一家磨床供貨商介紹推薦了如何采用帶有立式主軸的加工中心平臺進(jìn)行更有效的蠕變磨削加工。

      蠕動進(jìn)給磨削是一種磨削加工工藝，但更重要的是，它并不像其他形式的磨削加工。Hardinge公司的磨削產(chǎn)品部經(jīng)理NelsonBeaulieu先生說，從某種意義上來看，蠕變磨削更具有銑削加工的工藝特色。

                                                        圖1 讓小直徑的砂輪像5軸加工中心那樣利用刀具路徑進(jìn)行加工

       歸根結(jié)底，蠕動進(jìn)給磨削是采用深度切削和大金屬切削量的方式進(jìn)行加工的，其特點(diǎn)是：以較低的進(jìn)給速率代替快速的往復(fù)運(yùn)動。蠕變磨削的工具——砂輪就像銑刀盤那樣深埋于加工的材料之中進(jìn)行加工。 

       事實(shí)上，當(dāng)這一刀具的直徑縮小并接近于典型加工中心上的最大銑刀盤直徑時，才能顯示出它更高的效率。Beaulieu先生說，如果將機(jī)床本身設(shè)計(jì)成像一臺立式加工中心那樣，那么這類刀具就會顯示出其更高的實(shí)際效益。

        Beaulieu先生說，他公司內(nèi)以VMC立式加工中心為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的磨床背后就包含著這個思路。由Bridgeport公司（隸屬于Hartinge公司）提供的FGC2型“柔性磨削加工中心”就偏離了傳統(tǒng)的蠕變磨床設(shè)計(jì)形式，其中主軸的方向也許能代表其本質(zhì)上的區(qū)別。

 
        磨削加工時，機(jī)床的旋轉(zhuǎn)軸沿著零件的弧度進(jìn)給。

        與眾不同的加工方式 

        Beaulieu先生說，當(dāng)初在開發(fā)蠕變磨削加工工藝時，實(shí)際上所有的磨床都采用臥式主軸。蠕變磨削加工自然建筑在這一平臺的基礎(chǔ)之上。然而，這種臥式設(shè)計(jì)的基本要求之一是需要采用一個很大直徑的砂輪。其直徑之大要足以使砂輪的邊緣能夠達(dá)到工作臺，以利于卸除主軸的外罩。

        Beaulieu先生也表示，這種要求會產(chǎn)生一定的局限性。對于高效的蠕變磨削加工而言，冷卻液的滲透力是十分關(guān)鍵的，但大直徑砂輪的寬闊弧度會導(dǎo)致其空間縮小，影響冷卻液的滲透力。此外，大直徑砂輪無法沿著復(fù)雜加工路徑進(jìn)行插補(bǔ)。為此，零件往往需要采用復(fù)雜的夾具來夾緊。由于被磨削加工的零件具有不同的特點(diǎn)，當(dāng)其從一臺蠕變進(jìn)給機(jī)床上移動到另一臺機(jī)床時，零件也需要從一個夾具換到另一個夾具。

        相反，如果能將主軸外罩卸除到工作區(qū)以外的地方，就有利于應(yīng)用較小直徑的砂輪。因此，冷卻液也能夠更有效地直接輸送到切削加工處，從而使零件能夠通過旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)給，讓小直徑的砂輪像5軸加工中心那樣利用刀具路徑進(jìn)行加工。 

        從本質(zhì)上來說，F(xiàn)GC機(jī)床實(shí)際上就是一臺5軸加工中心。然而，由于工件采用磨削加工來代替銑削加工（普通意義上的銑削加工），因此機(jī)床必須具有某種程度的剛性，即必須具有傳統(tǒng)臥式平臺的那種關(guān)鍵強(qiáng)度。不像那種典型的VMC立式加工中心，其堅(jiān)固結(jié)實(shí)的鑄鐵基座重達(dá)30100lb。也不像立式加工中心那樣，需要與一套專用的冷卻液系統(tǒng)組合配套使用，因?yàn)樵谌渥兡ハ骷庸み^程中，要求該系統(tǒng)能夠輸送1000psi（lb/in2）壓力或50gal/min流量的冷卻液。

