從CIMT2015看數(shù)控復合內(nèi)外圓磨床發(fā)展趨勢
從CIMT2015看數(shù)控復合內(nèi)外圓磨床發(fā)展趨勢
席春江
陜西秦川格蘭德機床有限公司
2015年4月20-25日，第十四屆中國國際機床展覽會（CIMT 2015）在北京中國國際展覽中心（新館）盛大舉辦。CIMT 2015展會的主題是“新常態(tài)?新發(fā)展”，該主題準確、鮮明地反映了我國機床工具產(chǎn)業(yè)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)市場的時代特征，反映了CIMT 2015的展會背景。全球各主要磨床制造商均參加了本屆展會，現(xiàn)對本屆展會具有代表性的數(shù)控精密萬能外圓磨床即復合外圓磨床做簡單評述。
1 主要展品介紹
（1）UNITE GRINDING集團STUDER公司的S41數(shù)控精密萬能外圓磨床
S41是該公司2011年推出的最新一代數(shù)控萬能外圓磨床，于2014年5月UNITE GRINDING年度磨削研討會推出全新外形。該機床采用了很多先進技術(shù)，床身材料為Granitan?人造花崗巖，用于縱向和橫向滑板的導軌系統(tǒng)StuderGuide? 直接壓鑄在床身上，并覆以一種擁有專利技術(shù)的耐磨材料 Granitan? S200，導軌可保證在全部運行速度范圍內(nèi)可能的最高精度，確保在超過950mm的測量長度上獲得0.003 mm的優(yōu)異的直線精度，并且具有高承載能力和優(yōu)異的吸震性。帶直線電機的高精密數(shù)控軸驅(qū)動，超高速B軸直接驅(qū)動，重復定位精度小于1角秒，具有更廣泛的砂輪架配置選擇。
該機床標配萬能工件頭架，既可以進行活主軸磨削又可進行兩頂尖磨削；可以配置特別設計的卡盤式工件頭架，適于卡盤裝夾的磨削應用；也可以配置直驅(qū)式工件頭架，主要用于對重型工件的活主軸磨削和高精度C軸的磨削應用。其中，直驅(qū)工件頭架設計結(jié)構(gòu)還可以在主軸上直接安裝高精度測量系統(tǒng)。
該機床標配彈簧尾架，通過彈簧尾架套筒進行夾緊，可錐度微調(diào)，適用于承載最大重量達150 kg的工件。還可配液壓操作尾架，增加頂尖的壓力，使得兩頂尖承載工件重量達到250kg。也可配同步尾架，在磨削系列工件時，對工件的全長進行磨削時，在不能采用常規(guī)尾架驅(qū)動方式情況下，選用同步尾架則會特別經(jīng)濟高效。
該機床采用FANUC 31i數(shù)控系統(tǒng)，用戶界面軟件Studer WIN創(chuàng)造了一個穩(wěn)定的編程環(huán)境并保證了機床的高效性。可將磨削在線測量、加工過程控制、聲控監(jiān)測以及砂輪自動平衡等功能都集成在操作界面中，從而保證了不同系統(tǒng)下的標準化編程。
（2）哈挺磨削集團KELLENBERGERKEL-VERA數(shù)控精密萬能外圓磨床
該機床中心高為300 mm，頂尖距為750 mm，兩頂尖最大工件重量250kg,數(shù)控系統(tǒng)為海德漢GRINDplus640。展會上演示了直驅(qū)砂輪架B軸和直驅(qū)活主軸頭架C軸的坐標磨削功能。
插補磨削腰形孔
該機床為鑄鐵床身，砂輪架進給X軸和工作臺移動Z軸和砂輪架回轉(zhuǎn)B軸均采用閉式靜壓導軌。砂輪架可配置各種規(guī)格的磨頭：通用型、對角型、前后排列型和批量生產(chǎn)型，展品B軸為力矩電機直驅(qū)。頭架可配置標準型、卡盤型和直驅(qū)型，卡磨工件圓度為0.4μm，可選0.2μm。C軸非圓磨削配海德漢圓光柵，展品為水冷直驅(qū)頭架，卡盤承載能力320 Nm，最大250 kg。尾架采用密集軸承支承套筒，具有錐度微調(diào)功能。
（3）哈挺磨削集團HG-U100 0數(shù)控精密萬能外圓磨床
