面向绿色制造的快速点磨削技术-南通第二机床有限公司
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面向绿色制造的快速点磨削技术

发布时间:2018-7-20
  在机械制造领域,磨削是对环境影响最大的加工技术之一。平面磨床磨料磨具本身的制造、磨削加工中的微粉污染和磨削加工所造成的能源及材料消耗,以及加工中大量使用的磨削液等都对环境和资源产生严重影响。我国是世界上磨料、磨具产量及消耗量的第一大国,超硬磨料制造成本较高,价格昂贵,因此大幅度提高磨削加工的绿色度意义重大。快速点磨削具有磨削区小、磨削力小、砂轮使用寿命长、磨削温度低、冷却方式简便和可实现少、无磨削液的干式或准干式加工特点,通过对点磨削热、比磨削能、磨削比、砂轮寿命及新型冷却系统等理论研究,以更好地开展面向绿色制造的快速点磨削技术的基础研究。
  德国目前在这项新技术的研究开发上处于领先地位,已在汽车工业、工具制造业中得到应用,尤其是在汽车零件加工领域,即齿轮轴或凸轮轴等。这些零件大都包括切入、轴颈、轴肩、偏心及螺纹磨削过程。
  
  图 快速点磨削外圆磨床多工序复合磨削示意
应用此项工艺可以通过一次装夹而实现全部加工,大大提高了零件加工精度及生产率。另外,在齿轮加工、机床制造、纺织与印刷机械制造、陶瓷加工和电子工业中也有广阔应用前景。我国部分汽车制造企业目前也引进了几十台工艺设备,并取得了明显效益。我国一汽大众汽车有限公司应用这一技术磨削发动机主轴颈,砂轮修整一次可磨削3000件。但应用领域尚小,仅限于汽车发动机轴类似零件的加工。因此,跟踪国际先进技术,深入开展快速点磨削技术的理论与应用研究,对于在我国推广和发展该项先进技术、提高制造工艺技术和装备制造水平具有重要意义。国内东北大学已开始进行超高速点磨削机理研究及机床开发。采用快速点磨削方法磨削传动轴,装夹一次可完成外圆、轴肩、沟槽和紧固螺纹四个部位的磨削;磨削凸轮轴,一次装夹可磨削凸轮轴面、主轴轴颈、两端轴颈、止推轴颈侧肩面和凸轮修整座面外径,尺寸精度达IT6,Rn≤0.8tLm,周期时间150s。与传统工艺比较,大大节约了成本(表)。
  表磨削凸轮轴的工艺对比

指标

传统工艺(刚玉砂轮)

快速点磨工艺(cBN砂轮)

磨床台数

投资

运行成本

1

100

100

7

80

23

  数控快速点磨削也是使用半永久工具进行数控磨削的发展方向。由于磨削温度低,磨料及能源消耗少,快速点磨削技术也符合绿色制造要求,可以预计这项新能源技术具有极大的发展潜力。德国Junker公司Quickpoint3000超高速点磨削机床的数据如下。
  1.中心高度最大150mm
  2.加紧长度最大500ram
  3.磨削长度最大500mm
  4.工件质量最大lOkg
  5.砂轮直径 350ram
  6.通过一次装夹完成的整体加工实现了最高精度
  7.灵活多样的操作,使用多达3个砂轮轴
  8.加工工件的表面质量好
  高度柔性和高生产率的传动轴精度整体磨削是Junker公司的一项关键技术。在2007年中国国际机床展览会上Junker公司展出Quickpoint3000型磨床。该磨床可以通过一次装夹高速磨削,完成传动轴的全部磨削任务:磨外圆、磨轴肩、磨椎体、磨倒角和切槽。