CCMT 2018 內(nèi)圓磨床展品評(píng)述
2018-11-8 來源：無錫機(jī)床股份有限公司 作者：鄒 杰
第十屆中國(guó)數(shù)控機(jī)床展覽會(huì)（CCMT2018）于2018年4月9~13日在上海新國(guó)際博覽中心成功舉辦。在工業(yè)4.0第四次工業(yè)革命大潮、中國(guó)制造2025制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略和國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展新階段的大背景下，本屆展會(huì)以“聚焦—數(shù)字•互聯(lián)•智造”為主題，這既是當(dāng)前世界工業(yè)變革的主流與大勢(shì)，又是我們面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
本屆展會(huì)共有來自中國(guó)、德國(guó)、美國(guó)、日本、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)等23個(gè)國(guó)家和地區(qū)的1200余家機(jī)床工具行業(yè)制造商參展，其中境外展商500余家，比上屆CCMT增長(zhǎng)近5個(gè)百分點(diǎn)，展會(huì)國(guó)際參與度進(jìn)一步提升。就內(nèi)圓磨床展品，國(guó)內(nèi)和國(guó)外以及中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)均有展品參展，以下將對(duì)本屆展會(huì)主要內(nèi)圓磨床進(jìn)行評(píng)述。
1 國(guó)內(nèi)內(nèi)圓磨床展品介紹
參加本次展會(huì)的國(guó)內(nèi)內(nèi)圓磨床參展商主要有無錫昌億機(jī)床制造有限公司、無錫明鑫機(jī)床有限公司和北京廣宇大成數(shù)控機(jī)床有限公司。
1.1 無錫昌億機(jī)床制造有限公司
無錫昌億本次共展出了MK215數(shù)控內(nèi)圓磨床、MK2110數(shù)控內(nèi)圓磨床和MFK2115多功能數(shù)控磨床。MK215配備了滾輪夾具和上下料道，可在小規(guī)格光外圓的工件上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上下料。MK2110數(shù)控內(nèi)圓磨床（圖1）整體結(jié)構(gòu)采用常規(guī)布局，參展機(jī)床配置了一臺(tái)機(jī)器人，可對(duì)齒輪類零件進(jìn)行上下料。
圖1 MK2110數(shù)控內(nèi)圓磨床
MFK2115（圖2）整體布局采用兩橫一豎三軸數(shù)控，其中X軸為進(jìn)給系統(tǒng)，Z1、Z2均為往復(fù)系統(tǒng)。該機(jī)床能在一次裝夾下，磨削工件的外圓、內(nèi)孔、內(nèi)錐孔及臺(tái)階孔內(nèi)外端面。能在較好的保證加工零件的內(nèi)外圓同軸度、內(nèi)圓對(duì)端面跳動(dòng)、外圓對(duì)端面的跳動(dòng)同時(shí)，也能保證一定的加工效率，節(jié)約加工時(shí)間，減少設(shè)備的投入，節(jié)約成本。
圖2 MFK2115
1.2 無錫明鑫機(jī)床有限公司
無錫明鑫機(jī)床有限公司主要展出了一臺(tái)數(shù)控立式磨床MX-2820和一臺(tái)數(shù)控深孔內(nèi)圓磨床MK250A。
MX-2820（圖3）為四軸控制高精度數(shù)控立式磨床，除磨削常規(guī)的內(nèi)孔外圓之外，還可以磨削非圓曲面、矩形面等各種異形面。該機(jī)床由磨架橫向進(jìn)給（X軸）、上下往復(fù)（Z軸）、工作臺(tái)前后往復(fù)（Y軸）以及回轉(zhuǎn)工作臺(tái)（C軸）構(gòu)成，其中C軸采用力矩電機(jī)直驅(qū)（圖4），并可選配光柵尺實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。四軸聯(lián)動(dòng)的設(shè)計(jì)，使得該機(jī)床的通用性大大增強(qiáng)，若在工件C軸上再增加一套擺動(dòng)軸機(jī)構(gòu)，配以各種異形砂輪刀庫，則可實(shí)現(xiàn)更不規(guī)則及復(fù)雜的曲面磨削。
