為了保證在超高速磨削條件下,
磨床具有高生產(chǎn)率和高加工精度,磨床必須有足夠的動(dòng)力和剛度。超高速磨削磨床應(yīng)具有很高的主軸轉(zhuǎn)速和功率、高度自動(dòng)化和可靠的磨削過(guò)程,還應(yīng)具有高精度、高阻尼、高抗振性和熱穩(wěn)定性等特點(diǎn)。超高速磨床應(yīng)盡可能組合多種磨削功能,以實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)磨床上能完成所有的磨削工序,其工作臺(tái)要求有很高的進(jìn)給速度和運(yùn)動(dòng)加速度。磨床支撐構(gòu)件是砂輪架、頭架、尾座、工作臺(tái)等部件的支撐基礎(chǔ)件,應(yīng)具有良好的
1、超高速磨削對(duì)裝備系統(tǒng)剛性的要求
磨床支撐構(gòu)件是砂輪架、頭架、尾座、工作臺(tái)等部件的支撐基礎(chǔ)件,應(yīng)具有良好的靜剛度、動(dòng)剛度和熱剛度。對(duì)于一些高效磨床,國(guó)內(nèi)外有采用聚合物混凝土(人造花崗巖)來(lái)制造床身和立柱的,也有將立柱和底座采用鑄鐵整體鑄造而成的,還有采用鋼板焊接件的,并將阻尼材料填充其內(nèi)膛以提高其抗振性,這些都收到了很好的效果。
2、超高速磨削對(duì)裝備驅(qū)動(dòng)部件的要求
超高速磨削對(duì)裝備驅(qū)動(dòng)部件的要求是大功率、高轉(zhuǎn)速和高精度。砂輪主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制磨床砂輪主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),應(yīng)能提供大的無(wú)級(jí)調(diào)速范圍和足夠大的功率,在盡可能大的調(diào)速范圍內(nèi)保持恒功率的輸出,以實(shí)現(xiàn)高效磨削。
3、超高速磨削對(duì)裝備控制系統(tǒng)的要求
超高速磨削加工零件時(shí)間短,故磨床具有全自動(dòng)控制的數(shù)控系統(tǒng),以減少輔助時(shí)間。磨床計(jì)算機(jī)系統(tǒng)除了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制外,還要有自我保護(hù)功能和故障診斷功能。
超高速數(shù)控磨床的伺服系統(tǒng)(或稱(chēng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng))是數(shù)控磨床的重要組成部分。伺服系統(tǒng)是指以機(jī)械位置或角度作為控制對(duì)象的自動(dòng)控制系統(tǒng),又稱(chēng)隨動(dòng)系統(tǒng)或伺服機(jī)構(gòu)。數(shù)控磨床的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要有進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、砂輪架主軸擎動(dòng)系統(tǒng)。進(jìn)給驅(qū)動(dòng)包括速度控制、位置控制、伺服電動(dòng)機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)部件。速度控制是指控制磨床各坐標(biāo)軸的磨削進(jìn)給運(yùn)功,位置控制起指精確地控制磨床運(yùn)動(dòng)部件的坐標(biāo)位置,快速而準(zhǔn)確的跟蹤指令運(yùn)動(dòng)。位疊控制分為閉環(huán)位置控制、開(kāi)環(huán)位置控制。
伺服系統(tǒng)是使砂輪保持正常工作的必要條件,也是評(píng)價(jià)高速高效磨床性能的重要指標(biāo)之一,因此,要求伺服系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)靈活,分辨率高,定位精度高,沒(méi)有爬行,有較大的移動(dòng)范圍(既要適應(yīng)空行程時(shí)的快進(jìn)給,又要適應(yīng)加工時(shí)的小進(jìn)給或者微進(jìn)給),既要有較大的加速度,又要有足夠大的推力,剛性高,動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,定位精度好。
4、超高速磨削對(duì)安全及人機(jī)工程的要求
在高速磨削加工中,由于磨削速度高,砂輪線(xiàn)速度大(80~250m/s),主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)12000~30000r/min,使加工過(guò)程中的安全隱患十分突出,表現(xiàn)為高速旋轉(zhuǎn)工件飛出,砂輪破碎,磨屑飛濺,往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件沖擊、擠壓、跌落等不同程度的安全事故。因此,要求磨床應(yīng)有良好的安全性能與防護(hù)裝置,一旦出現(xiàn)事故時(shí),能保證人身、設(shè)備安全,并防止磨削液的分散。同時(shí),超高速磨削磨床還要滿(mǎn)足人機(jī)工程的要求。
5、超高速磨削對(duì)磨床輔助系統(tǒng)的基本要求
1)
平面磨床具有保證在高速磨削時(shí)不使工件發(fā)生燒傷的磨削液供給裝置和磨削液凈化裝置。
2)具有耐高速、重負(fù)荷磨削的高強(qiáng)度砂輪。自動(dòng)合理的砂輪修整系統(tǒng)。
3)磨床具有在線(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)裝置。
4)磨床具有自我潤(rùn)滑系統(tǒng),并有故障報(bào)警和顯示。
5)磨床外形造型美觀,盡量做到人機(jī)適應(yīng)。