CIMT2021部分雙端面磨床展品評述

　　【機床商務網欄目 產品評測】CIMT2021于4月12日如期在北京中國國際展覽中心(新館)隆重開幕，各參展企業精心布置，將自己最好的技術、產品和企業文化展示給各路賓朋。
 

　　筆者觀察到，本次展會全球雙端面磨削技術的知名企業悉數亮相，所展出設備以立式結構為主，全部采用CBN或金剛石砂輪用于高精度高效磨削。境外主要企業有德國Precision Surfacing Solutions GmbH & Co. kg，展品為DDG 580、AC 1200；日本Koyo(光洋)機械工業株式會社，展品為KVD 300、R431；韓國AM技術株式會社，展品為TDL-700等。境內主要有新鄉日升數控軸承裝備股份有限公司，展品為2M8470A、2M8480G；宇環數控機床股份有限公司，展品為YHMM300。另外，境外知名企業瑞士STAHLI LAPP TECHNIK AG(斯達利研磨技術有限公司)、德國DVS TECHNOLOGY GROUP(迪斯庫司磨削技術公司)、德國supFina(索菲納有限公司)也展示了其雙端面磨削技術。
 

　　雙端面磨床適用于對各種材質和各種形狀零件的兩個平行平面進行高效率、高精度加工。采用行星式結構的高精度雙端面精磨機可以使加工精度達到1μm以內；一般雙端面磨床根據結構可分為立式和臥式兩種，本次展出的設備均為立式結構，加工精度一般為2-4μm。
 

　　一、行星式結構的高精度雙端面精磨機
 

　　該類機床上、下精磨磨盤作同向或反向運動，工件裝夾在載盤內，載盤的齒與內環及外圈的圓柱銷嚙合，在內環驅動下工件作既公轉又自轉的行星軌道運動。這類機床上磨盤一般為自由浮動結構，精磨盤與工件的相對運動可使磨料層負載均衡，保證工件的兩面均勻磨削，確保雙面精磨效果。經常轉換上、下精磨盤和內環的轉向，可使磨料層保持自銳性和平整度，減少修磨次數和輔助時間。
 

　　載盤的作用是保證工件旋轉靈活，適配性很強，可適用于各種復雜形狀的零件載入。一般每盤加工可以放6個載盤，每個載盤中可以放多個零件，可以實現批量高精度磨削。
 

　　下面簡介部分主要展品及性能特點。
 

　　1．Lapmaster Wolters AC 1200
 

　　Lapmaster Wolters屬于Precision Surfacing Solutions GmbH & Co. kg旗下品牌，展出的AC1200采用模塊化設計，可用于精密磨削、研磨以及拋光加工。典型加工工件如齒輪、墊片、密封件、硬質合金刀片和切條機刀片等。
 

 

　　機床主要特點有：(1)設備采用高精密氣動壓力系統、強力驅動技術，使加壓變化反應速度快無滯后；(2)采用PC控制及HMI技術使加工過程可視化，設置方便靈活，顯示各加工參數并記錄加工數據，可儲存60個或更多的加工程序；(3)采用非接觸式微測量控制系統，用于監控上盤的移動位置；(4)轉動式的操縱臺和框架設計方便人員進入設備內部；(5)可連接手動、半自動或者全自動上下料系統，縮短非生產性時間；(6)大流量的水冷卻迷宮結構、由PID控制器精確調溫的冷卻液系統，可同時為精磨盤和潤滑油冷卻，確保實現穩定且可重復的磨削效果。
 

　　AC 1200還可配備上料臺間隙控制、對齊調整裝置、耗材的定量進給系統，以及“Data Care”分析工具，可收集所有的控制器數據，實現對加工過程的評估、優化和故障分析。
 

　　AC 1200可加工的工件最大直徑Φ400mm，最大厚度100mm。
 

　　2. 新鄉日升雙端面精磨機2M8470A
 

 

　　該機下砂輪主軸采用公司的組合軸承支撐的轉臺式結構，可長久保持端面精度。上主軸與加壓缸連接部分加入調心軸承，二者浮動連接，更有利于薄片型工件的加工。人機交互友好，可實現一鍵式工藝參數直接切換，具有工件擺放異常防止誤操作預警，故障自診斷采用文字說明及直觀圖片顯示具體位置，方便客戶及時解決問題。同時，采用不銹鋼拉絲防護罩殼，防止磨削液腐蝕。
 

　　3．新鄉日升2M8480G
 

　　該機為新型高效精密雙端面精磨機，采用新的磨研復合加工工藝技術和新的機床架構，針對磨削量較大的零件，實現雙面零件的粗磨、精研復合工序加工。
 

 

