
引言:WFL技術(shù)發(fā)展綜述
奧地利WFL Millturn Technologies公司(以下簡稱WFL)被公認為全球車銑復(fù)合加工技術(shù)的開創(chuàng)者與領(lǐng)導(dǎo)者。自1982年推出世界首臺真正意義上的車銑復(fù)合加工中心MILLTURN以來,WFL始終專注于該領(lǐng)域的技術(shù)深耕與創(chuàng)新。
本報告旨在全面回顧WFL的技術(shù)發(fā)展歷程,深入剖析其"一次裝卡,全部完工"的核心理念、關(guān)鍵專利技術(shù)、顛覆性創(chuàng)新,并結(jié)合其在航空航天等高端制造領(lǐng)域的應(yīng)用案例,分析其性能指標與市場競爭力。同時,報告還將探討其當前面臨的技術(shù)挑戰(zhàn),并展望其在自動化、數(shù)字化和工藝智能化驅(qū)動下的未來發(fā)展藍圖。
WFL的歷史是車銑復(fù)合技術(shù)從概念走向成熟的縮影。其發(fā)展歷程中的幾個關(guān)鍵節(jié)點,奠定了其行業(yè)鼻祖和技術(shù)引領(lǐng)者的地位。
1982年:車銑復(fù)合技術(shù)的誕生
WFL推出了世界上第一臺集成了車削和銑削功能的機床WNC 500S,后更名為M55 MILLTURN。該機床首次實現(xiàn)了4軸車削與5軸銑削的復(fù)合加工,標志著"MILLTURN"技術(shù),即車銑復(fù)合技術(shù)的正式誕生。這一創(chuàng)舉顛覆了傳統(tǒng)制造中需多臺設(shè)備、多次裝夾才能完成復(fù)雜零件加工的模式。
1993年:WFL公司的正式成立與專注
隨著奧地利鋼鐵集團(VOEST-ALPINE)的部分私有化,MILLTURN的生產(chǎn)業(yè)務(wù)被整合,并正式更名為WFL Millturn Technologies GmbH & Co. KG。自此,WFL確立了其核心戰(zhàn)略:成為全球唯一一家完全專注于多功能車鏜銑復(fù)合加工中心研發(fā)與制造的企業(yè),不追求產(chǎn)品線的盲目擴張,而是聚焦于單一領(lǐng)域的極致深化。
20世紀90年代至21世紀初:技術(shù)迭代與產(chǎn)品線擴張
WFL持續(xù)進行技術(shù)創(chuàng)新。1992年,新一代M30 MILLTURN問世,首次引入了單刀具頭和外部刀庫,提升了加工靈活性。進入21世紀,公司陸續(xù)推出了M40、M150等系列機床,并用M35替代了M30,不斷完善其產(chǎn)品矩陣以適應(yīng)更廣泛的加工需求。
2008年至今:軟件、自動化與大型化發(fā)展
軟件成為WFL技術(shù)創(chuàng)新的重要驅(qū)動力。2008年,WFL獲得了其核心軟件——CrashGuard實時碰撞預(yù)防軟件的專利。隨后,公司推出了M80、M150、M175以及旗艦級的M200等大型化、重型化機床,其加工能力覆蓋了直徑達2米、長度達14米、重量達60噸的巨型工件。近年來,隨著對FRAI Elektromaschinenbau GmbH的收購與合并,WFL在自動化和數(shù)字化領(lǐng)域的實力得到顯著增強。至2025年,WFL已慶祝其MILLTURN品牌創(chuàng)立逾40年,公司成立逾30年,穩(wěn)固了其市場領(lǐng)導(dǎo)地位。
核心技術(shù)理念與顛覆性創(chuàng)新
WFL的成功根植于其一系列獨特且領(lǐng)先的技術(shù)理念與創(chuàng)新實踐,這些共同構(gòu)成了其強大的技術(shù)護城河。
"一次裝卡,全部完工"(Complete Machining)的哲學(xué)
這是WFL所有技術(shù)創(chuàng)新的基石。該理念旨在通過單臺MILLTURN機床完成從毛坯到成品的全部加工工序,包括車、銑、鉆、鏜、滾齒、磨削、深孔加工乃至測量等。這種模式的顛覆性在于:
根本性地解決了傳統(tǒng)多工序流程帶來的效率瓶頸,如工件在不同機床間的轉(zhuǎn)運、重復(fù)定位、等待時間等,從而大幅縮短了生產(chǎn)周期和交貨時間顯著提升了加工精度,因為避免了多次裝夾帶來的累積誤差,這對于航空航天、能源等領(lǐng)域中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求嚴苛的零件至關(guān)重要降低了生產(chǎn)成本,包括減少了設(shè)備占地面積、操作人員數(shù)量、夾具成本以及在制品庫存
