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用模块式结构的CNC磨床完成复杂的高精度螺纹磨削加工

复杂的高精度螺纹磨削,包括对整个工件长度上不同直径、不同螺距的磨削,是新型六坐标数控磨床所能完成的加工任务,借助于其模块式的机床结构,该数控磨床能够实现自动上料。

对高精度零件的磨削加工,如对螺纹、千分尺螺杆、蜗杆、转向蜗杆、转向螺母、丝杠驱动机构中的传动丝杠、丝杠螺母的螺纹量规、螺距、直径要求严格的传动轴、带有螺纹切入和切出退刀槽的螺纹滚压工具等都属于高精度的螺纹磨削工件。因此,Mikromat公司对其G系列的CNC螺纹磨削机床进行了二次开发。新的机床配置方案沿用了工件运动和磨削工作台固定的配置方式(图1)。磨床床身极高的固有刚性允许数控磨床采用三点支撑,从而可以省略机床地基的要求。高硬度床身导轨的手工刮研保证了在使用寿命周期内能够保持稳定的、高质量的直线精度。

模块式结构的数控磨床

新型数控磨床的模块化结构的含义是:对不同磨削长度磨床的主要部件,如磨削主轴箱、尾座、砂轮溜板箱、回转工作台、磨削主轴、数控砂轮校正机构、控制系统和控制软件等都保持不变。这种数控磨床在复杂高精度零件的全长磨削中也能够对不同螺距和不同直径的零件进行加工。其6个数控坐标轴使其能够磨削其他形状的高精度复杂零件。

Mikromat公司已经为多家螺杆泵生产厂提供了螺纹磨削机床。螺杆泵的典型应用领域是液压系统、发动机、涡轮机的燃油供应系统以及新开发的真空领域系统。在机床制造领域中,也常常要用到螺杆泵,如在深孔钻削加工中输送冷却液。就算是在磨削加工中,也需要大量的冷却液对砂轮进行冲洗清洁,以避免磨屑在工件表面留下划痕。在这些应用场合中,需要的是无波动的连续均匀输出,就像螺杆泵所能做到的那样。螺杆泵中驱动和被驱动的螺杆之间不应该以金属接触的方式传递动力,它们之间的传动应有0.01mm的间隙。这就对螺杆轴的设计和加工提出了很高的要求,尤其是对螺杆的精加工机床。

Mikromat公司这款新的数控磨床配置方案满足了市场对长螺杆磨削加工的需要。模块式数控磨床能够针对不同长度的磨削工件配置其主要部件。它能像5G和10G加长型万能磨床那样加工高精度的螺杆和蜗杆,其最大加工长度可达2500mm,并可根据用户的需要磨削更长的工件。

 新型的模块化螺纹磨削机床适合于磨削复杂的高精度螺杆,能够对整个工件长度上不同直径、不同螺距的磨削

磨床的模块化结构保证了磨床作为单一类型工件磨削的特性,满足了用户对某种零件磨削加工所需的专用数控加工机床的要求。在机床的磨削过程中,机床的两个电子手轮允许同时进行(轴向和径向)的微调补偿,能够在砂轮修正时根据环境温度进行补偿。同时,还能对于有中心孔的零件进行自动定心。

砂轮修正刀直接安装在砂轮工作台

新型模块化数控磨床的砂轮修正刀直接安装在砂轮工作台上。由于修正刀和砂轮都固定在同一滑台上,两者之间的倾角保持了固定不变。这也就大留的缩短了砂轮刀的调整时间,从而缩短了机床的辅助工时。在修正砂轮时,两者之间的倾角固定不变,变化的只是它们沿U轴和W轴的直线运动。由于新型数控磨床的砂轮刀是金刚石滚轮型的砂轮刀,因此可以在磨削过程中进行砂轮的修正。同时,它也可以对连续变化的变螺距磨削砂轮进行修正,如塑料挤出机的螺杆轴。该数控磨削机床也能完成形状不变的球形螺纹的磨削和工件轮廓补偿,在使用单一轴数控驱动时完成螺纹压辊切入和切出部分的磨削。另一个可供用户选择的功能是梯形螺纹丝杠的宽形面磨削(最宽可达135mm),配备附加的W轴砂轮刀修正。利用其他的磨削附具和小直径砂轮还可以完成内孔磨削和端面磨削。

最大的磨削直径为500mm,可用的砂轮最大直径达300mm,从而使机床的加工性能和金属材料的去除能力都有明显的改进。由于磨削砂轮的直径较大,因此磨床主轴的转速可以较低,同时又保障了很高的磨削速度。这样的优势是:磨床发热较低,更好的平衡性能。另外,其导热性能良好的床身和经过惯性矩优化的零件驱动机构,保障了高精度的磨削,确保在常规检验条件下有着最高的零件加工精度。在磨削公差小于2μm的螺纹塞规和螺纹环规时,充分体现了这款机床的优势。


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