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創新科技發展未來（lái）

2015-12-25 來源：寧夏銀川大河數控機床有（yǒu）限公司（sī）作者（zhě）：孫兵

以主題為“新常（cháng）態、新發展”的第十（shí）四屆中國國際機（jī）床展覽會於4月20日——25日在首都北京成功舉辦，我有幸以中國機床工具（jù）工業協會鑽鏜床分會（huì）展品評述員的身份參加了此次展覽（lǎn）會。本次（cì）展會（huì）展品種類繁多，亮點新穎，集中體現了（le）我國國產數控機床的發（fā）展優勢與技術實（shí）力，讓我深切感受到（dào）了我國機床業旺盛的生命（mìng）力和創新能力。

本次展會參展展品主要有大型複合加工中心、落地（dì）鏜銑（xǐ）床、重型數控龍門加工中心、中小型加工中心、立式（shì）加（jiā）工中心、珩磨機（jī）、智能機器人及機床各種轉台、數控係統、刀具等（děng）機床配件。但凡展出的（de）展品都具備高速、高精度（dù）性能，都在技術（shù）和工藝上（shàng）有著很大的突（tū）破與（yǔ）革新，下麵我就著重以（yǐ）珩磨（mó）機為例，分析此次展（zhǎn）會上展品（pǐn）性能的優（yōu）越性。

本次展會上珩磨機展出相對較少，主要有德國格林立式（shì）PT係列珩（héng）磨機，浙江台州新潮珩磨XCHM-4000強力型高精密珩磨機，寧夏中衛大河2MKH2215Z型立式數（shù）控珩（héng）磨機床等。

一、珩磨的優越性

珩磨加工是磨削加工的特殊形式，是一種低（dī）速表麵精加工工序，又是一種高效率的加（jiā）工方法，是零（líng）件（jiàn）內孔精加工的唯一途徑，在工業製造中有著非常重（chóng）要的（de）作用。為（wéi）了修正被加工件的尺寸、形狀和（hé）表（biǎo）麵質量，利用裝在珩磨頭上的（de）珩磨油石與被加工表麵保持一定的接（jiē）觸，並互有一定的壓力，進行兩坐標運（yùn）動來切削加工。通過選（xuǎn）取不（bú）同（tóng）型（xíng）號的珩磨工具，即可加工高硬（yìng）度合金鋼、也可以加工軟（ruǎn）鋼、銅、鋁合金、石墨、陶（táo）瓷等（děng）零件內孔，運用十（shí）分廣泛。

由於珩磨加工（gōng）精度高，所以珩磨工具、珩磨液、夾具及裝（zhuāng）夾方式等（děng）都會對珩磨效果產生（shēng）不可（kě）忽視的影響，因此為（wéi）解決生產中（zhōng）的不同（tóng）問題，此次展會上各品牌珩磨機床（chuáng）都做了合理的配置，形成了有效的解決方案。

工件在珩磨過程（chéng）中，由於砂條與工作表麵的接觸麵積大，珩磨壓力（lì）小，工件是柔（róu）性（xìng）夾持，易於自動定（dìng）心，且相對運動速度低，熱變（biàn）形小，因而能獲（huò）得很高的尺寸精度、幾何精（jīng）度和表麵粗糙度，不存在（zài）內圓磨容易產生的（de）工件表麵燒傷、內應力等問題（tí），對深孔、細長孔的加工，珩磨比內（nèi）圓磨更具優（yōu）勢。珩磨與手（shǒu）工或金剛（gāng）石鉸刀（dāo）珩磨相比，效率要高（gāo）很多。珩磨另一優點是被加工過的零件表麵有交叉網紋，這些網紋相當於無數個儲油槽，並形成油膜（mó），從（cóng）而改善零件（jiàn）的潤滑條件（jiàn），提高零件的使用（yòng）壽命。

二、當前珩磨機床的組成部分及工作原理

珩磨機床主要由珩磨機構、夾緊機構、步伐式（shì）比例輸送機構、冷卻係統、氣動液壓係統及電器控製（zhì）係統等部分組成，其（qí）中珩磨機構（gòu）包括如下幾部分：衝（chōng）程控製機構、進給機構、氣動測量係統、回轉主軸及珩磨頭。