極致的模塊化設(shè)計與高度定制化服務(wù)
WFL的機床并非流水線上的標準化產(chǎn)品。每一臺出廠的MILLTURN都是根據(jù)客戶特定的制造需求,通過模塊化系統(tǒng)"量身定制"的。例如,M20加工中心的下刀塔可選配獨立的B軸車刀架,實現(xiàn)整機雙B軸,可在兩側(cè)主軸上同時進行五軸聯(lián)動加工。這種高度定制化的模式,使得WFL能夠為客戶提供最優(yōu)化的解決方案,但也決定了其堅持在奧地利本土集中生產(chǎn),以確保對每一個定制化項目的最高質(zhì)量控制。
無與倫比的機床剛性與穩(wěn)定性
高剛性是實現(xiàn)精密和重型切削的前提。WFL機床在設(shè)計上不惜成本,以確保極致的穩(wěn)定性:
床身結(jié)構(gòu)
:普遍采用60°重型傾斜床身設(shè)計,結(jié)合高剛性的箱式導(dǎo)軌,提供了優(yōu)異的抗振性能
核心部件
:通過采用鼠牙盤(Hirth coupling)進行B軸分度等技術(shù),確保了即使在使用長徑比高達1:14的超長防震鏜桿時,依然能保持穩(wěn)定的加工狀態(tài)
強大的驅(qū)動
:機床具備極高的主軸扭矩和進給驅(qū)動力,能夠?qū)崿F(xiàn)高達1300 cm3/min的鋼件車削能力和1000 cm3/min的銑削能力,這在行業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先水平
軟硬結(jié)合的智能化加工生態(tài)
WFL很早就意識到軟件在現(xiàn)代機床中的核心地位,并構(gòu)建了一套強大的軟件生態(tài)系統(tǒng):
控制與編程
:機床普遍搭載西門子SINUMERIK 840D sl高端控制系統(tǒng)。WFL自主開發(fā)的Millturn PRO編程軟件,支持對話式圖形化編程,極大簡化了復(fù)雜零件的程序創(chuàng)建過程
碰撞預(yù)防
:其專利軟件CrashGuard Studio是行業(yè)標桿。它不僅僅是離線仿真,更能基于機床的實時狀態(tài),對從毛坯到加工過程中的每一步進行3D實時監(jiān)控和干預(yù),幾乎完全杜絕了因程序錯誤或操作失誤導(dǎo)致的碰撞風(fēng)險
數(shù)據(jù)分析與維護
:myWFL平臺能夠?qū)崟r采集和分析機床的運行數(shù)據(jù),實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)控、預(yù)測性維護和能耗優(yōu)化
集成先進工藝的能力
WFL不斷將其機床的能力邊界拓展至傳統(tǒng)切削之外:
增材制造
:在M80等機型上,WFL成功集成了高功率激光熔覆技術(shù),實現(xiàn)了增減材一體化制造。這使得在同一臺機床上完成復(fù)雜零件的修復(fù)、強化(激光硬化)或特征添加成為可能,極大地提高了制造效率和靈活性
智能刀具與特殊工藝
:與山特維克可樂滿等刀具巨頭深度合作,開發(fā)出集成了傳感器的"智能刀具"(如CoroPlus?),可將內(nèi)孔加工等過程中的負載、溫度和振動數(shù)據(jù)實時反饋到機床控制系統(tǒng),實現(xiàn)自適應(yīng)加工和過程優(yōu)化針對鈦合金、高溫合金等難斷屑材料,WFL機床還集成了高壓噴氣斷屑系統(tǒng),有效解決了加工難題
性能指標與行業(yè)應(yīng)用深度分析
WFL機床的卓越性能使其成為多個高精尖制造領(lǐng)域的首選設(shè)備,尤其是在航空航天工業(yè)。
關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域
