寧夏銀川大河數(shù)控機床有限公司　張曉明

珩磨加工現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢—— CCMT2016展評

寧夏銀川大河數(shù)控機床有限公司張曉明

2016年4月11-15日，第九屆中國數(shù)控機床展覽會（CCMT2016）在上海新國際博覽中心隆重舉辦。來自20多個國家和地區(qū)的1200余家境內(nèi)外企業(yè)踴躍參展，其中國際知名企業(yè)眾星璀璨，不勝枚舉。展會規(guī)模宏大，展示面積達到創(chuàng)紀(jì)錄的12萬平方米。

本屆展會主題是“新環(huán)境·新格局·新作為”，該主題準(zhǔn)確、鮮明地反映了我國機床工具產(chǎn)業(yè)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)市場的時代特征，反映了CCMT2016的展會背景。

展會展品數(shù)量眾多，新品精品連連，范圍涵蓋金屬切削機床、金屬成形機床、特種加工機床、柔性加工單元、自動化生產(chǎn)線、工業(yè)機器人、控制系統(tǒng)與自動化元器件、功能部件、量具刃具工卡具、計量與檢測儀器、附件與材料等眾多產(chǎn)品，集萃了當(dāng)代機床工具最新制造技術(shù)水平之大成。

一、珩磨加工現(xiàn)狀

珩磨加工起源于20世紀(jì)初期，最先由美國的Barnes公司和Micromatic公司發(fā)明，然后被當(dāng)時工業(yè)發(fā)達國家如德國、英國、日本等紛紛采用，并將其應(yīng)用于汽車機內(nèi)燃機汽缸的加工中，收到了很好的效果。

在發(fā)達國家，對珩磨技術(shù)方面的研究主要側(cè)重于新型珩磨技術(shù)研發(fā)，如德國拉格爾公司研制的雙向雙進給平頂珩磨，德國格林公司最新研制的激光珩磨，美國善能公司新開發(fā)的刷珩磨技術(shù)。而表面粗糙度檢測儀器的研究，主要是為適應(yīng)精密偶件珩磨技術(shù)的發(fā)展而開發(fā)的。根據(jù)珩磨網(wǎng)紋微觀結(jié)構(gòu)，國際先進的檢測儀器可檢測70種以上參數(shù)。通過對這些參數(shù)的檢測，操作人員或技術(shù)人員可對珩磨切削參數(shù)進行調(diào)整，從而獲得較為理想的珩磨網(wǎng)紋。著名的檢測系統(tǒng)有英國泰勒、德國霍梅爾、德國馬爾、日本精工等。

這些工藝、檢測技術(shù)的研發(fā)，大大改善了發(fā)動機運行性能，延長了發(fā)動機的使用壽命，但均存在各自利弊∶通過激光珩磨技術(shù)，可以獲得理想的近似矩形的交叉網(wǎng)紋溝槽，使發(fā)動機汽缸套、缸體的使用壽命、耐磨性、配副性、儲油性等大大提高，為目前最理想的加工表面技術(shù)，但其功效太低，難以適應(yīng)發(fā)動機大批量生產(chǎn)需求；刷珩磨為當(dāng)前國際最新研制的珩磨技術(shù)，使表面輪廓的頂部變成圓形，這就意味著表面的貯油性能高、切削深度小，與平頂結(jié)構(gòu)相似，但該技術(shù)對機床配置、性能有較高要求，且刷磨頭的材質(zhì)還處于試驗研究階段，目前很難獲得普及。

珩磨技術(shù)在不斷向前發(fā)展，控制系統(tǒng)也由傳統(tǒng)的機電液壓控制向數(shù)字行程控制，甚至是向CNC發(fā)展。控制系統(tǒng)為珩磨機的關(guān)鍵技術(shù)，各公司都投入大量的人力、物力進行研究、開發(fā)和更新?lián)Q代，因此各公司的控制系統(tǒng)又有所不同?？删幊虜?shù)字行程控制系統(tǒng)為目前使用最廣泛的控制器，可自動控制旋轉(zhuǎn)速度、形成速度、粗珩進給、精珩進給，可故障報警，并可遙控調(diào)節(jié)，包括遙控調(diào)節(jié)珩磨油石磨耗補償、進給速度和扭矩。另一類為遠程行程調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可設(shè)定和修改機器數(shù)據(jù)，用于設(shè)定上下反向點、上下預(yù)停點、最大行程、參照點、短行程范圍等，另外還可以對錯誤信息報警。