　　該新品采用氣電雙模加壓控制可進行“零壓力懸停”磨削，不僅適于加工傳統的典型零件，更適于脆性件、薄壁件或大余量零件的加工。磨削過程前半程上盤鎖定，進行大功率磨削，提高材料去除率；后半程上盤自動切換為浮動砂輪，進行精密研磨提高加工精度，兩種磨削工藝融合一起，相較于傳統雙端面精磨機，具有效率和精度兼顧的顯著優勢。這種復合加工形式不僅降低了國內客戶的采購成本及占地面積，也減少上下料的輔助時間，從而大大提高加工效率。
 

　　機床主要特點：(1)立式上盤砂輪特殊的拖板上下移動架構，以高剛性導軌做導向，使上盤升降具有行程大、剛性高、移動靈敏等優點；(2)氣缸驅動導軌導向的可移動護罩結構，保證高工件加工的安全性和方便性；(3)上盤萬向浮動和固定鎖緊自動切換結構，配合大功率主軸電機，可實現磨削、研磨自動切換加工；(4)研磨主軸部分采用高剛性滾子軸承支撐、大功率精密螺旋傘齒輪箱驅動，保證良好的磨削剛性；(5)進給采用高剛性滾柱線性導軌導向，氣電雙模加壓控制，即伺服電機+滾珠絲杠驅動控制上研磨盤的升、降進給動作，氣囊控制研磨壓力，配備在線測量裝置，形成全閉環控制，確保加工尺寸的穩定性及可控性。
 

　　該機可加工的工件最大直徑Φ260 mm，最大厚度250mm。
 

　　4．韓國 AM公司ADL-700
 

　　AM公司展出的ADL-700主要特點有：(1)上、下盤及內環均由獨立電機驅動，無級調速，內環另有伺服定位功能；(2)機床動作采用氣動控制，上盤可旋出方便上下料操作，配備上下料工作臺，可以實現快捷加工；(3)可調壓式氣動加壓裝置，壓力分為七段調整；(4)CBN砂輪磨削及尺寸控制系統，實現工件的在線測量，完成高精度加工；(5)對話框式觸摸屏控制界面，有多種加工模式可供選擇，簡單易用。
 

 

　　二、高效率的雙端面磨床
 

　　立式雙端面磨床主要有四種磨削方式：旋轉貫穿式、通過式、擺臂切入式、往復振蕩式。上磨盤為硬性連接，可調整傾斜角度，在上下盤間形成一個入口大于出口的間隙，以達到所需要的切削量要求。這種方式配備自動化上下料裝置更加容易，加工效率很高，加工精度一般可達2-4μm。
 

　　1．Lapmaster Wolters DDG 580 通過式高效率雙端面磨床
 

　　DDG 580為高精度、高性能旋轉通過式磨床，可滿足多種工件上下表面的同時磨削。設備帶有手動上料裝置，也可以選配自動上下料裝置，如使用管狀料盒及振動料斗，實現設備的全自動化控制。設備具有非常高的穩定性，從第一個工件至最后一個工件始終保證精度一致，也可以完成多種工件的精磨加工。
 

 

　　DDG 580占用空間小且符合人體工程學設計，非常方便人員進行操作和維護，易于與現有的生產線及新的生產線進行整合。采用西門子控制面板，可顯示所有重要的加工參數及在線檢測數據。數據可儲存并上傳至內部網站。
 

　　機床主要特點：(1)穩固的機座和垂直主軸設計，主軸磨頭在抗摩擦的線性導軌上移動，高剛性結構設計保證加工過程的穩定性；(2)精磨盤進給動作伺服無級調速控制，可實現快速進給和慢速接觸加工的轉化及實現最優的磨削補償；(3)上下精磨盤相對傾斜角度調整方便；(4)冷卻液從主軸中心供給，保證能到達磨削區的各個區域，減少主軸發熱引起的變形；(5)金剛石滾輪外徑Φ150mm，轉速 2800-9750 r/min范圍內無級變速，保證最大的修整精度；(6)全封閉工作區域及安全操作互鎖，保證操作者的安全。
 

　　2.日本光洋KVD300W、R431
 

　　光洋展示的立式雙端面磨床，采用自動化平面布局設計理念，以機床前面為中心，中部為磨削區域，兩側分別為上料和下料區域，便于機床的自動化成線。KVD300W采用雙工位搖臂切入磨方式，工件在線檢測；R431采用旋轉通過磨方式，單面磨削，下料側配備工件檢測系統，檢驗合格放至傳送帶上，不合格品由搬運裝置放至上料區，再次參與磨削。
 

 