該機(jī)床工作精度：
內(nèi)孔圓度 0.002 mm
內(nèi)孔圓柱度 0.004 mm
內(nèi)孔粗糙度Ra 0.32μm
圖3 MX-2820數(shù)控立式磨床
圖4 MX-2820(軸)
MK250A（圖5）為數(shù)控深孔內(nèi)圓磨床，加工孔徑φ250，最大裝夾直徑可達(dá)φ500，有效磨削深度1350mm，可滿足大多數(shù)套筒類深孔零件的加工。
該機(jī)床的總體布局：左側(cè)床頭箱，右側(cè)工作臺(tái)及磨架。床頭箱在橋板燕尾底板上通過齒輪齒條縱向移動(dòng)，以適應(yīng)不同深孔磨削需要；燕尾底板及床頭箱能整體微調(diào)角度以便調(diào)整磨削錐度。
該機(jī)床工作精度：
內(nèi)孔圓度 0.008 mm
內(nèi)孔圓柱度 0.015 mm
內(nèi)孔粗糙度Ra 0.4 μm
圖5 MKM2835數(shù)控深孔內(nèi)圓磨床
1.3 北京廣宇大成數(shù)控機(jī)床有限公司
北京廣宇大成數(shù)控機(jī)床有限公司主要展出了一臺(tái)MGK2835數(shù)控立式內(nèi)圓磨床（圖6）。該機(jī)床整體布局采用X軸作橫向進(jìn)給，Z軸（內(nèi)孔磨頭）、Z1軸（外圓磨頭）作縱向往復(fù)的型式。其中X軸進(jìn)給的行程達(dá)到了750 mm，是縱向往復(fù)行程的3倍，既滿足了工件內(nèi)孔、外圓、端面等在一次裝夾下的磨削要求，又有利于機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上下料。出展機(jī)床還配置了齒輪節(jié)圓夾具，并在內(nèi)孔磨頭的左側(cè)布置了上下料抓料手，在機(jī)床的左側(cè)布置了齒輪輸送線，實(shí)現(xiàn)了齒輪類零件的自動(dòng)上下料。另外，值得一提的是，該機(jī)床的工作臺(tái)的三面閉式靜壓自驅(qū)式回轉(zhuǎn)的專利技術(shù)和動(dòng)靜壓液體滑動(dòng)主軸的專利砂輪軸，其徑向和軸向跳動(dòng)均可達(dá)到0.001mm以內(nèi)。
圖6 MGM2835
2 . 中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)內(nèi)圓磨床展品介紹
中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的內(nèi)圓磨床參展商主要有毅德機(jī)械、鍵和機(jī)械和榮光機(jī)械。本次臺(tái)灣地區(qū)出展的機(jī)床清一色的都是雙主軸磨床，下面就各公司產(chǎn)品簡(jiǎn)要介紹。
2.1 毅德機(jī)械有限公司
毅德機(jī)械此次展出的機(jī)床是EGM-350CNC內(nèi)外徑復(fù)合式磨床（圖7）。其總體布局采用兩橫一豎的結(jié)構(gòu)，X軸工件作徑向進(jìn)給，Z/Z1軸作軸向往復(fù)。從此次展出的機(jī)床來看，近身砂輪軸配置了直徑150的砂輪，用于工件的外圓及外端面的磨削，遠(yuǎn)身砂輪軸則配置了直徑約30左右的砂輪，用于工件內(nèi)圓的磨削。
圖7 EGM-350CNC內(nèi)外徑復(fù)合式磨床
EGM-350CNC內(nèi)外徑復(fù)合式磨床展出的最大亮點(diǎn)，除去其低矮特性的機(jī)械結(jié)構(gòu)外，就是其友好的操作面板的設(shè)計(jì)（圖8）。這種站在使用者的角度思考，輔以全圖形引導(dǎo)式操作界面，操作人員不需要使用G碼或者M(jìn)碼才能編寫程序，令初學(xué)者快速進(jìn)入磨床領(lǐng)域，也方便工廠內(nèi)部對(duì)該設(shè)備的普及。另外，該機(jī)床在操作面板上集成了2個(gè)電流表，用以檢測(cè)兩個(gè)砂輪軸的電流，該電流值除了運(yùn)用在防撞之外，還可以進(jìn)行粗磨和精磨的進(jìn)給參數(shù)的設(shè)定，增加磨削效率。