目前國內(nèi)發(fā)動機汽缸套、汽缸體以及工程機械液壓系統(tǒng)制造業(yè)普遍采用珩磨技術(shù)，但珩磨水平較低，對珩磨工藝參數(shù)研究較為松散，珩磨國家標(biāo)準(zhǔn)僅相當(dāng)于國際上世紀(jì)70年代水平，對珩磨控制的參數(shù)僅有少數(shù)幾組。另外，我國珩磨設(shè)備與國外大公司生產(chǎn)的先進珩磨設(shè)備之間的差距還體現(xiàn)在國外珩磨設(shè)備具有先進的冷卻技術(shù)及過濾技術(shù)、先進的溫控技術(shù)、先進的夾具技術(shù)等。

國外珩磨技術(shù)的飛速發(fā)展對中國的珩磨機制造業(yè)和珩磨工藝的使用提出了挑戰(zhàn)。據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)近年來引進的珩磨機達到上百臺，高端市場基本上被國外的珩磨機制造企業(yè)占據(jù)。國內(nèi)生產(chǎn)珩磨機的專業(yè)廠家生產(chǎn)出的珩磨機技術(shù)水平與國外產(chǎn)品有一定的差距。一些國內(nèi)機床廠家在總結(jié)德國格林、美國德隆、美國善能產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，結(jié)合油缸、噴嘴、異性工件等深孔產(chǎn)品的精加工特點和實際工作經(jīng)驗，制訂了適合冷拔、鏜孔等管坯加工使用的強力珩磨機設(shè)計方案，在滿足加工工藝指標(biāo)的前提下，取得了價格低、性能好的效果。

二、展會珩磨機展品概述

本屆展會珩磨類展品不多，下面就本屆機床展珩磨機展品作簡要介紹：

1.銀川大河2MK2215X2雙軸數(shù)控珩磨機床

2MK2215X2雙軸數(shù)控珩磨機床為加工四、六缸柴油發(fā)動機體的雙主軸移動式的數(shù)控珩磨機床。機床整體采用模塊化設(shè)計，可適用于各種汽車摩托車缸體、連桿、汽車制動鼓、缸套孔、液壓閥體孔、活塞環(huán)孔，以及其他類型的通孔和盲孔的精密加工，既能單機使用，又能并入到各類零件的自動生產(chǎn)線使用，是珩磨加工必備的理想設(shè)備。

本機床運動模式原始創(chuàng)新，核心技術(shù)、關(guān)鍵元件自主研發(fā)，機床主要功能及性能、主要珩磨指標(biāo)全面超越國產(chǎn)同類機床，達到了進口同類產(chǎn)品的技術(shù)水平，是我國自主研發(fā)、制造的具有國際水準(zhǔn)的高檔數(shù)控珩磨機，具有以下技術(shù)特點：

（1）采用了原始創(chuàng)新專利——復(fù)合式數(shù)控珩磨機雙進給機構(gòu)和珩磨機床主軸往復(fù)運動數(shù)字控制裝置?？刮廴灸芰?，系統(tǒng)工作可靠，維護保養(yǎng)方便性。主軸往復(fù)采用機液伺服閥控制，用數(shù)控機床中常用的數(shù)控軸作為引導(dǎo)機構(gòu)，再用機液伺服隨動裝置作為驅(qū)動機構(gòu)，將數(shù)控軸的電控接口的控制靈活性與機液伺服裝置的高機械隨動精度和大驅(qū)動力相結(jié)合，組成新一代珩磨主軸往復(fù)數(shù)控驅(qū)動系統(tǒng)；主軸往復(fù)最大加速度達到2.5g。

