数控磨削 - 实现最高尺寸和位置精度的磨削技术

数控磨削可对盘类件、轴类及特殊工件进行精密精加工。埃马克提供从圆磨、非圆磨到硬车磨组合工艺等定制化的磨削方案,以实现高效且可重复的制造工艺。 

磨削技术概览:多功能、高精度且经济高效 

磨削作为热后精加工的关键工艺

数控磨削是许多制造工艺链的最后一道工序,可确保最高的尺寸和位置精度。车削等传统工艺往往无法达到要求的公差,或留下不希望出现的加工痕迹。磨削可以弥补这些缺陷,并能够以稳定的高表面质量对硬质材料进行加工。 在此领域,埃马克为几乎所有应用场景都提供了合适的机床解决方案 - 从用于回转件的立式磨床,到用于轴类零件的数控圆磨床。 

圆磨:轴类和圆柱形零件的解决方案

圆磨加工旨在对圆形和圆柱形工件进行内外表面加工,以实现最高的圆度。埃马克HG系列数控圆磨床在设计上,兼顾了灵活性与生产效率的平衡,主要应用于高产量的批量生产。  

通用磨削:一次装夹完成完整加工

万能磨床将内圆、外圆和非圆磨削功能集于一体。 复杂几何形状 - 如台阶、锥面或槽 - 可在一次装夹中完成加工,从而消除换装误差并缩短周转时间。埃马克UG系列包括四种型号(UG 400、630、1000、1500),磨削长度范围为400至1500毫米。 得益于数控控制系统、光学测量系统和自适应工艺,即使对于单件以及中小批量生产,也能以高重复精度实现严格的公差要求,且经济高效。 

埃马克VTC 100 GT 在进行轴类零件数控磨削时的加工区域 - 采用 CBN 砂轮与硬车进行同步加工
VTC 100 GT 将 CBN 磨削、硬车和刮削集于一体。所有精加工工序均在一次装夹内完成,从而最大限度地缩短了装夹时间。在轴类零件的精加工方面具有独特的灵活性。

非圆磨削:高精度加工非圆几何形状

凸轮轴、凸轮盘或泵环在磨削时需要具有特定的非圆最终轮廓,而不是圆周轮廓。采用 CBN 技术的非圆磨削是该领域的尖端技术。 该工艺可在一次装夹中完成粗磨和精磨,若采用多主轴磨削,还可同时加工多个轮廓。埃马克的模块化机床与技术方案可灵活适应各类生产任务,例如对拥有多达十二个控制凸轮的商用车凸轮轴进行全加工。 

硬车与磨削:提高效率的组合加工

在同一台机床上将硬车与磨削工艺相结合,可显著缩短加工周期:由于所有决定质量的表面均可在一次装夹中完成加工,因此基本消除了搬运、静置和装夹时间。典型应用包括变速箱齿轮、具有无纹路加工表面的止推环以及滚珠丝杠用螺母。埃马克提供适用于盘类和轴类零件的机床。

同步支撑磨削:对细长轴进行精密磨削

在同步支撑磨削过程中,细长或不稳定的轴由两个CBN砂轮同时从两侧进行加工。此时,砂轮的相对布置消除了法向力,而同步进给的定心架则吸收了剩余的切向力。 结果:与单面CBN磨削相比,磨削时间缩短约一半,同时表面粗糙度、同心度、圆度和短波纹度均得到改善。  

优势

  • 更短的周转时间:通过将多种磨削工艺整合到一台机床上,消除了各工序之间的运输、待机和装夹时间。
  • 极高的尺寸和位置精度:配备集成测量探头的数控磨削工艺可实现可重复的严格公差 - 即使在淬火材料上也是如此。
  • 灵活的工件加工:无论是圆轴、非圆凸轮轴还是复杂的盘类件 – 埃马克磨削技术凭借模块化机床设计,可覆盖广泛的工件范围。
  • 一次装夹完成全加工:消除了换装误差,这对球面滚道或无纹路外圆等位置和形状要求精确的表面尤为关键。
  • CBN 技术带来的经济性:CBN 砂轮可缩短有效加工时间并延长使用寿命,从而降低批量生产中的非生产时间。
  • 可扩展的机床解决方案:从用于小型盘类零件的立式磨床到用于大型轴的数控圆磨床,埃马克为各种批量规模提供合适的磨床。
     

