從CIMT2015看數控復合內外圓磨床發展趨勢
從CIMT2015看數控復合內外圓磨床發展趨勢
席春江
陜西秦川格蘭德機床有限公司
2015年4月20-25日，第十四屆中國國際機床展覽會（CIMT 2015）在北京中國國際展覽中心（新館）盛大舉辦。CIMT 2015展會的主題是“新常態?新發展”，該主題準確、鮮明地反映了我國機床工具產業發展和產業市場的時代特征，反映了CIMT 2015的展會背景。全球各主要磨床制造商均參加了本屆展會，現對本屆展會具有代表性的數控精密萬能外圓磨床即復合外圓磨床做簡單評述。
1 主要展品介紹
（1）UNITE GRINDING集團STUDER公司的S41數控精密萬能外圓磨床
S41是該公司2011年推出的最新一代數控萬能外圓磨床，于2014年5月UNITE GRINDING年度磨削研討會推出全新外形。該機床采用了很多先進技術，床身材料為Granitan?人造花崗巖，用于縱向和橫向滑板的導軌系統StuderGuide? 直接壓鑄在床身上，并覆以一種擁有專利技術的耐磨材料 Granitan? S200，導軌可保證在全部運行速度范圍內可能的最高精度，確保在超過950mm的測量長度上獲得0.003 mm的優異的直線精度，并且具有高承載能力和優異的吸震性。帶直線電機的高精密數控軸驅動，超高速B軸直接驅動，重復定位精度小于1角秒，具有更廣泛的砂輪架配置選擇。
該機床標配萬能工件頭架，既可以進行活主軸磨削又可進行兩頂尖磨削；可以配置特別設計的卡盤式工件頭架，適于卡盤裝夾的磨削應用；也可以配置直驅式工件頭架，主要用于對重型工件的活主軸磨削和高精度C軸的磨削應用。其中，直驅工件頭架設計結構還可以在主軸上直接安裝高精度測量系統。
該機床標配彈簧尾架，通過彈簧尾架套筒進行夾緊，可錐度微調，適用于承載最大重量達150 kg的工件。還可配液壓操作尾架，增加頂尖的壓力，使得兩頂尖承載工件重量達到250kg。也可配同步尾架，在磨削系列工件時，對工件的全長進行磨削時，在不能采用常規尾架驅動方式情況下，選用同步尾架則會特別經濟高效。
該機床采用FANUC 31i數控系統，用戶界面軟件Studer WIN創造了一個穩定的編程環境并保證了機床的高效性。可將磨削在線測量、加工過程控制、聲控監測以及砂輪自動平衡等功能都集成在操作界面中，從而保證了不同系統下的標準化編程。
（2）哈挺磨削集團KELLENBERGERKEL-VERA數控精密萬能外圓磨床
該機床中心高為300 mm，頂尖距為750 mm，兩頂尖最大工件重量250kg,數控系統為海德漢GRINDplus640。展會上演示了直驅砂輪架B軸和直驅活主軸頭架C軸的坐標磨削功能。
插補磨削腰形孔
該機床為鑄鐵床身，砂輪架進給X軸和工作臺移動Z軸和砂輪架回轉B軸均采用閉式靜壓導軌。砂輪架可配置各種規格的磨頭：通用型、對角型、前后排列型和批量生產型，展品B軸為力矩電機直驅。頭架可配置標準型、卡盤型和直驅型，卡磨工件圓度為0.4μm，可選0.2μm。C軸非圓磨削配海德漢圓光柵，展品為水冷直驅頭架，卡盤承載能力320 Nm，最大250 kg。尾架采用密集軸承支承套筒，具有錐度微調功能。
（3）哈挺磨削集團HG-U100 0數控精密萬能外圓磨床