（2）可對主軸往復(fù)、主軸旋轉(zhuǎn)、工作臺移動或旋轉(zhuǎn)、珩磨油石粗漲壓力、珩磨油石精漲壓力等進行數(shù)控控制；可實現(xiàn)被加工零件內(nèi)孔任意夾角網(wǎng)紋的加工。

（3）機床具有珩磨工件的自動短行程修磨功能，保證了加工精度一致性，提高了磨削效率。

（4）機床進給系統(tǒng)采用電液比例控制，實現(xiàn)了微小進給力的控制，改善了進給控制的動態(tài)響應(yīng)與控制范圍。

（5）珩磨機床專用數(shù)控系統(tǒng)的使用，具有操作使用宜人、維護方便的特點，可根據(jù)工件實際情況實現(xiàn)多種珩磨工藝的設(shè)定和組合。

（6）珩磨專用數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)化、程序化及友好的人機界面獨樹一幟。

（7）機床在精珩和粗珩都配有在線自動測量系統(tǒng)，確保工件尺寸一致性。

（8）本機床有主軸正、反向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換功能和螺旋珩磨功能，該功能使被加工的發(fā)動機缸孔的網(wǎng)紋指標(biāo)清晰、均勻、無換向圓角。

機床主要組成部件：主軸旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，主軸往復(fù)機構(gòu)，進給機構(gòu)，液壓系統(tǒng)，密封夾頭，測量系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)，床身，冷卻系統(tǒng)，夾具，上料機構(gòu)、中間送料機構(gòu)、下料機構(gòu)，電氣系統(tǒng)，珩磨頭及連桿。

2.臺州新潮XCHM強力型系列數(shù)控深孔珩磨機床

圖2　XCHM強力型系列數(shù)控深孔珩磨機床

XCHM強力型系列數(shù)控深孔珩磨機床具有高精度、高效率、高性能，任何加工循環(huán)所需的時間都可以通過安裝在控制面板上的定時器預(yù)置，在每個循環(huán)結(jié)束后，定時器復(fù)位到預(yù)置的時間，準(zhǔn)備下一個循環(huán)加工。適于每一珩磨工作的理想主軸轉(zhuǎn)速，可以通過主軸變頻器的設(shè)置。電子剎車消除了珩磨結(jié)束時的孔壁劃傷現(xiàn)象。珩磨結(jié)束后，通過數(shù)字控制系統(tǒng)自動支撐珩磨頭從零件中移出，方便進行測量和更換油石。各種各樣的工件都可以用調(diào)整夾具，精確地定位并牢固的固定。數(shù)字控制系統(tǒng)在觸摸屏能顯示出油石進給速率和最適宜的切削壓力、珩磨時間、往復(fù)次數(shù)、往復(fù)位置、能設(shè)定空的大小，能自動調(diào)整往復(fù)位置，能自動進行孔形的修正，確保孔的精度，以實現(xiàn)對孔形的最佳控制。

冷卻系統(tǒng)主要特點：5級過濾，其中1級磁性過濾，2級網(wǎng)絡(luò)加沉積過濾，2級濾芯過濾。 冷卻液低壓供給，工件內(nèi)部噴液和外部供應(yīng)兩種。深孔珩磨頭采用一種可保證油石進給量調(diào)整準(zhǔn)確，擴張范圍50～100mm，并用壓板或固定油石，更換油石方便提高效益的特點。

3.池貝（IKEGAI）HM3數(shù)控珩磨機床

圖3　HM3數(shù)控珩磨機床

HM系列數(shù)控珩磨機床是池貝針對用戶希望在一臺機床上實現(xiàn)高精度鏜銑加工和珩磨精加工的需求而開發(fā)的一款數(shù)控珩磨復(fù)合加工機床。這樣不但可以節(jié)省二次裝夾的時間，大幅提高加工效率，并且可以消除工序之間的積累誤差，從而實現(xiàn)高效率高精度的加工。經(jīng)過20多年的市場應(yīng)用，池貝已為本系列機床開發(fā)配備了從小直徑到大直徑的各種珩磨加工功能和軟件。本系列機床廣泛應(yīng)用于RV減速機、液壓泵閥和發(fā)動機行業(yè)。

