡动作可以确保尺寸精度和稳定的表面质量。

图3  VLC 800 MT型加工中心对六角盘进行整体加工

特殊的机床结构

在难加工设备组的端头设有VLC 1200型机床，可以对直径1200mm重1500kg的工件进行加工。尽管工件尺寸很大，但是设备的加工质量与Emag其他所有立式取件加工设备的加工质量相同。

这种机床的特殊结构直接构成了其在难切削加工中的优势。带有工件的加工轴垂直悬于刀具上方，因此切屑可以直接落到输送设备上并被排走，这样既防止了切屑热量被带入到工件里，也避免了工作轴受到污染。对于难切削加工的自动化流程来说，这种工艺具有极大的优势。

图4  在VLC 800上采用组合夹具和5倍多轴加工头对载重车的轮毂进行加工

测量头对工件进行监测

在难切削加工中的另一个重要因素便是质量控制。原材料采购需要有较大的投入，而在加工过程中出现错误，同样也会导致无谓的浪费。VLC系列机床设计人员通过细节技术方案来完成该项加工任务：通过采用测量头对工件进行测量和检查，在加工操作期间亦是如此。其测量精度达到2μm。

在制造风电设备驱动部件时，制造商使用了Emag的VLC 500型加工中心。生产批量大约为每星期120个部件。针对六种不同部件的加工，最多需要用到48种不同的刀具。这个数量就表明了该设备所能提供的高度灵活性。无需费时费力的换装，在一台加工中心上即可对难切削部件进行完整的加工。同时，风能设备制造所需的工件质量也可以在VLC设备上得到保证。

图5  采用12倍六角头和组合旋转夹具对制动盘进行整体加工

用于火车轮子和制动盘整体加工的VLC 1200型加工设备的轴颈必须能够承受3t的重量（含工装），对此可使用带有36把刀具的链式刀库。工件加工轴在X和Z轴上的强大进给力和13000N.m的转矩可以缩短加工时间。由于驱动力大，取件实现自动化，一次装卡集成了多种组合功能，因此与以往的加工流程相比，该工艺在一个批量上的加工时间最多可缩短80%。

显著降低换装费用

在建筑设备、载重车辆和农业机械部件的生产过程中，这种多功能加工工艺的优势也十分明显。与传统的需要采用三台或四台设备的加工情况相比，这种新工艺所需的换装费用极大降低。仅加工十个部件却需要给三台设备进行换装，还是只需为一台设备进行换装，这是个很大的差别。

VLC系列机床获得成功的一个决定性因素是其模块化的设计结构。每一台设备均可依据用户对加工的特殊要求进行配置。配置方案可以多种多样：可以采用一个或两个刀塔；可以组合磨削和硬加工功能；也可以采用VLC 500、VLC 800或VLC 1200型设备部件的各种不同的效能。