該機床中心高為190 mm，頂尖距為1000 mm，兩頂尖最大工件質(zhì)量100 kg。數(shù)控系統(tǒng)為發(fā)那科0iTD。該機床是由哈挺磨床集團旗下瑞士KELLENBERGER和英國JONES&SHIPMAN公司共同設計，在浙江嘉興組裝的一款精密萬能外圓磨床，特別針對中國市場。展會上演示了其超精密磨削功能。
該機床為鑄鐵床身，砂輪架采用滾子直線導軌塊，工作臺采用平-V貼塑導軌。砂輪架配置兩外圓砂輪一內(nèi)圓砂輪，數(shù)控B軸自動分度，采用鼠牙盤結(jié)構(gòu)，1度一分。頭架采用死活兩用頂尖結(jié)構(gòu)，卡磨精度0.5μm。尾架可實現(xiàn)錐度微調(diào)。頭尾架后側(cè)可安裝固定砂輪修整器，還可選擇金剛滾輪修整器。
（4）日本SHIGIYA公司GSU-30B-75數(shù)控萬能外圓磨床
該機床是一款“以更簡單的操作，進行高精度磨削”為理念開發(fā)的萬能外圓磨床，最大磨削直徑300 mm，頂尖距750 mm，最大工件質(zhì)量150 kg，數(shù)控系統(tǒng)采用發(fā)那科31i。最大的特點是通過砂輪架的數(shù)控回轉(zhuǎn)采用直驅(qū)方式實現(xiàn)9種砂輪的安裝配置，砂輪架采用閉式靜壓導軌，頭架采用直驅(qū)可實現(xiàn)C-X軸插補磨削。
（5）臺灣大光長榮公司OCD-3265M3多主軸頭外圓磨床
該機床工作臺最大旋徑320 mm，頂尖距650 mm，最大工件重量150 kg，砂輪架自動回轉(zhuǎn)采用伺服電機驅(qū)動，鼠牙盤定位，最小分辨率為0.0003度，重復定位精度為1角秒，配直式砂輪510×50、斜式砂輪510×75和內(nèi)圓砂輪三個砂輪，數(shù)控系統(tǒng)采用FANUC數(shù)控系統(tǒng)。
2數(shù)控萬能外圓磨床即復合內(nèi)外圓磨床的發(fā)展趨勢
（1）砂輪架配置多樣化，豐富磨削功能。砂輪架從原來典型的單個直砂輪、單個斜砂輪和單個內(nèi)圓砂輪到現(xiàn)在可通用型、對角型、前后排列型和批量生產(chǎn)型多種砂輪配置，也可CBN砂輪高速磨削，可實現(xiàn)各種內(nèi)外圓的中小批量甚至大批量磨削。
（2）砂輪架B軸自動分度技術(shù)日臻完善。B軸驅(qū)動從最初鼠牙盤手動2.5度分度，自動1度分度到伺服電機驅(qū)動蝸桿蝸輪連續(xù)分度，到現(xiàn)在力矩電機直驅(qū)，圓光柵直接檢測。軸承從YRT滾動轉(zhuǎn)臺軸承到現(xiàn)在采用閉式靜壓導軌。
（3）精密數(shù)控萬能外圓磨床工作臺和砂輪導軌普遍采用靜壓導軌或獨家技術(shù)導軌，確保磨削精度和抗振性。外圓磨頭主軸軸承基本采用獨家高精度動壓滑動軸承。
（4）頭架配置多樣化，普遍增加力矩電機直驅(qū)活主軸頭架。一般配置萬能頭架即死活頂尖、活主軸頭架和直驅(qū)活主軸頭架，主軸采用高精度滾動軸承支承，卡磨圓度一般為0.4μm,最高可達到0.2μm。
（5）尾架一般配有錐度微調(diào)功能，滿足高精度磨削調(diào)整需求。
3 結(jié)語
從本次展會看，數(shù)控萬能外圓磨床技術(shù)日臻完善，技術(shù)爐火純青。瑞士STUDER和KELLENBERGER公司處于全球領(lǐng)先地位，其展出的S41和KEL-VERA UR-RS300/750代表了目前的最高水平。日本SHIGIYA公司GSU-30B-75也是一款配置高端的磨床，但是從配置的多樣性和技術(shù)的成熟度等方面與STUDER和KELLENBERGER公司的產(chǎn)品還有差距。STUDER在境內(nèi)組裝的KC33和哈挺在境內(nèi)組裝的HG-U1000都是其針對中國市場開發(fā)的產(chǎn)品，對境內(nèi)外圓磨床制造商壓力較大。臺灣大光長榮開發(fā)的OCD-3265M3多主軸頭外圓磨床屬于追趕型入門級復合內(nèi)圓磨床。國內(nèi)外圓磨床制造商在復合內(nèi)外圓磨床技術(shù)上與歐洲、日本差距較大，需下大力氣，迎頭趕上。