WFL的用戶遍布航空航天、能源(石油天然氣、風(fēng)電)、大型柴油機、塑料機械、印刷機械等行業(yè)。其加工的典型零件均為"硬骨頭",例如:飛機起落架、噴氣發(fā)動機主軸、大型船用柴油機曲軸、凸輪軸、汽輪機轉(zhuǎn)子、塑料機械的復(fù)雜螺桿等。這些零件的共同特點是:材料難加工、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價值高昂、精度要求極高。
航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用案例與效率提升
航空航天是WFL技術(shù)價值最直觀的體現(xiàn)。飛機起落架、發(fā)動機軸等關(guān)鍵部件,對材料、精度和可靠性有著最嚴苛的要求。
效率提升案例
盡管缺乏來自波音或空客等主機廠直接發(fā)布的、針對WFL機床部署后具體的、經(jīng)過驗證的生產(chǎn)節(jié)拍和刀具消耗率量化報告,但其一級供應(yīng)商和相關(guān)案例研究提供了有力的旁證:
巴西航空部件制造商MSI在使用WFL M120 MILLTURN后,生產(chǎn)時間縮短了10倍,將以往需要數(shù)月的工作壓縮至幾周內(nèi)完成另有項目提及,采用WFL的完整加工方案后,制造時間減少了70%汽車零部件制造商DESCH在生產(chǎn)齒輪時,也實現(xiàn)了高達70%的制造時間縮減
合作伙伴關(guān)系
WFL與柯林斯宇航(Collins Aerospace)、赫魯-德維特克(Heroux Devtek)等為空客和波音提供起落架及其他關(guān)鍵部件的頂級供應(yīng)商均有合作。Safran Landing Systems作為空客A350起落架的核心供應(yīng)商,其生產(chǎn)過程對效率和自動化的極致追求,與WFL的技術(shù)理念高度契合。
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難加工材料處理能力:以鈦合金(Ti-6Al-4V)為例
鈦合金因其低導(dǎo)熱性、高化學(xué)活性和低彈性模量,在高速切削中極易產(chǎn)生高溫、粘刀和振動(顫振)等問題。維持熱穩(wěn)定性和抑制振動是核心技術(shù)瓶頸。切削區(qū)的高溫會嚴重影響刀具壽命和已加工表面的完整性,而顫振則會破壞表面質(zhì)量,甚至導(dǎo)致刀具崩損。
WFL的解決方案
高剛性機身
:從根本上提供了抑制振動的物理基礎(chǔ)
超高壓冷卻系統(tǒng)
:其高達350 bar的冷卻液壓力,能有效地將冷卻液輸送至切削區(qū),強制冷卻并輔助斷屑,顯著控制溫升
熱補償系統(tǒng)
:WFL機床配備了由軟件控制的溫度補償系統(tǒng),通過在機床關(guān)鍵位置布置的溫度傳感器(如PT100),實時監(jiān)測熱變形并進行坐標補償,以消除熱膨脹對加工精度的影響
振動監(jiān)測與分析
:通過FFT(快速傅里葉變換)對振動信號進行頻譜分析,識別出20-200Hz范圍內(nèi)的顫振主頻率(如110Hz),并監(jiān)測其振幅
"研究表明,在機床關(guān)鍵部位布置PT100傳感器進行多點監(jiān)測,可有效將熱誤差控制在10μm以內(nèi)。"
與主要競爭對手的比較分析
WFL在高端車銑復(fù)合市場的主要競爭對手包括德國的DMG MORI(NTX系列)和日本的Mazak(INTEGREX系列)。
市場策略與技術(shù)特點差異
WFL:
堅持"小而精"的專注策略,只做車銑復(fù)合提供高度定制化的"交鑰匙"解決方案品牌定位在金字塔尖專注于極端復(fù)雜加工任務(wù)的定制化深度
DMG MORI / Mazak:
產(chǎn)品線更廣,覆蓋從入門級到高端的各類機床車銑復(fù)合機型標準化程度相對更高市場覆蓋面更寬可能在針對極端復(fù)雜加工任務(wù)的定制化深度上與WFL有所不同
展望未來,WFL的技術(shù)發(fā)展將聚焦于進一步提升自動化、智能化和工藝集成水平。
自動化整合
通過與FRAI的深度融合,WFL正大力發(fā)展與MILLTURN機床無縫集成的自動化解決方案,包括關(guān)節(jié)機器人單元、龍門上下料系統(tǒng)以及自動化的夾具/抓手更換系統(tǒng),旨在實現(xiàn)更長時間的無人值守生產(chǎn)。
全流程數(shù)字化
