面向未來的新型磨床
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將高額投資轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟成果的時間越來越縮短。只有那些能夠迅速、靈活而有效地調(diào)整生產(chǎn)系統(tǒng)的企業(yè),才能成功地應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。基于這些認識,Bahm焞ler公司研制出了一種靈活新型系列的機床,這種機床可以迅速而成本低廉地應(yīng)對各種各樣的挑戰(zhàn)。
特別是在噴射技術(shù)方面,目前展開了一場產(chǎn)品攻勢,因為提出的要求是降低消耗,同時對廢氣排放也提出了新的要求,要求噴射壓力越來越高。如果說今天使用的壓力已經(jīng)達到了200MPa,那么在這方面的開發(fā)至今仍看不到結(jié)尾,為此造成了對組件加工質(zhì)量提出的要求越來越高。亞微米范圍內(nèi)生產(chǎn)穩(wěn)定的加工質(zhì)量未來將成為標(biāo)準(zhǔn)。 0 q& E D2 E, D3 a; \: t! L
圖1 Ultra Alpha磨床用于斜面切入磨削 模塊化機床將提高投資的安全可靠性
位于Pluerhausen市的Bahmuler公司是大批量生產(chǎn)高精度磨床的專業(yè)廠家,該公司研制出了符合這些要求的系列機床。這些機床可以按照加工生產(chǎn)的要求進行再配置式的調(diào)整。在機床的整個壽命生產(chǎn)中,機床的最佳配置符合變化了的生產(chǎn)條件。除了機床可以優(yōu)化再配置而帶來生產(chǎn)技術(shù)上的優(yōu)點之外,機床的組件可根據(jù)對節(jié)拍時間和線性節(jié)拍的要求進行最佳的組合。為了能夠充分利用這種靈活性,像導(dǎo)軌和床身這些功能單元始終是相互分開的,因為按床身固定形狀的導(dǎo)軌不可能有靈活性,所以,新型Ultra系列機床擁有高精度磨光的平整功能面,線性模塊和旋轉(zhuǎn)模塊可以任意安裝在這個面上。由于研磨加工可能對磨具提出各種各樣的要求,因而這種床身上具有靈活多樣的固定方法。這樣就可以充分利用研磨的平面保證對加工任務(wù)的最佳要求。
一臺床身用于完成不同的任務(wù)
通過安裝適當(dāng)?shù)臋C床組件,在一臺床身上甚至可以組成內(nèi)圓磨床或外圓磨床。利用同樣的機床組件,可以完成各種各樣不同的加工任務(wù)。圖1中裝好的磨床展示了一種相當(dāng)傳統(tǒng)的要求。
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圖2 一種模塊構(gòu)成兩種不同的機床: 用于斜面切入磨削的傳統(tǒng)外圓磨床(a);裝于一個共用床身上的兩臺內(nèi)圓磨床(b) 盡管采用模塊系統(tǒng),但對可以達到的工件質(zhì)量堅信不移。組件的質(zhì)量甚至可以復(fù)制性地磨到極為精密,比如在25 mm的長度上可以達到的圓度為0.06μm,直度為0.09μm。圖2中給出了用相同的模塊系統(tǒng)組成的兩種不同的機床結(jié)構(gòu)類型,圖2a是一臺采用十字滑架進行傳統(tǒng)外圓加工的磨床,圖2b是所謂的Twinner結(jié)構(gòu),兩臺內(nèi)圓磨床裝于一個共用床身上。其他方法如刷磨或生產(chǎn)前和生產(chǎn)后測量技術(shù)的一體化整合也是這種方案的固定組成部分。
為了能針對未來的要求做好充分準(zhǔn)備,以使可以達到的工件質(zhì)量更高。這種結(jié)構(gòu)形式具有理想的熱對稱性能,可以達到的工件質(zhì)量完全是由流體靜壓直線導(dǎo)軌利用直接位移測量系統(tǒng)來保證的。線性軸使用的是線性驅(qū)動模塊,這種驅(qū)動模塊具備一根軸的所有功能,比如軸承、驅(qū)動以及位置測量功能等(圖3)。 * d% M8 v& R8 N: t. ^
圖3 采用流體靜壓導(dǎo)軌、直接位移測量系統(tǒng)和直線電動機的線性模塊 直線電動機作為驅(qū)動裝置
驅(qū)動裝置是一臺直線電動機,直線電動機和導(dǎo)軌一樣是無磨損的,因而機器的可轉(zhuǎn)變性并不因有限的壽命而受到限制。線性模塊制成三種不同的長度,既可用于外圓研磨加工,也可用于內(nèi)圓加工。
與目前的磨床制造中尚在大量使用的滑動導(dǎo)軌相反,所有運行速度和加速度都可以翻一番。尤其是在大批量加工中,幾分之一秒的時間就可以決定機器的生產(chǎn)率,這些性能可以為用戶帶來巨大的競爭優(yōu)勢。
7 k3 h6 f5 l8 R 圖4 位于一座共用床身上的兩臺外圓研磨加工間 通過進料和出料系統(tǒng)實現(xiàn)的昂貴自動化可以更好地甚至雙倍地得到利用,大批量加工中采用高生產(chǎn)率的雙機床已經(jīng)普及。不僅在工件的操作以及昂貴的生產(chǎn)前和生產(chǎn)后測量技術(shù)方面產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),而且通過利用共同的基礎(chǔ)設(shè)施如流體靜壓機組、生產(chǎn)前和生產(chǎn)后測量技術(shù)以及冷卻機組,也可以實現(xiàn)大量的節(jié)約。另一個重要方面是兩個加工工位在一個床身上使用共同的NC控制裝置。圖4表明一座共用床身上的兩臺外圓研磨(CBN高速研磨,傳統(tǒng)研磨)加工機床。圖5是一臺裝有兩個不同研磨單元的加工機床,一臺用于內(nèi)圓磨,另一臺用于外圓磨加工,它們經(jīng)過一個共用的門式裝料機進行材料的裝和卸。
9 U2 }/ W- r' G, ]& p1 }( r. E+ H 圖5 裝有兩個不同研磨單元的加工間,一臺用于內(nèi)圓磨,另一臺用于外圓磨加工,裝有一個共用的門式裝料機 在流程方案中,根據(jù)“整體流程”原則滿足了越來越高的要求。一臺裝有兩個不同加工工藝的機床實現(xiàn)了整套的研磨加工。所有機床設(shè)計基于一個共同的方案之上。所用的機器組件是可以通用的。一旦對機床的要求發(fā)生變化,則把這些機床組件拆卸下來,并按變化了的要求加以調(diào)整。
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