珩磨機其實是珩（héng）磨頭的進給機構，該進給機構是（shì）靠（kào）機械及液壓（yā）傳動配合（hé）電氣控製、氣動（dòng）量儀完成砂條進給的，下麵我們先分析其（qí）機械傳動部分。例如此次展出的中衛大河2MKH2215Z型立式（shì）數控珩磨機（jī）床。該機構設有粗精珩（héng）和光珩磨、自動褪刀、手動（dòng）調刀等功能。進給油缸在（zài）珩磨過程中，由（yóu）於噴嘴與缸壁的間隙是不斷變化的，這（zhè）個間（jiān）隙的變化量與（yǔ）氣動（dòng）量儀內的氣壓損失是線性的，這個壓力變化值（zhí）被測量儀的壓電傳感器轉變為電信號來控製珩磨尺寸。當氣動（dòng）量儀測量沒到尺寸時，量儀壓力電氣傳感器給出電信（xìn）號（hào）到進給（gěi）電磁閥，高壓油推（tuī）動進給油缸活塞以珩磨衝程（chéng）為脈衝來回運動，進給油缸活（huó）塞（sāi）通過棘爪撥動進給齒輪，從而帶動內螺紋套轉動，驅動外螺紋套向下移動，帶動進給挺（tǐng）杆，使得珩磨（mó）砂條向外（wài）膨脹，進給（gěi）活塞每完成一個行程對應的進給量0.002mm，完成一（yī）次進給。

當粗精磨（mó）到尺寸後（氣動量（liàng）儀給出信號），這時量儀傳感器發出（chū）信號給退刀電磁閥（fá）換向，高壓（yā）油推動退刀活塞退回，砂條自動縮回原位（wèi）。同時通過光珩電磁閥來的高壓油推動光珩磨油缸活塞（sāi）向下移動，帶動光珩挺（tǐng）杆向下移動（dòng），從而將光珩砂條漲出進行光珩，光珩是靠（kào）時間控製的，到了設定時間，光珩電磁閥換向活塞上（shàng）移帶動挺（tǐng）杆退回，光珩砂條縮回。通過以（yǐ）上的進給原理分析，我們可以看到（dào）進給量是（shì）不連續的，有衝擊現象，這樣我們很難（nán）對加工（gōng）情（qíng）況進行必要的控製，對提高加工質量（liàng）帶來了一定的困難。下麵我們再（zài）來簡單分析以下其（qí）衝程的速度（dù）控製，衝程速度與主軸回轉速度的匹配是保證（zhèng）網紋質量非常關鍵的（de）因素，所以如果我們能夠對其進行調整，就可以進（jìn）行最優化的選擇。

衝程的速度控製隻有一個可手動（dòng）調節的節流閥，並且該閥安裝在機床頂部。當電磁閥不帶電時（shí），壓力油經主換向閥進入珩磨缸的下腔，使得珩磨頭向上移動，保持（chí）在上（shàng）端位置，此（cǐ）時珩磨頭油缸的活（huó）塞杆被抱刹油（yóu）缸抱住，防止（zhǐ）珩磨頭下滑，抱刹油缸起保險作用，當要工作時，抱刹（shā）被液壓油打開（kāi），先導閥電（diàn）磁鐵通電，高壓油通過主換向閥同時進（jìn）入珩磨油缸的上下腔，此時由於上腔（qiāng）活塞（sāi）麵積大所以活塞向下運動，當先（xiān）導（dǎo）閥失電時，高（gāo）壓油進入活塞（sāi）下腔，活塞向上運動，回油經（jīng）單向節流（liú）閥回油箱。這樣循環往複完成珩磨的衝程運動。

其中值得一提的是德國格林在此（cǐ）次展會上展出的PT係列珩磨（mó）機床，該機床采用主（zhǔ）軸電機帶動絲杠傳動來完成主軸的（de）往複運動，取代了傳統的液壓往複油（yóu）缸，且（qiě）有自動更換磨頭裝置，自動化程度相對較高，值得學（xué）習。如圖：