WFL將繼續(xù)強化其軟件能力。從前端通過Millturn Pro和CrashGuard Studio優(yōu)化編程與仿真,到中端通過myWFL和智能傳感器進行實時過程監(jiān)控與數(shù)據(jù)分析,再到后端通過WFL Health Check進行設(shè)備維護管理,WFL致力于打造一個貫穿產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字化閉環(huán)。
工藝拓展與優(yōu)化
除了深化增減材制造技術(shù),WFL的研究重點還包括面向更嚴苛挑戰(zhàn)的重型加工("更長、更寬、更重"),以及通過集成更多傳感器和智能算法,實現(xiàn)對加工過程更深層次的理解和自適應(yīng)控制,進一步提升加工質(zhì)量和可靠性。
結(jié)論與展望
作為車銑復(fù)合技術(shù)的發(fā)明者,WFL Millturn Technologies在過去四十余年中,憑借其堅定不移的專注精神、"一次裝卡,全部完工"的革命性理念、極致的模塊化定制能力以及軟硬一體的深度集成創(chuàng)新,始終占據(jù)著全球技術(shù)制高點。其產(chǎn)品不僅是一臺機床,更是針對復(fù)雜零件制造的完整解決方案,尤其在航空航天等要求最嚴苛的行業(yè)中,WFL已成為高效率、高精度和高可靠性的代名詞。
盡管面臨來自其他機床巨頭的激烈競爭,以及在推廣過程中遇到的高昂初始投資和操作復(fù)雜性等挑戰(zhàn),但WFL通過在自動化、數(shù)字化和工藝智能化方面的持續(xù)投入,正不斷鞏固其技術(shù)壁壘。
展望未來,隨著全球制造業(yè)向更復(fù)雜、更精密、更智能化的方向發(fā)展,WFL的技術(shù)路線圖清晰地表明,它將繼續(xù)引領(lǐng)車銑復(fù)合技術(shù)的發(fā)展潮流,為全球高端制造業(yè)提供無可替代的核心裝備與解決方案。
突破方向建議
行業(yè)標準雙盲測試框架
:建立統(tǒng)一的測試標準,公開透明地展示各廠商機床的真實性能
基于FRAI并購的傳感器-數(shù)據(jù)協(xié)議開放
:推動行業(yè)數(shù)據(jù)互通,促進智能制造生態(tài)發(fā)展
針對鈦合金干切的熱-振聯(lián)合補償算法
:解決當前技術(shù)瓶頸,提升難加工材料的加工效率
無限可能的加工技術(shù)
一個方案解決一切
WFL幾十年來在完整加工行業(yè)累積的經(jīng)驗,成為了無可爭辯的先進技術(shù)引導(dǎo)者。數(shù)以千計的加工解決方案證明了我們無懈可擊的加工能力和無與倫比的加工技術(shù)優(yōu)勢。
WFL開發(fā)的專用工藝方案和循環(huán)滿足了客戶的特定要求。無論何種加工工藝都可在一臺車銑復(fù)合加工中心上完成-如深孔鉆、滾齒等。
Flanx-滾齒:
滾齒(即Flanx-滾齒)用于直齒輪和斜齒輪外齒輪(圓柱形或冠形)。此外,F(xiàn)lanx-滾齒具備“半圈齒”、“錐形”和"可變進給"等特殊解決方案。Flanx-滾齒使用傳統(tǒng)的齒輪滾刀——硬質(zhì)高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具或包含可轉(zhuǎn)位切入概念(同時還有Flanx-Plus可供選擇,它結(jié)合了Flanx-滾齒和Flanx-插齒功能。)
Flanx-插齒:
Flanx-插齒適用于外齒輪和內(nèi)齒輪的直齒或斜齒成形加工,依舊可以使用傳統(tǒng)開槽刀具,甚至可以使用更大型刀具并可與陵形刀座配合使用。以圖形支持使得編程更簡化易于使用,齒輪質(zhì)量可達到使用滾齒專機加工的相同水平。(同時還有Flanx-Plus可供選擇,它結(jié)合了Flanx-滾齒和Flanx-插齒功能。)
Flanx-大模數(shù):
Flanx-大模數(shù)齒輪解決方案用于加工大型漸開線直齒輪齒。這種高靈活的加工工藝,是使用標準銑刀可以在較小的機床上加工軟材料或硬材料的齒輪。
磨削和精加工
這幾種加工工藝,如磨削,研磨,滾壓拋光和拋光均可用于改善工件表面質(zhì)量。刀具可直接安裝在銑主軸上。
銑削加工
可在任意角度進行平面和鍵槽銑削。由于可進行5軸插補,工件形狀不受限。Y軸有自己的立柱,可使用大直徑盤銑刀而無碰撞危險。
