非圓零件的磨削方法—哈挺“靜壓技術,外行說簡單,內行都說難!

2019年01月14日 自動化生產線 417 views

加工非圓形狀零件時,外圓磨床正在提高生產力。但這些方法在實際操作過程中已經存在不靈活,安裝麻煩的問題。所以需要一種新的方法來完善這種不足 ,就是———哈挺“靜壓技術”。

在加工非圓形狀的零件時,外圓磨床正在提高生產力。從事非圓磨削的車間、過去采用凸輪驅動磨床或結合使用平麵磨床與工具磨床,這些方法已被證明在生產中不靈活,而比安裝麻煩。另一方麵,外圓磨床在其能夠處理的磨削工件類型時具有靈活性,同時具有車間降低生產成本必須的精確度與剛性。此外,外圓磨床能夠使車間安裝較少的機床,就能夠加工更多的零件。

非圓零件在外圓磨床上磨削的成功,取決於準確的機床運動,因為此方法是兩個機床軸C軸與X軸之間的內插法。C軸即工件旋轉軸,X軸是磨頭軸。磨頭從工件進出,跟隨非圓零件輪廓的輪廓線。通常與X軸是反向,同時,工件夾頭主軸加速與減速,維持磨輪上負載恒定,避免零件表麵缺陷。

為了確保軸的運動準確,許多外圓磨床製造商在X軸上結合了靜壓方法、線性電機、高分辭率標尺及在C軸上安裝整體式電機、直接馭動靜壓主軸及旋轉編碼器。所有這此部件一起作用,幾乎可以消除X軸與C軸的背隙與微小移動。

Cinetic Landis Grinding公司的項目投標經理Dwight Myers稱,“在非圓磨削中,當機床軸反向時,車間最該關注的是‘衝擊運動’,例如,帶滾珠螺杆的機床,當軸反向時,經曆了柔性(跳動與/或偏轉)。另一方麵,線性電機及靜壓方法係統具有可消除此種現象所必須的剛性。”

據Hardinge公司Kellenberger磨床磨削產品經理Nelson Beaulieu稱:“靜壓方法可以讓磨床進行極慢地運動,不會發生微小位移,位移會在零件表麵與輪廓上產生微小的反向痕跡。

Beaulieu還指出,靜壓主軸消除了主軸反向錯誤,當在中心線之上或之下磨削時,這種錯誤可從零件表麵及磨削負載的波動引起的錯誤中顯露出來,在非圓零件磨削中通常會出現這種情況。他補充說,甚至當其上負荷發生變化時,靜壓主軸仍能保持剛性。

除靜壓軸承之外,大多數製造商使用整體式直接驅動主軸,用於非圓零件磨削的外圓磨床的C軸。此種主軸是直接與驅動它們的伺服電機耦合。這些電機實際上是嵌在旋轉軸內,不需要皮帶或齒輪。Vermont Machine Tool(機床)分公司Bryant磨床公司主軸分部的主管Eugene Supernor說皮帶或齒輪會形響軸的準確度。

然而,並不是所有製造商都使用液壓主軸,Studer為其外圓磨床配備的就是采用高精度滾珠軸承的直接驅動主軸。聯合磨削技術公司(United Grinding Technologies) Studer外圓磨床分公司的全國銷售經理Hans Ueltschi稱,公司發現,滾珠軸承主軸在速度變化的悄況下,可提供的剛性增加,對非圓零件工藝條件的改變能夠做出更好的反應。

而靜壓方法,線性電機及直接驅動主軸可提供準確的運動。它采用特殊的軟件及CNC來編製程序,使其運動同步。若無上述軟件,在外圓磨床上磨削非圓零件,需要手動編製工件速度與滾輪進給變化的程序。

在非圓零件磨削中,工件速度與磨床滾輪進給必須經常改變,以與金屬去除率的變化相一致。例如,車間可能在一種非圓零件的旋轉過程中,運行三種或四種不同的工件旋轉速度,軟件必須能夠啟動工件速度與滾輪進給的這些變化。

特殊的軟件包還讓車間能夠采用高速加工技術,進行非圓磨削,進一步優化工藝。實質上,磨削采用的高速加工技術,與維持恒定磨削表麵長度的工件旋轉速度的變化有關。若在非圓磨削過程中工件轉速保持恒定,工件的某些部分將會轉得太慢,同時,其它部分可能轉得太快。轉動得太慢的區域,因磨輪在其上停留時間太長,顯示出凹痕與燒傷。反之,轉動得太快的區域因切削不當,形成偏差。

除保持穩定的切削力這一難題之外,非圓磨削的車間必須能夠從一個零件特點平穩過渡與相切到下一個特點。例如,在零件中要調合兩種特征.曲而與平麵之間需要適當的直徑,就象在衝床中那樣。

機床運動的滯後,刀具或安裝的問題,軟件的反應時間及機床的程序編製,這些都能導致切麵及部件特征之間的過渡質量很差。但是,非圓零件的磨削質量差常常是因為缺少剛度。這就是為什麽幾乎每家外圓機床製造商部認為,要想非圓磨削操作準確,必須擁有剛性的機床平台。這種平台包括安裝在具有熱穩定性與機械穩定性的底板上的重型部件。

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