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2021双端面磨床展品评述
2021-09-07 15:00:04

CIMT2021412日如期在北京中国国际展览中心(新馆)隆重开幕,各参展企业精心布置,将自己最好的技术、产品和企业文化展示给各路宾朋。

 

笔者观察到,本次展会全球双端面磨削技术的知名企业悉数亮相,所展出设备以立式结构为主,全部采用CBN或金刚石砂轮用于高精度高效磨削。境外主要企业有德国Precision Surfacing Solutions GmbH & Co. kg,展品为DDG 580AC 1200;日本Koyo(光洋)机械工业株式会社,展品为KVD 300R431;韩国AM技术株式会社,展品为TDL-700等。境内主要有新乡日升数控轴承装备股份有限公司,展品为2M8470A2M8480G;宇环数控机床股份有限公司,展品为YHMM300。另外,境外知名企业瑞士STAHLI LAPP TECHNIK AG(斯达利研磨技术有限公司)、德国DVS TECHNOLOGY GROUP(迪斯库司磨削技术公司)、德国supFina(索菲纳有限公司)也展示了其双端面磨削技术。

 

双端面磨床适用于对各种材质和各种形状零件的两个平行平面进行高效率、高精度加工。采用行星式结构的高精度双端面精磨机可以使加工精度达到1μm以内;一般双端面磨床根据结构可分为立式和卧式两种,本次展出的设备均为立式结构,加工精度一般为2-4μm

 

一、行星式结构的高精度双端面精磨机

 

该类机床上、下精磨磨盘作同向或反向运动,工件装夹在载盘内,载盘的齿与内环及外圈的圆柱销啮合,在内环驱动下工件作既公转又自转的行星轨道运动。这类机床上磨盘一般为自由浮动结构,精磨盘与工件的相对运动可使磨料层负载均衡,保证工件的两面均匀磨削,确保双面精磨效果。经常转换上、下精磨盘和内环的转向,可使磨料层保持自锐性和平整度,减少修磨次数和辅助时间。

 

载盘的作用是保证工件旋转灵活,适配性很强,可适用于各种复杂形状的零件载入。一般每盘加工可以放6个载盘,每个载盘中可以放多个零件,可以实现批量高精度磨削。     

 

下面简介部分主要展品及性能特点。

 

1.Lapmaster Wolters AC 1200

 

Lapmaster Wolters属于Precision Surfacing Solutions GmbH & Co. kg旗下品牌,展出的AC1200采用模块化设计,可用于精密磨削、研磨以及抛光加工。典型加工工件如齿轮、垫片、密封件、硬质合金刀片和切条机刀片等。    

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机床主要特点有:(1)设备采用高精密气动压力系统、强力驱动技术,使加压变化反应速度快无滞后;(2)采用PC控制及HMI技术使加工过程可视化,设置方便灵活,显示各加工参数并记录加工数据,可储存60个或更多的加工程序;(3)采用非接触式微测量控制系统,用于监控上盘的移动位置;(4)转动式的操纵台和框架设计方便人员进入设备内部;(5)可连接手动、半自动或者全自动上下料系统,缩短非生产性时间;(6)大流量的水冷却迷宫结构、由PID控制器精确调温的冷却液系统,可同时为精磨盘和润滑油冷却,确保实现稳定且可重复的磨削效果。

 

AC 1200还可配备上料台间隙控制、对齐调整装置、耗材的定量进给系统,以及“Data Care”分析工具,可收集所有的控制器数据,实现对加工过程的评估、优化和故障分析。

AC 1200可加工的工件最大直径Φ400mm,最大厚度100mm

 

2. 新乡日升双端面精磨机2M8470A



该机下砂轮主轴采用公司的发明专利——组合轴承支撑的转台式结构,可长久保持端面精度。上主轴与加压缸连接部分加入调心轴承,二者浮动连接,更有利于薄片型工件的加工。人机交互友好,可实现一键式工艺参数直接切换,具有工件摆放异常防止误操作预警,故障自诊断采用文字说明及直观图片显示具体位置,方便客户及时解决问题。同时,采用不锈钢拉丝防护罩壳,防止磨削液腐蚀。

 

3.新乡日升2M8480G

 