圖8 EGM-350CNC 操作面板
2.2 鍵和機(jī)械有限公司
鍵和機(jī)械此次展出了2臺(tái)內(nèi)圓磨床，一臺(tái)是JHI-150CNC數(shù)控內(nèi)圓磨床和JHD1503雙主軸內(nèi)外圓磨床。
J HI-150CNC數(shù)控內(nèi)圓磨床采用兩軸聯(lián)動(dòng)，配置了桁架式上下料機(jī)構(gòu)。另外，值得一提的是，該機(jī)床Z軸往復(fù)使用了對(duì)稱的雙三角導(dǎo)軌（圖9），雙三角形導(dǎo)軌作為移動(dòng)部件的導(dǎo)向，完全防止了側(cè)向偏移，導(dǎo)向精度高，同時(shí)，該導(dǎo)軌具有4個(gè)導(dǎo)軌面，擁有更好的減震性能。一般內(nèi)圓磨床Z軸導(dǎo)軌除了直線導(dǎo)軌外，以V-平導(dǎo)軌居多，雙三角導(dǎo)軌主要用于單柱坐標(biāo)鏜床床身與十字滑座導(dǎo)向，用于內(nèi)圓磨床所見不多。
圖9 雙三角導(dǎo)軌
JHD1503雙主軸內(nèi)外圓磨床（圖10）由X軸主軸滑臺(tái)、Z軸外圓砂輪移動(dòng)滑臺(tái)和Z1軸內(nèi)孔砂輪滑臺(tái)。其中外圓砂輪規(guī)格為直徑250，可在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)內(nèi)外圓同時(shí)磨削。該機(jī)床的外觀設(shè)計(jì)令人耳目一新，出色的流線造型設(shè)計(jì)在眾多參展機(jī)床中獨(dú)樹一幟。
該機(jī)床工作精度：
內(nèi)孔圓度 0.002 mm
內(nèi)孔圓柱度 0.003 mm
內(nèi)孔粗糙度Ra 0.4 μm
外圓粗糙度Ra 0.4 μm
內(nèi)外圓同軸度 0.003 mm
圖10 JHD1503雙主軸內(nèi)外圓磨床
2.3 榮光機(jī)械有限公司
榮光機(jī)械此次展出了RTG-100CNC雙主軸磨床（圖11）。
該機(jī)床布局和鍵和機(jī)械的JHD1503雙主軸內(nèi)外圓磨床一樣，同樣是布局了一個(gè)內(nèi)圓砂輪軸和一 個(gè)外圓砂輪軸。所不同的是，RTG-100CNC外圓砂輪軸采用了動(dòng)靜壓的技術(shù)，外圓砂輪軸和內(nèi)圓砂輪軸呈約25°角，以便外圓砂輪修出型面，磨削工件的外圓和端面。
圖11 RTG-100CNC雙主軸磨床
同時(shí)，該機(jī)床和EGM-350CNC內(nèi)外徑復(fù)合式磨床一樣，在數(shù)控面板箱上面布置了2個(gè)電流表，用于監(jiān)測(cè)倆砂輪主軸的電流，以便磨削參數(shù)的調(diào)整設(shè)定。
3 . 國(guó)外內(nèi)圓磨床展品介紹
此次展會(huì)境外的內(nèi)圓磨床參展商主要有聯(lián)合磨削集團(tuán)的STUDER、瑞士肖布林機(jī)床公司和EMAG集團(tuán)。從參展的機(jī)床來看，也都是復(fù)合式磨床，配置相對(duì)比較豐富，布局比較新穎，下面就各公司產(chǎn)品簡(jiǎn)要介紹。
3.1 聯(lián)合磨削集團(tuán)
此次聯(lián)合磨削集團(tuán)旗下的品牌STUDER斯圖特展出的是S121萬能內(nèi)圓磨床（圖12）。
圖12 S121萬能內(nèi)圓磨床
下面就該機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能作簡(jiǎn)單介紹：
