在精密数控加工领域,一提到坐标磨床品牌,大家首先想到的往往是“瑞士豪泽HAUSER、美国穆尔Moore、日本三井Mitsui Seiki”。
然而,从第一台坐标磨床面世到 21 世纪初,传统坐标磨床的基本结构几乎没有改变。其一直采用行星运动方式,配合U轴进给来完成圆孔的磨削,如下图所示。
传统坐标磨床磨削圆孔的方式
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采用传统行星运动方式的不足
为何采用这种圆孔磨削方式而非X、Y轴插补呢?原因在于机床工作台采用的是滚珠丝杠。若采用插补方式,滚珠丝杠的螺距误差以及丝杠和螺母之间的运动间隙难以消除,这会导致在加工过程中无法实现较高的精度。而且,这种行星运动结构还存在一些不足:
1)磨削主轴受限:
磨削主轴悬挂在机床主轴端面上,重量不能太大,这就限制了磨削主轴的功率。并且在加工不同直径大小的孔时,由于转速范围限制,需要更换磨削主轴,这一过程耗时较长。
2)连续轨迹磨削误差大:
砂轮旋转中心和机床主轴中心不同轴,在进行连续轨迹磨削(轮廓磨削或非圆磨削)时,只能采用插补磨削方式,即便配备数控 C 轴实现跟随运动,误差依然不可避免。
3)结构复杂成本高:
主轴机构庞大、重量大,在冲程磨削时无法保证较高的垂直方向尺寸公差,难以实现三维轮廓的精密磨削。为保证精度,需要配备大量装置(如冷却、配重等),导致结构复杂、成本高昂,后续维护保养成本也极高。
4)对操作工要求高且效率低:
磨削工作对操作人员要求很高,只有经验丰富的操作工才能保证最终磨削精度,而且整个过程复杂,效率较低。
02
日本希村"零基础“坐标磨
日本希村HOPHET坐标磨打破传统局限,采用“全恒温控制床身搭载纳米级精度控制器、超精密直线电机”,并在此基础上开发了“零基础”超精密坐标磨床,不仅精度高,加工效率更是传统坐标磨床的3 - 5倍。
希村"零基础“坐标磨H700M
1)龙门式宽衡量结构:
龙门式宽横梁结构,缩短了主轴和框架之间的距离,聚焦了主轴上下移动方向,避免了主轴在极限值工作时产生震动,从而保证加工精度和表面光洁度。
希村超精密床身(红色区域为恒温区域)
2)整机恒温系统
机床所有发热源都设置了恒温系统,温度控制精度达到 ±0.1℃,能随时带走发热源产生的热量。只有各个部件处于一致的恒温状态,才能保证机床长时间加工精度稳定。
3)超精密直线电机驱动
所有轴都采用直线电机替代传统丝杠,无磨损、无反向间隙、加速度快,大大提高了机床长时间加工的稳定性。
无反向间隙
4)“零基础”磨削系统
只需人工装夹,将传统 95%的人工操作降低到现在的 5%,不仅减少了对专业人士的依赖,还能大幅确保工件良率,使传统加工流程效率提高 3 - 5 倍!
传统坐标磨需人工干预95%
希村开发了 “在机检测、磨头补偿” 等智能化功能,只要人工把工件装夹好,就能在机仓内一站式完成 “粗加工 - 半精加工 - 精加工”。
探针标定
自动找正(寻找产品中心和角度、系统会自动修正产品角度)
(粗加工、半精加工--精加工)
磨头直径检测
希村“零基础”坐标磨可稳定孔径误差≤2um,在机出检测报告替代传统三坐标。传统三坐标只做抽检,大大提高了生产良率和加工效率。
机床在机检测报告
三坐标检测报告与机床在机测量精度相差2um
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日本希村"零基础“坐标磨的应用
目前,希村“零基础”坐标磨可广泛应用于塑胶模具、齿轮泵、医疗模架、减速机、航空发动机转子等领域,还能完成人形机器关节的镗铣工艺。
据悉,希村的智能 “坐标镗铣磨复合型” 加工中心推出后已获得 3000 万订单。如此优秀的希村坐标磨,是不是让你对坐标磨技术有了新的认识呢?