該機床中心高為190 mm，頂尖距為1000 mm，兩頂尖最大工件質量100 kg。數控系統為發那科0iTD。該機床是由哈挺磨床集團旗下瑞士KELLENBERGER和英國JONES&SHIPMAN公司共同設計，在浙江嘉興組裝的一款精密萬能外圓磨床，特別針對中國市場。展會上演示了其超精密磨削功能。
該機床為鑄鐵床身，砂輪架采用滾子直線導軌塊，工作臺采用平-V貼塑導軌。砂輪架配置兩外圓砂輪一內圓砂輪，數控B軸自動分度，采用鼠牙盤結構，1度一分。頭架采用死活兩用頂尖結構，卡磨精度0.5μm。尾架可實現錐度微調。頭尾架后側可安裝固定砂輪修整器，還可選擇金剛滾輪修整器。
（4）日本SHIGIYA公司GSU-30B-75數控萬能外圓磨床
該機床是一款“以更簡單的操作，進行高精度磨削”為理念開發的萬能外圓磨床，最大磨削直徑300 mm，頂尖距750 mm，最大工件質量150 kg，數控系統采用發那科31i。最大的特點是通過砂輪架的數控回轉采用直驅方式實現9種砂輪的安裝配置，砂輪架采用閉式靜壓導軌，頭架采用直驅可實現C-X軸插補磨削。
（5）臺灣大光長榮公司OCD-3265M3多主軸頭外圓磨床
該機床工作臺最大旋徑320 mm，頂尖距650 mm，最大工件重量150 kg，砂輪架自動回轉采用伺服電機驅動，鼠牙盤定位，最小分辨率為0.0003度，重復定位精度為1角秒，配直式砂輪510×50、斜式砂輪510×75和內圓砂輪三個砂輪，數控系統采用FANUC數控系統。
2數控萬能外圓磨床即復合內外圓磨床的發展趨勢
（1）砂輪架配置多樣化，豐富磨削功能。砂輪架從原來典型的單個直砂輪、單個斜砂輪和單個內圓砂輪到現在可通用型、對角型、前后排列型和批量生產型多種砂輪配置，也可CBN砂輪高速磨削，可實現各種內外圓的中小批量甚至大批量磨削。
（2）砂輪架B軸自動分度技術日臻完善。B軸驅動從最初鼠牙盤手動2.5度分度，自動1度分度到伺服電機驅動蝸桿蝸輪連續分度，到現在力矩電機直驅，圓光柵直接檢測。軸承從YRT滾動轉臺軸承到現在采用閉式靜壓導軌。
（3）精密數控萬能外圓磨床工作臺和砂輪導軌普遍采用靜壓導軌或獨家技術導軌，確保磨削精度和抗振性。外圓磨頭主軸軸承基本采用獨家高精度動壓滑動軸承。
（4）頭架配置多樣化，普遍增加力矩電機直驅活主軸頭架。一般配置萬能頭架即死活頂尖、活主軸頭架和直驅活主軸頭架，主軸采用高精度滾動軸承支承，卡磨圓度一般為0.4μm,最高可達到0.2μm。
（5）尾架一般配有錐度微調功能，滿足高精度磨削調整需求。
3 結語
從本次展會看，數控萬能外圓磨床技術日臻完善，技術爐火純青。瑞士STUDER和KELLENBERGER公司處于全球領先地位，其展出的S41和KEL-VERA UR-RS300/750代表了目前的最高水平。日本SHIGIYA公司GSU-30B-75也是一款配置高端的磨床，但是從配置的多樣性和技術的成熟度等方面與STUDER和KELLENBERGER公司的產品還有差距。STUDER在境內組裝的KC33和哈挺在境內組裝的HG-U1000都是其針對中國市場開發的產品，對境內外圓磨床制造商壓力較大。臺灣大光長榮開發的OCD-3265M3多主軸頭外圓磨床屬于追趕型入門級復合內圓磨床。國內外圓磨床制造商在復合內外圓磨床技術上與歐洲、日本差距較大，需下大力氣，迎頭趕上。