S121采用工件主軸橫向進(jìn)給(X軸)，砂輪軸作縱向往復(fù)(Z軸)的布局型式，在往復(fù)軸上設(shè)有轉(zhuǎn)塔，轉(zhuǎn)塔上內(nèi)圓砂輪軸和外圓砂輪軸呈180°布置，轉(zhuǎn)塔通過液壓驅(qū)動(dòng)的方式旋轉(zhuǎn)定位，可實(shí)現(xiàn)一次裝夾下內(nèi)孔外圓及端面的磨削。工件主軸采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可用于非圓成型磨削和螺紋磨削。機(jī)床X軸和Z軸均由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，并配以光柵尺。另外，值得一提的是此次S121還配置了一根接觸式探頭（圖13），布置在內(nèi)磨頭的近身側(cè)，用于工件的對(duì)刀及磨前磨后工件表面的檢測(cè)，大大提高了工件的加工成品率。
圖13 接觸式探頭
S121機(jī)床雖然布局及結(jié)構(gòu)較為傳統(tǒng)，但其所使用的獨(dú)有的技術(shù)及較高的精度讓人眼前一亮。首先是床身，S121采用了人造花崗巖床身，該床身具有出色的緩沖減震能力，確保經(jīng)磨削零件獲得無與倫比的表面質(zhì)量，該床身還具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，使得短暫的溫度波動(dòng)在很大程度上能夠得到補(bǔ)償，從而在全天的作業(yè)中都具有高度的尺寸穩(wěn)定性。其次是導(dǎo)軌，機(jī)床用于縱向和橫向的滑板的V-平導(dǎo)軌系統(tǒng)直接壓鑄在床身上，并覆以一種耐磨材料，同時(shí)導(dǎo)軌上專利設(shè)計(jì)的凸點(diǎn)機(jī)構(gòu)（圖14）很大程度上消除了傳統(tǒng)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的爬行和漂浮現(xiàn)象，在整個(gè)速度范圍內(nèi)，導(dǎo)軌都能提供很高的精度并能永久保持，而且具有很高的承載力和強(qiáng)大的吸震功能。S121導(dǎo)軌系統(tǒng)集成了靜壓導(dǎo)軌和專利凸點(diǎn)表面設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)導(dǎo)軌的雙重優(yōu)勢(shì)，相比較純靜壓導(dǎo)軌，S121的一個(gè)巨大的優(yōu)點(diǎn)就是在運(yùn)動(dòng)方向具有阻尼元件，兩軸導(dǎo)軌的最大移動(dòng)速度為20 m/min/分鐘，配以車頭超聲波水流消空程裝置，可大大縮短機(jī)床加工的輔助時(shí)間。最后，就S121優(yōu)異的精度作簡(jiǎn)單描述：
車頭的回轉(zhuǎn)精度 0.0004 mm（可選0.0002 mm）
導(dǎo)軌 650 mm
測(cè)量長(zhǎng)度上直線度 0.0025 mm
轉(zhuǎn)塔重復(fù)精度 1″
兩軸重復(fù)定位精度 0.001 mm
圖14 導(dǎo)軌上專利設(shè)計(jì)的凸點(diǎn)機(jī)構(gòu)示意
3.2 瑞士肖布林機(jī)床公司
瑞士肖布林機(jī)床作為一家有著百年歷史的老牌機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)，車床一直是其優(yōu)勢(shì)所在。此次展出的一臺(tái)202TG車銑磨一體機(jī)床（圖15），能實(shí)現(xiàn)一次裝夾下的車削、銑削和磨削加工，精度好，效率高，成本低，尤其適合硬材料的加工。
圖15 202TG車銑磨一體機(jī)床
202TG機(jī)床的結(jié)構(gòu)如下圖（圖16）所示，床頭箱固定，只作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，近身端配置了兩軸聯(lián)動(dòng)的伺服機(jī)構(gòu)，用于工件內(nèi)外圓的磨削，遠(yuǎn)身端同樣配置了兩軸聯(lián)動(dòng)的伺服機(jī)構(gòu)，配合一套圓刀塔刀具系統(tǒng)，用于工件的車削和銑削。該機(jī)床配置了氣動(dòng)卡盤，其主軸的跳動(dòng)可達(dá)到0.0003 mm。該機(jī)床的最大車削直徑80 mm，最大的車削長(zhǎng)度150 mm。
