在精密數控加工領域,一提到坐標磨床品牌,大家首先想到的往往是“瑞士豪澤HAUSER、美國穆爾Moore、日本三井Mitsui Seiki”。
然而,從第一臺坐標磨床面世到 21 世紀初,傳統坐標磨床的基本結構幾乎沒有改變。其一直采用行星運動方式,配合U軸進給來完成圓孔的磨削,如下圖所示。
傳統坐標磨床磨削圓孔的方式
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采用傳統行星運動方式的不足
為何采用這種圓孔磨削方式而非X、Y軸插補呢?原因在于機床工作臺采用的是滾珠絲杠。若采用插補方式,滾珠絲杠的螺距誤差以及絲杠和螺母之間的運動間隙難以消除,這會導致在加工過程中無法實現較高的精度。而且,這種行星運動結構還存在一些不足:
1)磨削主軸受限:
磨削主軸懸掛在機床主軸端面上,重量不能太大,這就限制了磨削主軸的功率。并且在加工不同直徑大小的孔時,由于轉速范圍限制,需要更換磨削主軸,這一過程耗時較長。
2)連續軌跡磨削誤差大:
砂輪旋轉中心和機床主軸中心不同軸,在進行連續軌跡磨削(輪廓磨削或非圓磨削)時,只能采用插補磨削方式,即便配備數控 C 軸實現跟隨運動,誤差依然不可避免。
3)結構復雜成本高:
主軸機構龐大、重量大,在沖程磨削時無法保證較高的垂直方向尺寸公差,難以實現三維輪廓的精密磨削。為保證精度,需要配備大量裝置(如冷卻、配重等),導致結構復雜、成本高昂,后續維護保養成本也極高。
4)對操作工要求高且效率低:
磨削工作對操作人員要求很高,只有經驗豐富的操作工才能保證最終磨削精度,而且整個過程復雜,效率較低。
02
日本希村"零基礎“坐標磨
日本希村HOPHET坐標磨打破傳統局限,采用“全恒溫控制床身搭載納米級精度控制器、超精密直線電機”,并在此基礎上開發了“零基礎”超精密坐標磨床,不僅精度高,加工效率更是傳統坐標磨床的3 - 5倍。
希村"零基礎“坐標磨H700M
1)龍門式寬衡量結構:
龍門式寬橫梁結構,縮短了主軸和框架之間的距離,聚焦了主軸上下移動方向,避免了主軸在極限值工作時產生震動,從而保證加工精度和表面光潔度。
希村超精密床身(紅色區域為恒溫區域)
2)整機恒溫系統
機床所有發熱源都設置了恒溫系統,溫度控制精度達到 ±0.1℃,能隨時帶走發熱源產生的熱量。只有各個部件處于一致的恒溫狀態,才能保證機床長時間加工精度穩定。
3)超精密直線電機驅動
所有軸都采用直線電機替代傳統絲杠,無磨損、無反向間隙、加速度快,大大提高了機床長時間加工的穩定性。
無反向間隙
4)“零基礎”磨削系統
只需人工裝夾,將傳統 95%的人工操作降低到現在的 5%,不僅減少了對專業人士的依賴,還能大幅確保工件良率,使傳統加工流程效率提高 3 - 5 倍!
傳統坐標磨需人工干預95%
希村開發了 “在機檢測、磨頭補償” 等智能化功能,只要人工把工件裝夾好,就能在機倉內一站式完成 “粗加工 - 半精加工 - 精加工”。
探針標定
自動找正(尋找產品中心和角度、系統會自動修正產品角度)
(粗加工、半精加工--精加工)
磨頭直徑檢測
希村“零基礎”坐標磨可穩定孔徑誤差≤2um,在機出檢測報告替代傳統三坐標。傳統三坐標只做抽檢,大大提高了生產良率和加工效率。
機床在機檢測報告
三坐標檢測報告與機床在機測量精度相差2um
03
日本希村"零基礎“坐標磨的應用
目前,希村“零基礎”坐標磨可廣泛應用于塑膠模具、齒輪泵、醫療模架、減速機、航空發動機轉子等領域,還能完成人形機器關節的鏜銑工藝。
據悉,希村的智能 “坐標鏜銑磨復合型” 加工中心推出后已獲得 3000 萬訂單。如此優秀的希村坐標磨,是不是讓你對坐標磨技術有了新的認識呢?
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