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有关磨床的历史、现状和前沿发展情况

发表日期:2018-09-28 15:58文章编辑:sanfengcnc浏览次数: 标签: 磨床    

磨床的发展历史悠久,尤其是80年代中后期,是磨床 制造技术发展最显著的时期之一。磨床的 产量并未有惊人增长,但它的 技术含量大大提高,机电一体化进程加快,磨削技 术提高到一个新水平,磨加I。单元、磨加i‘中心进入成熟阶段。


1.在磨床功能方面首先,各国家 磨床厂都把主要精力放在数控平面磨床和成形磨床的开发上,有的还 致力于高档磨加工中心的开发研究。摩削加 工现在己进入成熟期。


德同BLOHM公司的Gcl600和ELB公司的cam—Master磨削加 工中心仍处于领先地位,瑞士MAGERLE公司、美国Brown&sharpe公司“’。日本冈 本等公司都相继开发出形式不一的磨加工中心。磨加工 中心将取代更多的荤机,它是磨 床工业的发展方向。


西门子3G系统、FANlJc0G系统、A11ey—Brandly公司8600cNC系统、lrANuc—GE系统。1都是近 年来开发的适合平面和成形磨削的数控系统,为磨床 数控化提供了可靠保证。


其次磨 床磨削精度又有新的提高,垂直进给量o.1uⅢ已相当普遍,且已实用化,有的横 向进给量也达到0.1um。精度作 为磨床的一项重要的考核指标而受到各国专家的重视,因此,磨床加 工精度有了新的突破。


微米以 下进给机构是超精密平面磨床的关键技术之一。目前,很多平 面磨床已实现了最小进给量o.1 uffl,如德国z&B公司PsA—_60磨削中心、JUNG公司JP800龙门式精密平面磨床。l、sTEROR公司RTM龙门磨床、英国DIAF0脚cNc砂


轮修整系统,均实现 了砂轮最小垂直进给量O.1um。日本平 面磨床制造厂实现o.1um进给量的厂家更多,如冈本公司oM^~450D)(Nc、三井精机的Hi卧一toch cNcMSG一618、大隈铁工所Gs 36N、不二越NsP一50、长濑铁T所SGu一52等。微米以 下不进给是利用拖板微米以下的抬起特性实现的。各制造 厂为实现这种微小进给一般都采用精密数控系统,最大限 度地缩短进给传动链等措旌来满足机床的这一要求。日本大 阪府立工业技术研究所“1精密机 械研究室已制出定位精度达0.05um的高分 辨率磨削用微进给装置,但尚未见到产品。为了达 到超精密磨削的目的,机床一 般采用小孔节流空气静压轴承,径向轴承刚性为200N/um,高精密 高刚度空气轴承的间隙为10一25um,在每分 钟万转以上高速旋转时也不会发热。目前,空气静 压轴承轴向和径向回转精度均可达到O.025uⅢ,直线移动平均度lum/m,角度与锥度为o.1弧秒。导轨仰角为o.1弧秒。


2.在磨削工艺技术方面


缓进给 磨削近年来虽面临新磨削技术如高速短行程磨削、高效切深磨削的挑战,但总的说来,这项技 术仍处于上升发展之中。因此,国内外 有关磨削专家认为缓进给磨削己在磨削的技术上处于主导地位。


高速磨削理论”1最早是 由日本京都大学工业部冈村继郎教授首先提出,目前铝 基体砂轮线速度可达300m/s以上,树脂和 金属结合剂砂轮在229’279m/s以上,从而为 高速磨削创造了条件。


高效切深磨削是80年代在 磨削领域里的一项突破。高效切深磨削,英文为HIGH EFFIcIENcY GRINDING(缩写为旺DG)是联邦德国居林公司(Gnhri ng)最先研制开发成功的。可以讲 这种新技术是高速磨削的进一步发展,国外磨削专家“1将其评价为“是现代 磨削技术的高峰”。高效切 深磨削即以切深o.1、3()硼,工件速度o.5’10m/min,砂轮线速度80、200ln/s进行切削,可见它 把高速磨削和缓进给磨削结合在‘起,取两者之优点,故能达 到高的金属磨除率,又能达到表而高质量。高效切 深磨削已进入实用化阶段,预计今后还会进‘步完善。


快速短 行程磨削与缓进给成形磨削相比是事物的另一极端。它是在 往复磨削上采用比常规高得多的速度,同时它 的行程亦比常规短得多,因此它 也可称为高速往复式磨床。

 

这种磨 床最早是由德国的ELB公司开 发成功并迅速商品化。于1987年在北京举行的“西德工业展览会”上曾展出2台快速短行程磨床。


在金属切削中,有一些 难加工材料很难用普通磨自0方法进行加工。尤其是近年来,随着工 程陶瓷等新颖材料的广泛应用,加工问题更加突出。比如有 些工件是用性质完全不同的材料组合而成,这样用 单一的机械磨削方法根本无法解决加工速度和加工精度的协调问题。复合磨 削方法就是在这种情况下产生和发展的。


3.在磨床结构上

为了提高机床刚性,机床的结构布局}:出现了 小规格龙门式结构和纵向与横向都是立柱式运动、工作台 位于床身前仅作回转运动形式。这种结构是磨加工l_rI心的典型结构。磨加工 中心发展历史还不长,1980年德国ELB公司率 先实现了自动更换砂轮。近年来,随着计 算机技术和机电一体化技术进一步发展,磨加工 中心技术又有新的发展,同时应 用范围也逐步扩大,制造厂也增加很快,从德国扩展到日本、瑞士、美国。目前,磨加工 中心已在无人生产线上正常使用。


龙门式 平面磨床也称双立柱平面磨床,是一种 大规格的平面磨床结构,机床刚性好,主要为满足磨削宽度800舯以上 工件的加工要求。龙门式 平面磨床在外形上类似于导轨磨床,但在结构和功能I:有所区别。


为了提 高机床的热稳定性,机床普 遍采用温控装置,采取适 当措施消除磨床本体、吸铁台面、磨头电机、主轴轴 承和液压系统的发热”1,使机床 在整个工作过程中保持精度稳定性。


有的机 床还有振动监控系统,消除由 于弹性振动而产生的丁件表面磨削痕迹。



我困机 械工业经过建国以来50多年的发展,在工业 系统中已占有十分重要的地位:机械工 业全行业在全国工业中的比重约为1/5一l/4,工业增 加值占全部工业系统的l/5左右,占全国国内生产总值(GDP)的5%左右,机电产 品的出口额占到全国外贸出|1总额的40%以上,对拉动 国民经济的持续增长意义重大。其中磨床在质最、品种、性能和 价格等方面可以和国外同类产品相抗衡,掌握了 一些磨床制造方面的核心技术和关键技术l?。无锡机 床股份有限公司承担的江苏省“九五”攻关项目“新一代 数控高精度内园磨床开发”在无锡 市通过了国家鉴定。该项目历时近三年,在研制期问,科研人 员科学规范地运用了全过程动态优化设汁,并以优 化后的结构拓扑参考制造_[艺,进行详细技术设汁,而不仅 仅是个别部件或流程的局部点上用有限元分析等传统设计方法,最终保 证了制造出的机床一次成功,整体的综合性能很商。1;同时,该项目在先进cAD技术和 设计信息管理方面,着眼于 今后可用虚拟设计””的方式 做更多集成开发,而进行 了基础资源的建立,从而大 大增强了机床的技术含量。

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