該機(jī)床可有4個(gè)版本可供選擇：車銑中心1（圓刀塔刀具系統(tǒng)+直線刀具系統(tǒng)）、車銑中心2（磨削系統(tǒng)+直線刀具系統(tǒng)）、車磨中心（圓刀塔刀具系統(tǒng)+磨削砂輪系統(tǒng)）、磨削中心（磨削砂輪系統(tǒng)+磨削砂輪系統(tǒng)）。通過在伺服軸上布置不同的刀具系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)不同的功能。
圖16 202TG機(jī)床的結(jié)構(gòu)
3.3 EMAG集團(tuán)
EMAG集團(tuán)此次參展的機(jī)床是VLC200GT車磨中心（圖17）。從結(jié)構(gòu)上來看，相當(dāng)于該公司2017年北京國(guó)際機(jī)床展展出的的放大版。
圖17 VLC100GT車磨中心
和肖布林的202TG 車銑磨一體機(jī)床不同，VLC200GT車磨中心采用立式布局，床頭箱倒置（圖18），該創(chuàng)新性的結(jié)構(gòu)在國(guó)際上來看基本沒有同類結(jié)構(gòu)的機(jī)床。該機(jī)床工件軸C1放置在Z1軸上，整個(gè) Z1軸又跟隨X1軸作水平方向的進(jìn)給。機(jī)床的下部固定有三大部分：配備了大砂輪的外圓磨架（SP4）、內(nèi)圓磨架（SP4）和帶12個(gè)硬車刀位的刀塔（A1）。同時(shí)在整個(gè)機(jī)床的左側(cè)設(shè)有用于工件上下料的自動(dòng)穿梭裝置。其中X1軸的行程達(dá)到了1700 mm，如此大的行程使得一次裝夾下完成內(nèi)外圓及各端面的車削和磨削成為可能。
圖18 VLC200GT車磨中心立式布局
該機(jī)床主要有以下優(yōu)點(diǎn)：倒立式加工，車屑及磨削灰向下，比較理想。車磨一體，預(yù)車和磨削組合減少了加工時(shí)間，工件表面也沒有了車削紋路；在一次裝夾中工件預(yù)車后只留給后續(xù)磨削很小的加工余量，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)，因?yàn)槟ハ鞯募庸び嗔可倭耍拜喌膿p耗也小了，相應(yīng)的修整頻次降低，即降低了刀具成本。
下面就該機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)簡(jiǎn)單介紹：
卡盤直徑 210 mm
回轉(zhuǎn)直徑 270 mm
最大工件直徑 160 mm
最大工件長(zhǎng)度 100 mm
行程X/Z軸 1700/250 mm
上料時(shí)間（取決于夾具） 6~10 s
4 . 結(jié)語
內(nèi)圓磨床的發(fā)展，伴隨著機(jī)遇與挑戰(zhàn)。國(guó)內(nèi)機(jī)床，包括中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)，和參展的國(guó)外機(jī)床仍存在較大差距。國(guó)內(nèi)機(jī)床的發(fā)展，仍以傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布局為主，從功能上看，還是多以單一的磨削為主。國(guó)外機(jī)床的新結(jié)構(gòu)、高精的專利技術(shù)值得我們國(guó)內(nèi)內(nèi)磨廠家學(xué)習(xí)。磨削精度是磨床的靈魂，如何提高機(jī)床本身的精度，任重而道遠(yuǎn)，這需要我們一起努力，研究新的材料，研究新的加工工藝提高核心零件的加工精度，研究新的裝配工藝方法，提高機(jī)床核心部件的運(yùn)行精度，而在這一方面，國(guó)外機(jī)床已經(jīng)走在了我們的前面。
此次展會(huì)參展的內(nèi)圓磨床數(shù)量雖然不多，但是從這些參展的機(jī)床可以看出，以高效高精度降成本為中心，磨床多表面復(fù)合磨削，自動(dòng)上下料及車銑磨一體化是內(nèi)圓磨床發(fā)展的大勢(shì)。而在這一方面，國(guó)外主要機(jī)床廠家也已經(jīng)領(lǐng)先我們，國(guó)內(nèi)的內(nèi)磨制造廠家還需努力，迎頭趕上！
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