HM系列機床特點：基于NC擴展功能（U軸）的數(shù)控加工；基于刀具交換功能（ATC）的多直徑珩磨精加工；基于（底孔）的鏜銑加工而實現(xiàn)的高精度珩磨精加工；省設(shè)備、省裝夾、縮短時間的生產(chǎn)線化；采用塞規(guī)定尺寸、氣密定尺寸，多種檢測的穩(wěn)定控制；豐富的自動化功能、珩磨軟件。

4.重慶聚研JYHM4250-2-2雙軸雙工位立式珩磨機床

圖4　JYHM4250-2-2雙軸雙工位立式珩磨機床

三、珩磨加工發(fā)展趨勢

未來數(shù)控珩磨機床必然向高速度、高精度方向發(fā)展；向柔性化、功能集成化方向發(fā)展；向智能化方向發(fā)展；向高可靠性方向發(fā)展。除了這些以外，數(shù)控珩磨機床還將向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，向驅(qū)動并聯(lián)化方向發(fā)展，向標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。

作為復(fù)雜的生產(chǎn)工具，珩磨機床最根本的是加工工藝與主機結(jié)構(gòu)布局設(shè)計，而各種新工藝、新材料、新元件、新刀具、新控制系統(tǒng)等也將運用在珩磨機床上，未來的珩磨機床的加工精度會更高，加工效率更快，加工范圍更廣泛。

四、總結(jié)

2016年，既是“十三五”開局之年，也是全行業(yè)面臨壓力繼續(xù)加快轉(zhuǎn)型升級步伐的關(guān)鍵一年。希望我國的數(shù)控機床行業(yè)一直不斷進步、不斷發(fā)展，堅持創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，全力推進數(shù)控珩磨機床中國制造向中國創(chuàng)造轉(zhuǎn)變，中國速度向中國質(zhì)量轉(zhuǎn)變，中國產(chǎn)品向中國品牌轉(zhuǎn)變，促進數(shù)控珩磨機床行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展；加快實施機床行業(yè)走出去戰(zhàn)略，使數(shù)控珩磨機床產(chǎn)品全面達到國際先進水平，為發(fā)展成為制造強國打下堅實基礎(chǔ)?！?/p>

行業(yè)資訊

全國機床數(shù)控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會年會在新疆召開

2016 年8 月，全國機床數(shù)控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會2016 年年會暨二屆三次會議在新疆召開。

會上，機床協(xié)會胡瑞琳通報了中國機床工具工業(yè)協(xié)會近期開展“協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)”的基本工作思路和重點方向，以及“協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)”的組織體系建設(shè)情況和下一步的工作安排，同時還通報了“數(shù)控機床互聯(lián)通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟”的有關(guān)信息，會議代表對成立標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟表示了極大的關(guān)注。

標(biāo)委會秘書長金健傳達了質(zhì)檢總局、國家標(biāo)準(zhǔn)委、工業(yè)和信息化部三部門聯(lián)合下發(fā)的“裝備制造業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和質(zhì)量提升規(guī)劃”，介紹了機械工業(yè)聯(lián)合會關(guān)于機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)復(fù)審的工作安排和具體要求、國標(biāo)委關(guān)于推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)立項評估的流程和要求，并重申了國標(biāo)委關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)報批材料的質(zhì)量要求。

標(biāo)委會副秘書長張玉潔主持了由數(shù)控系統(tǒng)標(biāo)委會歸口管理的11 項現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)和4項在研計劃及2 項現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)審工作。另外對與機床數(shù)控系統(tǒng)相關(guān)的一系列標(biāo)準(zhǔn)草案進行了匯報和討論。目前這些標(biāo)準(zhǔn)草案正在補充完善中。（胡瑞琳）