其優越性主要體現在以下幾方（fāng）麵：

1、高（gāo）效性

PT係列（liè）機床具有很強的高效性，可應用於當今所有的珩磨加工。除傳統珩磨外，新的（de）珩磨工（gōng）藝，包括：強力定位珩磨和激（jī）光珩磨，都可在（zài）PT係（xì）列機床上得到應用。機床優質加工和快速切削，不僅優化了（le）工作流程，更提高了生產效率。機床模塊化設計，使柔性最大化，再加上機床現代化生產的配置，因此機床不僅可以作為單機加工使用，同時也可以與生產線（xiàn）相連。標準功能模塊（kuài）化，並（bìng）結合客戶的要求（qiú）以達到最佳的效果。

2、遠（yuǎn）瞻性

PT係列機床在配置上（shàng）具有很好的遠瞻性，其簡（jiǎn）單緊湊的（de）主軸單（dān）元，強有力的行程驅動以及高（gāo）效的主軸驅動（dòng），意味著將柔性加工達到（dào）了最高的等級。設備適用於不同尺寸範圍的加工，加工孔徑範圍能從68-105毫米（mǐ）。配有帶壓力傳感器的電子機械漲刀係統（EMZ-F），從而確保能達到最滿意的珩磨（mó）效果。配有快速（sù）而有（yǒu）效的刀具（jù）更換係統（tǒng），隻需要非常短的刀（dāo）具更換時間。為產品切換或工序切換提供了（le）最佳的解決方案（àn）。適用於所有（yǒu）的（de）發（fā）動機缸體（tǐ）加工，包括：直列缸體、V型缸體。

3、高精科技與時尚外形設計的完美結合

該（gāi）產品的另一亮（liàng）點就是高（gāo）科技與時（shí）尚外形設計的完美結合。例如：超扁平的操作麵板與強大的圖形界麵結合，將產生（shēng）無與（yǔ）倫比的視覺效果。另外操作麵板（bǎn）有型的（de）設計，體現了其不斷的革新精神。將最先進的技術與時尚的設計完美結（jié）合，這也意味著格林將繼（jì）續沿著（zhe）成功的道路（lù）前進。

此次（cì）展（zhǎn）會（huì）格林展出的是PT600模塊式數控珩磨機，它主軸為伺服電機驅動，最大轉速可達2000轉/min. 最大扭矩（jǔ）為140N/m。行程驅動為滾（gǔn）珠絲杠，行程為780mm.PT600已經（jīng）被非常廣泛的使用在生產加工中了，有更低的能源消耗設計，設備更為節能。由於機床（chuáng）專用於直列缸體的加工，因此占地麵積更（gèng）小。PT600緊湊（còu）式設計，機床主機攜帶電器櫃，更便於機床的運輸。可選的自動換刀裝置最多可適用於6把刀具。

三、珩磨機的分類（lèi）

珩磨機床的分（fèn）類方（fāng）法有很多種，如單軸，多軸的不同（tóng）；如數控的，機械的（de）差別；根據珩磨主軸的安裝方式可分為二種：

1 立式珩磨機床

這種機型是普遍多見的大眾機型，其珩磨（mó）主（zhǔ）軸（zhóu）是垂直於工作台麵。可以作成單頭，雙頭及多頭，珩磨工位可（kě）以作（zuò）成2個、4個及多個；主軸的排（pái）列可以為圓形或直線式。立式（shì）珩磨機床可（kě）以增加在線測量（liàng）和全閉環控製（zhì），保（bǎo）證加工零件的尺寸一致性；立式珩磨機床結構有利於冷卻（què）液快速帶走珩磨後的切削微粒，完全避免了工（gōng）件本身(或主軸)的重（chóng）量因素在珩磨中的（de）不良影響。立式珩磨機床受到廠房空間的限製及本身占地麵積較小的原因，不大可能加（jiā）工超長工件（jiàn），如油缸（gāng）。