该机为新型高效精密双端面精磨机,采用新的磨研复合加工工艺技术和新的机床架构,针对磨削量较大的零件,实现双面零件的粗磨、精研复合工序加工。


该新品采用气电双模加压控制可进行“零压力悬停”磨削,不仅适于加工传统的典型零件,更适于脆性件、薄壁件或大余量零件的加工。磨削过程前半程上盘锁定,进行大功率磨削,提高材料去除率;后半程上盘自动切换为浮动砂轮,进行精密研磨提高加工精度,两种磨削工艺融合一起,相较于传统双端面精磨机,具有效率和精度兼顾的显著优势。这种复合加工形式不仅降低了国内客户的采购成本及占地面积,也减少上下料的辅助时间,从而大大提高加工效率。

    

机床主要特点:(1)立式上盘砂轮特殊的拖板上下移动架构,以高刚性导轨做导向,使上盘升降具有行程大、刚性高、移动灵敏等优点;(2)气缸驱动导轨导向的可移动护罩结构,保证高工件加工的安全性和方便性;(3)上盘万向浮动和固定锁紧自动切换结构,配合大功率主轴电机,可实现磨削、研磨自动切换加工;(4)研磨主轴部分采用高刚性滚子轴承支撑、大功率精密螺旋伞齿轮箱驱动,保证良好的磨削刚性;(5)进给采用高刚性滚柱线性导轨导向,气电双模加压控制,即伺服电机+滚珠丝杠驱动控制上研磨盘的升、降进给动作,气囊控制研磨压力,配备在线测量装置,形成全闭环控制,确保加工尺寸的稳定性及可控性。

 

该机可加工的工件最大直径Φ260 mm,最大厚度250mm

 

4.韩国 AM公司ADL-700

 

AM公司展出的ADL-700主要特点有:(1)上、下盘及内环均由独立电机驱动,无级调速,内环另有伺服定位功能;(2)机床动作采用气动控制,上盘可旋出方便上下料操作,配备上下料工作台,可以实现快捷加工;(3)可调压式气动加压装置,压力分为七段调整;(4CBN砂轮磨削及尺寸控制系统,实现工件的在线测量,完成高精度加工;(5)对话框式触摸屏控制界面,有多种加工模式可供选择,简单易用。

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二、高效率的双端面磨床

 

立式双端面磨床主要有四种磨削方式:旋转贯穿式、通过式、摆臂切入式、往复振荡式。上磨盘为硬性连接,可调整倾斜角度,在上下盘间形成一个入口大于出口的间隙,以达到所需要的切削量要求。这种方式配备自动化上下料装置更加容易,加工效率很高,加工精度一般可达2-4μm

 

1.Lapmaster Wolters DDG 580 通过式高效率双端面磨床

 

DDG 580为高精度、高性能旋转通过式磨床,可满足多种工件上下表面的同时磨削。设备带有手动上料装置,也可以选配自动上下料装置,如使用管状料盒及振动料斗,实现设备的全自动化控制。设备具有非常高的稳定性,从第一个工件至最后一个工件始终保证精度一致,也可以完成多种工件的精磨加工。



DDG 580占用空间小且符合人体工程学设计,非常方便人员进行操作和维护,易于与现有的生产线及新的生产线进行整合。采用西门子控制面板,可显示所有重要的加工参数及在线检测数据。数据可储存并上传至内部网站。

 

机床主要特点:(1)稳固的机座和垂直主轴设计,主轴磨头在抗摩擦的线性导轨上移动,高刚性结构设计保证加工过程的稳定性;(2)精磨盘进给动作伺服无级调速控制,可实现快速进给和慢速接触加工的转化及实现最优的磨削补偿;(3)上下精磨盘相对倾斜角度调整方便;(4)冷却液从主轴中心供给,保证能到达磨削区的各个区域,减少主轴发热引起的变形;(5)金刚石滚轮外径Φ150mm,转速 2800-9750 r/min范围内无级变速,保证最大的修整精度;(6)全封闭工作区域及安全操作互锁,最大程度上保证操作者的安全。

 

2. 日本光洋KVD300WR431

 

光洋展示的立式双端面磨床,采用自动化平面布局设计理念,以机床前面为中心,中部为磨削区域,两侧分别为上料和下料区域,便于机床的自动化成线。KVD300W采用双工位摇臂切入磨方式,工件在线检测;R431采用旋转通过磨方式,单面磨削,下料侧配备工件检测系统,检验合格放至传送带上,不合格品由搬运装置放至上料区,再次参与磨削。


