数控复合内外圆磨床的发展趋势

在CIMT2019展会上,全球各主要磨床制造商悉数参展。现对本届展会部分具有代表性的数控精密万能外圆磨床即复合外圆磨床作简要评述如下。

一、部分代表性展品介绍

1.UNITE GRINDING集团STUDER公司的S31数控精密万能外圆磨床

新款S31数控万能外圆磨床是其2019年推出的新款,展机中心高175mm,顶尖距为650 mm,展览期间,机床展示了用两个外圆砂轮磨削台阶轴。

新款相对于老款主要变化在于:机床采用新的外观,顶尖距由650/1000mm拓展为400/650/1000/1600mm,顶尖支撑的最大工件重量由120 kg变成了150 kg,X轴行程由280 mm增大为370mm;床身采用新的设计,水槽由人造石直接铸出,砂轮修整器安装在工作台双T型槽上,以减少调整和换装的工作量,B轴取消2.5度分度,增加直驱并配高分辨率测量可用一片砂轮磨削多直径和多锥面而无需修整砂轮;数控系统由FANUC31i-A变成了0i-TF,而31i-B变成了高速磨削选项。

该机床可配万能工件头架,既可以进行活主轴磨削又可进行两顶尖磨削,还可以配置卡盘式工件头架适于卡盘装夹的磨削。工件头架主轴配置滚子轴承,几乎是免维护并且在活主轴磨削时可达到极高精度的圆度0.4μm,可选配0.2μm。在活主轴磨削时,通过工件头架精调装置可以对圆柱度进行1微米范围内的调整。同尾架一样,工件头架也配有气垫抬升机构,便于机床设置调整中工件头架的移动。

该机床标配弹簧尾架,通过弹簧尾架套筒进行夹紧,可锥度微调。尾架配置一:莫氏3号顶尖,套筒行程35mm,套筒直径50 mm;尾架配置二:莫氏4号顶尖,套筒行程60mm,套筒直径60mm。也可配同步尾架,承重50kg,对工件的全长进行磨削时,或在不能采用常规的工件驱动方式时,选用同步尾架则会特别经济高效。

STUDER公司还展出了新款S33数控精密万能外圆磨床,该系列磨床与新款S31基本通用,突出高性价比,主要在砂轮架配置上不同。

2.哈挺集团新款JONES&SHIPMAN 10数控精密万能外圆磨床等三款

从新款JONES&SHIPMAN 10数控精密万能外圆磨床、新款KELLENBERGER100和1000数控精密万能外圆磨床等三款展机看,哈挺集团对其精密万能外圆磨床产品进行了较大的整合,也是哈挺并购JONES&SHIPMAN公司后多次对其磨床线产品进行整合并推出的新产品,该产品突出了性价比。

新款KELLENBERGER 100和1000数控精密万能外圆磨床为哈挺所属KELLENBERGER公司整合磨床产品推出的新型号。其中,KELLENBERGER 1000代表着其最高磨削水平,该系列精密万能外圆磨床顶尖距1000/1600mm,中心高200/250/300mm,两顶尖承重150/200/300kg。各导轨采用静压技术,满足最高精度的磨削要求,基本上就是原来的KEL-VARIA系列。

该系列磨床采用海德汉GRINDpuls 640或发那科31i数控系统,砂轮架进给X轴、工作台移动Z轴和砂轮架回转B轴均采用闭式静压导轨,X/C轴插补可实现非圆磨削/螺纹磨削/坐标磨削/沟槽磨削,X/Z轴插补可实现锥度磨削/轮廓磨削/修整,X/Z/B轴插补可实现带B轴的轮廓磨削和随动功能的成型轮廓磨削,同时静压导轨的使用确保800mm长度上直线性0.0015mm,1200mm长度上直线性0.002mm。

头架可配置标准型、卡盘型和直驱型,头架轴承采用高精度滚子轴承,卡磨工件圆度为0.4μm,可选配0.2μm,C轴非圆磨削配海德汉圆光栅。尾架采用密集轴承支承套筒,具有锥度微调功能。

砂轮架可配置各种规格的磨头,外圆磨头采用多油楔动压轴承,水冷电机:通用型、对角型、前后排列型和批量生产型,B轴为力矩电机直驱,可无变形锁紧,砂轮自动测量系统测量并存储砂轮尺寸,B轴旋转后,系统自动更新砂轮坐标。内圆磨头采用高频电主轴。

 

二、数控万能外圆磨床即复合内外圆磨床的发展趋势

1.砂轮架配置多样化,丰富磨削功能。砂轮架从原来典型的1个直砂轮、1个斜砂轮和1个内圆砂轮到现在可通用型、对角型、前后排列型和批量生产型多种砂轮配置,也可CBN砂轮高速磨削,可实现轴套类零件在一次装夹中的各种内外圆多部位磨削,可中小批量甚至大批量磨削。

2.砂轮架B轴技术日臻完善。B轴驱动从最初鼠牙盘手动2.5度分度、自动1度分度到伺服电机驱动蜗杆蜗轮连续分度,到现在力矩电机直驱,圆光栅直接检测,轴承从滚动转台轴承到现在采用闭式静压导轨。可实现用一片砂轮磨削多直径和多锥面而无需修整砂轮或X/Z/B轴插补可实现B+的轮廓磨削和随动功能的成型轮廓磨削。

3.采用静压导轨或独家技术导轨。精密数控万能外圆磨床工作台和砂轮导轨普遍采用静压导轨或独家技术导轨,确保磨削精度和抗振性。外圆磨头主轴轴承基本采用独家高精度动压滑动轴承。内圆磨头普遍采用高速电主轴。

4.头架配置多样化。普遍增加力矩电机直驱活主轴头架,C轴非圆磨削配圆光栅。一般配置万能头架即死活顶尖、活主轴头架和直驱活主轴头架,主轴采用高精度滚动轴承支承,卡磨圆度一般为0.4μm,最高可达到0.2μm。

5.尾架一般配有锥度微调功能,满足高精度磨削调整需求。

 

三、结语