2、臥式珩磨機床

其主（zhǔ）軸是平行於工作台麵（miàn）。一般設計為單頭，在生（shēng）產線上（shàng）也可（kě）設計成直線式排列。單頭（tóu）臥式珩磨機床結構（gòu）簡單，又可分小型臥式珩磨機床（chuáng）和大型（xíng）臥式珩磨機床（chuáng）。小型臥式珩磨機床的（de）最大特點是機床製造成（chéng）本（běn）較低，機床的可靠性很高。其加工特點是工件處於相對浮動狀態，工件的自重無法完全消除。所以，小型臥式珩磨機床一般不能加工超過15Kg的工件。比如（rú）此次展出（chū）的浙江台州新潮珩（héng）磨XCHM-4000強（qiáng）力型高精密珩磨機，具有高性能、高精度、高（gāo）效率的特征。雙（shuāng）頭同步（bù），同時加工兩樣同種工件（jiàn）一次完成。雙變頻無級變速、同步刹車，主軸轉速為250-3000轉/min，無級變速，衝程速度為（wéi）80-250次/min，可加（jiā）工孔徑為3-100的缸（gāng）體工件。如圖

大型臥式珩磨機床是專門為加工各種油缸而設計的；其加工特點是珩磨主軸處於相對浮動狀態，珩磨（mó）主軸（zhóu）自重對（duì）精度仍然（rán）有一定的影響。

四、珩磨機的發展未來

珩磨（mó）加工（gōng）這門工藝目前發展很快，今後的發展（zhǎn）趨勢是：向高精度、高效率、高表麵質量和高壽命的（de）方向發展。相應的珩磨機床及其珩磨工藝參數也（yě）將隨之向前發展。

小型臥（wò）式珩磨機床向複雜化、數控化方向發展。臥式珩磨機床目前很少做到閉環控製，無（wú）法嚴（yán）格保證大批量生產的超高加工精度。未來（lái）的（de）小（xiǎo）型臥式珩磨機床通過NC控製，主動測量，應當能提高加工零件的尺（chǐ）寸（cùn）一致性。目（mù）前，大（dà）型臥式珩（héng）磨機床的發展很迅速，已經（jīng）作到NC控製，遠程測量反饋，半閉環控製。立式珩磨機床將（jiāng）在目前完全閉環控製的基礎上發展超高（gāo）速主軸係統（tǒng），進給頻率更快，進給小（xiǎo）的進給係統（tǒng），能夠自我修整珩磨（mó）油石的珩磨係統或者珩磨中心，各種人（rén）為因素的影響。目前，珩磨機（jī）床能實（shí）現平麵、外（wài）圓、內圓（yuán）的珩（héng）磨加工；通過珩磨工具的改進，能（néng）夠實現橢圓內孔和曲麵的珩磨。在珩磨（mó）外圓領域，將取得突（tū）破性發展，能夠在大多數外圓加（jiā）工中取（qǔ）代外圓磨。

珩磨機床作為複雜的生產工（gōng）具，最根本的是（shì）加工工藝與主機結構布局設計，而各種新工藝，新材（cái）料，新元件，新刀具，新控製係統等也將運用在珩磨機床上，未來的珩磨（mó）機床（chuáng）的加工精度會更高，加工效率更快，加工範圍更（gèng）廣泛。我相信在不久的將（jiāng）來機械加工將會更加的智能化自動化。全自動地（dì）從機械設備送進，到成（chéng）品產出，粗精加工、淬硬處理、超精加工，自動檢測、自動校正，將無所不（bú）能（néng）。機械設備也將重視（shì）環保、節能，呈現出綠（lǜ）色製造業的標誌。有（yǒu）21世（shì）紀（jì）時代特征的IT功能是絕對不（bú）可少的（de），機械設備將通過網絡與外（wài）界交換信（xìn）息，獲（huò）得最新的技術成果，人類（lèi）的智慧將在高科技（jì）產品上（shàng）得到充分的展現（xiàn）。

總之，珩磨加（jiā）工發展（zhǎn）的前途是光明的。雖然（rán）目前還（hái）處於發展階段，在理論（lùn）上（shàng）和實踐中還不如其他切（qiē）削加工完美，但是可以肯定，隻（zhī）要不斷（duàn）努力，我國一（yī）定會（huì）在珩磨加工（gōng）這門切削工（gōng）藝中，有所發現、有所發明、有所創造，會創（chuàng）出更（gèng）大的成績，走向世界，走向（xiàng）未來。

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