常见问题解答

数控磨削是一种减材加工工艺,其中旋转的磨削刀具通过几何形状未确定的切削刃从工件表面切除材料。 数控系统精确控制进给、切削深度和修整循环;即使在加工硬质材料时,也能确保尺寸、形状和表面精度的可重复性。磨削工艺通常位于加工链的末端,以实现所需的最终质量。 

加工范围涵盖旋转对称轴和盘类件、凸轮轴和泵环,直至齿轮、滚珠丝杠螺母和压力缸。 关键因素在于几何形状、硬度状态和质量要求:圆形零件采用圆磨加工,非圆形轮廓采用非圆磨加工,而淬火盘类件通常采用硬车与磨削相结合的方式进行加工。 

埃马克提供了一套协调的产品组合:圆磨(HG 系列)适用于轴和圆柱形零件的大批量生产;万能磨削(UG 系列)适用于复杂几何形状的完整加工;非圆磨适用于凸轮轴和泵环;硬车与磨削组合则适用于盘类件和轴类零件的硬精加工。 同步支撑磨削技术则为纤细、易变形的轴类零件提供了完美的解决方案。 

首先对平面肩部和非关键表面进行硬车。随后在同一台机床上对孔、锥面或质量关键的外径进行预磨和精磨。以齿轮为例,磨削仅需去除几百分之一毫米的余量,从而缩短了磨削时间,并允许根据砂轮特性设计刀具。所有操作均在一次装夹内完成。 

用于轴类加工的设备包括UG系列万能磨床、HG系列数控外圆磨床以及VT系列立式磨床。其中VT系列除外圆磨削外,还支持同步支撑磨削以及硬车与磨削的组合工艺。 针对要求苛刻的凸轮轴,SN系列(曲线和凸轮磨削)以及适用于曲轴的PM系列机床均经过专门设计。 

汽车行业及其供应商是最大的客户群体 - 涵盖凸轮轴、曲轴、变速箱部件和轴承圈。此外,通用机械制造、航空航天以及模具制造行业也广泛采用埃马克磨削技术。凡是需要以最高精度加工淬火材料的地方,数控磨床都是不可或缺的。 

在一台机床上结合多种磨削工艺,可以减少所需设备的数量,降低投资和运营成本,并缩短生产周期。此外,CBN- 砂轮与传统砂轮相比,不仅能缩短有效加工时间,而且使用寿命更长。 硬车与磨削工艺的整合几乎完全消除了装夹和运输时间 - 这是在批量和大规模生产中实现流程优化的关键杠杆。 

技术工艺

技术工艺

在灵活性与生产力之间找到适当的平衡,是圆磨床的最大设计要点。为了完全满足圆磨的这些要求,EMAG 设计了 HG 系列的机床。

 

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除钻削之外,磨削是另一个众所周知的切削制造工艺,因为它在日常加工生产中也频繁使用。

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许多工艺组合,例如在一台机床上实现硬车/磨削,可以开发出相当大的合理化潜力。

硬车/磨削工艺结合的优点在于工件的整体加工,具有较大的灵活性,以及提高生产效率。

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采用 CBN 磨削技术进行非圆磨削,可对凸轮、凸轮轴、泵环和其他非圆几何形状工件进行高精度加工。

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VTC 315 DS型磨床安装了两个互相独立的可移动滑台,十字滑台可以在X轴和Z轴方向移动,磨削主轴集成在十字滑台内。进行同步支撑磨削时轴类件被垂直夹紧,左右配置的砂轮同时磨削工件。

磨削时配置的中心架跟随运动,以达到最佳的支撑效果。

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