机床主要特点:(1)独特床身构造,配置冷却液隔热层可减小床身热变形,泻水渠道平滑宽广,防止磨削废渣堆积;(2)采用大型圆锥滚子轴承与超精密圆柱滚子轴承配合,实现高精度磨削;(3)砂轮轴矩形导轨与砂轮轴壳体一体,且导轨中心与砂轮轴中心线无偏移,刚性极强;(4)三点支撑调整结构,可调整上砂轮的倾斜角度;(5)半圆形修整结构,弧面上放置多片修整块进行修整;(6)数控自动上下料装置,快速气动桁架搬运装置,光电精确定位,方便自动连线。

 

KVD300W加工范围:最大Φ100mm×厚50mm

 

3.宇环数控YHMM300

 

YHMM系列机床适用于多种外形零件的上、下两端面同时磨削,尤其是对一些平行度、平面度、两端面与中心轴线垂直度等公差有严格要求的零件(如轴承内外圈、油泵内外转子等),磨削效果好,磨削精度高。



机床主要特点:(1)采用立式箱型结构,摆动磨削方式,多次磨削达到尺寸和垂直度要求;(2)上下磨头中心布置,上磨头角度采用四支撑柱调整箱体结构,调节方便,机床刚度高;(3)送料部分采用固定式结构,保证了磨削平台的高精度;(4)采用大直径滚珠丝杠双螺母+轴承定位结构,稳定性好;(5)半圆形修整机构,保证修整平稳可靠;(6)模块化设计,少量变更,即可变为通过式磨削结构。

 

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.德国Diskus DFine

 

Diskus的端面磨削业务始于1911年,在平面磨削领域拥有丰富的专业知识和多年经验,可以为微米级范围内的高精度、毫米级范围内的大加工余量的零件,提供单面和双面磨削加工解决方案。

 

Diskus展出了一件DFine/双端面磨床模型,工件夹紧式的固定方式更容易实现磨削面对于装夹面的垂直度要求,旋转磨削和振荡磨削方式的切换适合更多的加工需求。单主轴平台可选工件主轴数量为248,分别满足直径为Φ250mm、Φ170mm、Φ100mm,高度为3-80mm零件的端面、圆面以及去毛刺的综合加工,也可以选择多主轴平台。 

咨询电话:010-51663382

机床主要特点:(1)天然大理石立式床身,具有优良的机械稳定性、热稳定性和抗振性;(2)工件装夹采用浮动式或气动弹簧夹紧式,通过工作台上的螺钉来调整工件轴线的偏移量,可以完成对齐平面和交错平面的磨削,调整工件轴线的偏转角度,可以完成内凹或外凸平面的磨削;(3)装载IONIC测量控制系统,对工件100%检测,并实时反馈至控制系统,偏离时会自动对磨削程序做相应调整;(4)装载单侧、双侧、多方位装夹卡盘,供不同形状的工件选用,这种夹具可以在完成工件的快速翻转动作后,再次将工件送至加工区域,用来完成其余平面的磨削;(5)特制的金刚石修整轮用于完成砂轮的修整;(6)多台DFine加工平台可以选择面对面形式或者并排形式,通过串联方式或者使用循环传送带连接在一起,由夹持器的抓取系统完成传送带上的工件和刀库中刀具的装夹操作,满足大批量自动化生产的加工需求。

 

三、结语

 

CIMT2021展会上立式双端面展品较多,反映了双端面磨床以立式结构、CBN磨削为主导的趋势。

 

Diskus DFine创新的端面磨削技术,可以完成对零件的轴肩和非轴肩平行平面的加工,有多种上下料系统供选择,在联网、组线、安全、环保、经济性等方面的创新,也体现在新一代双端面设备的每个细节中。

 

境内企业也都推出了本公司的新品,且也有新型结构展示,如新乡日升的2M8480G磨研复合机床、宇环数控的YHMM300精密级双端面磨床,一定程度上反映出国内的创新力度。展品在技术上有很大提升,功能也都具备,但在磨削工艺、人体工程学布局设计、自动上下料装置以及机床的稳定性、精度的保持性方面还有提升空间,还需要在细节上多下工夫。企业可以加强与磨料磨具研究院所、高校及用户的合作,掌握CBN磨削工艺参数,积累磨削经验,争取不断缩小与境外先进产品的差距,满足广大用户对全自动化产品升级换代的需求。 

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