　　機床主要特點：(1)獨特床身構造，配置冷卻液隔熱層可減小床身熱變形，瀉水渠道平滑寬廣，防止磨削廢渣堆積；(2)采用大型圓錐滾子軸承與超精密圓柱滾子軸承配合，實現高精度磨削；(3)砂輪軸矩形導軌與砂輪軸殼體一體，且導軌中心與砂輪軸中心線無偏移，剛性極強；(4)三點支撐調整結構，可調整上砂輪的傾斜角度；(5)半圓形修整結構，弧面上放置多片修整塊進行修整；(6)數控自動上下料裝置，快速氣動桁架搬運裝置，光電精確定位，方便自動連線。
 

　　KVD300W加工范圍：最大Φ100mm×厚50mm。
 

　　3．宇環數控YHMM300
 

　　YHMM系列機床適用于多種外形零件的上、下兩端面同時磨削，尤其是對一些平行度、平面度、兩端面與中心軸線垂直度等公差有嚴格要求的零件(如軸承內外圈、油泵內外轉子等)，磨削效果好，磨削精度高。
 

 

　　機床主要特點：(1)采用立式箱型結構，擺動磨削方式，多次磨削達到尺寸和垂直度要求；(2)上下磨頭中心布置，上磨頭角度采用四支撐柱調整箱體結構，調節方便，機床剛度高；(3)送料部分采用固定式結構，保證了磨削平臺的高精度；(4)采用大直徑滾珠絲杠雙螺母+軸承定位結構，穩定性好；(5)半圓形修整機構，保證修整平穩可靠；(6)模塊化設計，少量變更，即可變為通過式磨削結構。
 

　　YHMM300可加工的工件尺寸：Φ8-260mm，厚度8-40mm。
 

　　典型零件加工精度：平面度≤2.5μm，平行度≤2.5μm，表面粗糙度Ra0.32μm。
 

　　4．德國Diskus DFine
 

　　Diskus的端面磨削業務始于1911年，在平面磨削領域擁有豐富的專業知識和多年經驗，可以為微米級范圍內的高精度、毫米級范圍內的大加工余量的零件，提供單面和雙面磨削加工解決方案。
 

　　Diskus展出了一件DFine單/雙端面磨床模型，工件夾緊式的固定方式更容易實現磨削面對于裝夾面的垂直度要求，旋轉磨削和振蕩磨削方式的切換適合更多的加工需求。單主軸平臺可選工件主軸數量為2、4、8，分別滿足直徑為Φ250mm、Φ170mm、Φ100mm，高度為3-80mm零件的端面、圓面以及去毛刺的綜合加工，也可以選擇多主軸平臺。
 

 

　　機床主要特點：(1)天然大理石立式床身，具有優良的機械穩定性、熱穩定性和抗振性；(2)工件裝夾采用浮動式或氣動彈簧夾緊式，通過工作臺上的螺釘來調整工件軸線的偏移量，可以完成對齊平面和交錯平面的磨削，調整工件軸線的偏轉角度，可以完成內凹或外凸平面的磨削；(3)裝載IONIC測量控制系統，對工件100%檢測，并實時反饋至控制系統，偏離時會自動對磨削程序做相應調整；(4)裝載單側、雙側、多方位裝夾卡盤，供不同形狀的工件選用，這種夾具可以在完成工件的快速翻轉動作后，再次將工件送至加工區域，用來完成其余平面的磨削；(5)特制的金剛石修整輪用于完成砂輪的修整；(6)多臺DFine加工平臺可以選擇面對面形式或者并排形式，通過串聯方式或者使用循環傳送帶連接在一起，由夾持器的抓取系統完成傳送帶上的工件和刀庫中刀具的裝夾操作，滿足大批量自動化生產的加工需求。
 

 

　　三、結語
 

　　CIMT2021展會上立式雙端面展品較多，反映了雙端面磨床以立式結構、CBN磨削為主導的趨勢。
 

　　Diskus的 DFine創新的端面磨削技術，可以完成對零件的軸肩和非軸肩平行平面的加工，有多種上下料系統供選擇，在聯網、組線、安全、環保、經濟性等方面的創新，也體現在新一代雙端面設備的每個細節中。
 

　　境內企業也都推出了本公司的新品，且也有新型結構展示，如新鄉日升的2M8480G磨研復合機床、宇環數控的YHMM300精密級雙端面磨床，一定程度上反映出國內的創新力度。展品在技術上有很大提升，功能也都具備，但在磨削工藝、人體工程學布局設計、自動上下料裝置以及機床的穩定性、精度的保持性方面還有提升空間，還需要在細節上多下工夫。企業可以加強與磨料磨具研究院所、高校及用戶的合作，掌握CBN磨削工藝參數，積累磨削經驗，爭取不斷縮小與境外先進產品的差距，滿足廣大用戶對全自動化產品升級換代的需求。