5 軸銑削:
要求B,C,X,Y和Z軸5軸插補的輪廓和成型加工,也可使用我們的車銑復(fù)合加工中心進行,從而節(jié)約了昂貴的5軸加工中心的采購費用。
車銑加工:
車銑加工已成為車削加工的一種替代,尤其對大直徑的長工件(斷續(xù)、不平衡不再成為影響精度的問題)。曲軸,凸輪軸,壓力缸等等都可進行高精度、高表面質(zhì)量的加工。
銑凸輪:
為加工出高精度的凸輪形狀,需要在B軸傾斜角度(有凹面區(qū)域的情況)或者銑刀處于徑向位置來進行加工。大型柴油機用凸輪軸,紡織機用雙凸輪軸,航空航天領(lǐng)域中的偏心輪廓,以及液壓零件中的泵體,均可在用于車削的相同裝夾中,用銑削來完成。
銑銷:
通過X,Y和C軸插補,在標準3爪 自定心卡盤上,用車銑功能可加工出偏心圓銷。如果圓銷比刀具直徑寬,還可用額外的Z軸進給進行加工。
曲軸的油孔鉆削,滾齒,開花鍵等等,在車銑復(fù)合中心上進行的全面加工,對于大型曲軸或樣件的加工是一個極好的選擇。
加工可從整體棒料或鍛造毛坯開始。由于可進行硬加工,硬化后的預(yù)磨削加工可以被取消。此應(yīng)用中,在線測量可充分發(fā)揮優(yōu)勢,用于補償溫度及機械對工件造成的影響。
樅樹型刀具(圣誕樹銑刀):
被稱之為樅樹型銑刀,主要用于加工渦輪零件。此類型線刀具或成型刀具可以保證葉片根部的高精度加工,這類銑刀同樣適用于非線性加工。高效且經(jīng)濟的加工方式最大化的滿足航空航天和能源領(lǐng)域的生產(chǎn)要求。
WFL除了提供車鏜銑復(fù)合加工中心,還提供軟件產(chǎn)品,用于可對復(fù)雜加工任務(wù)進行簡易編程,用于3D模擬并有效避免碰撞發(fā)生。
化繁為簡
綜合了WFL數(shù)十年加工經(jīng)驗精心設(shè)計的軟件解決方案用于車銑復(fù)合加工中心完整加工。使用Millturn PRO進行編程,仿真軟件碰撞保護工作室和防碰撞軟件碰撞保護完美地契合了完整加工的要求。無懈可擊的軟件解決方案結(jié)合了可靠性,簡便操作性和關(guān)聯(lián)性,確保了成本效益。
WFL 軟件解決方案的優(yōu)勢:
WFL車銑復(fù)合加工中心的軟件與設(shè)備的完美融合(Millturn PRO, 碰撞保護工作室和碰撞保護)電腦編程以及機床操作的舒適性涵蓋范圍廣泛的標準和特殊工藝 使用WFL工藝循環(huán)可以顯著減少編程工作量精心設(shè)計的解決方案可用于工藝優(yōu)化和工藝安全性最大化先進的刀具管理科可顯著降低刀具費用最佳連通性可面向未來來
WFL車銑技術(shù)公司是完整加工行業(yè)的頂級供應(yīng)商。
WFL車銑技術(shù)公司是全球唯一致力于生產(chǎn)多功能車銑復(fù)合加工中心的設(shè)備制造商。如今,大多數(shù)高科技公司都在使用WFL車銑復(fù)合加工中心設(shè)備對精密、要求極高的復(fù)雜零件進行加工。車銑復(fù)合加工中心模塊化設(shè)計以及客戶化的專用方案完美的契合了客戶所需。
選擇WFL密特車銑復(fù)合,客戶得到的不只是一臺滿足質(zhì)量和精度最高需求的機床,同時還贏得了無懈可擊的行業(yè)競爭優(yōu)勢。完整加工領(lǐng)域30余年的經(jīng)驗以及數(shù)以千計的解決方案確保了WFL客戶得到更有效且可靠的加工。
集所有加工和測量操作于一身的WFL車銑復(fù)合完整加工中心,能夠極大的提高您的加工效率。獨特的車銑復(fù)合設(shè)計理念以及配備齒輪箱的車鏜銑單元確保了最高水平的排屑性能。我們的設(shè)備絕對是您物超所值的投資。
尋找適合您的車銑復(fù)合加工中心:
目前WFL 已經(jīng)擁有超過20種不同型號的車銑復(fù)合加工中心:配有車削長度從 1,000到 14,0000mm 和車削直徑自520到 2,000mm,全面覆蓋了工件加工范圍。幾乎所有的設(shè)備均可配備副主軸(標注為-G).
MILLTURNTM 代表了:
最全面的加工技術(shù)最高水平的生產(chǎn)效率最佳穩(wěn)定性和精密度最靈活的生產(chǎn)加工方式
聲明:
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