        這些變化意味著，使用立式機(jī)床不需要很昂貴的初期費(fèi)用。Beaulieu先生說，一旦使用這類機(jī)床，就可以立即節(jié)約資金。其節(jié)約的來源包括以下幾個方面：

        (1)較少的夾具和機(jī)床。不需要多次調(diào)試裝卡，只需一次性裝卡就可完成全部磨削加工任務(wù)；

        (2)縮短了工件的調(diào)試裝卡時間，因?yàn)椴恍枰獜?fù)雜的工裝卡具； 
 
        (3)加工操作過程減少，因?yàn)榭刹捎猛粋€砂輪來改變生產(chǎn)周期內(nèi)零件的方向，分別加工不同部位；

        (4)加工速度提高（其資金節(jié)約程度超過工件調(diào)試裝卡所節(jié)約的資金），因?yàn)橹睆捷^小的砂輪可以更加靈活地運(yùn)轉(zhuǎn)工作。Beaulieu先生說，在這臺機(jī)床上加工，用戶只需要采用較低的切削深度就可以獲得較高的金屬切削率，因?yàn)槠錆撛诘倪M(jìn)給速度要比實(shí)際速度高得多。


        它能夠輸送蠕動進(jìn)給磨削加工過程中所需的高壓和高流量冷卻液

        傳統(tǒng)的加工 

        如果機(jī)床完全按照傳統(tǒng)的VMC立式加工中心來使用就可以進(jìn)一步節(jié)約資金。其主軸采用加工中心刀具的標(biāo)準(zhǔn)BT接口，而其砂輪通過標(biāo)準(zhǔn)的加工中心換刀裝置與主軸連接。因此，在同一個加工軸周期內(nèi)，也可將同樣的系統(tǒng)應(yīng)用于更加典型的加工中心上。這也就是說，銑刀或鉆頭可以在砂輪旁邊的刀庫中等待，以備隨時應(yīng)用。如果在某一磨削加工的表面上需要進(jìn)行銑削加工或鉆削加工，那么該工件仍然可以在同一夾持狀態(tài)下，讓機(jī)床完成這類附加的加工任務(wù)。

        為了使VMC立式加工中心的加工平臺更容易地應(yīng)用于蠕動進(jìn)給加工，還可以采用另一種方法，這一方法與工作區(qū)以外的資源有著密切的關(guān)系。由于其使用的機(jī)床與標(biāo)準(zhǔn)的加工中心是如此地相似，因此它能夠使加工中心的操作人員有效地進(jìn)行編程和進(jìn)行蠕動進(jìn)給加工操作，從而提高了機(jī)床的加工能力。正如Beaulieu先生所指出的那樣，“可供使用的銑削操作工數(shù)量要比磨削操作工數(shù)量更多。”

        為什么要采用蠕動進(jìn)給磨削？ 

        Beaulieu先生說：“如果一切加工都可以通過銑削或拉削加工解決，那么我們十分愿意接受。”蠕變加工是對其他加工工藝發(fā)起的一場挑戰(zhàn)，因?yàn)槠渌@些加工工藝存在一定的問題。而蠕變加工具有以下一些優(yōu)點(diǎn)： 
        
       （1）具有優(yōu)良的加工特性。這種磨削加工可以吸收加工切削中的一部分熱量。尤其在對鈦金屬、因康鎳合金以及其它材料的加工中，更加有效，主要是因?yàn)榧庸ぶ挟a(chǎn)生的熱量會加速銑刀或拉刀的磨損； 

      （2）保持良好的表面光潔度。這種磨削加工不需要對加工表面施加特別大的壓力，但磨削材料的能力很高，同時還能保持良好的表面光潔度和完美的表面加工質(zhì)量；

      （3）不會產(chǎn)生毛刺。采用這種磨削加工不需要打毛刺；

        （4）能保持固有的精度。在設(shè)計(jì)良好的工藝條件下，銑削加工和拉削加工確實(shí)能獲得很高的加工精度。然而，采用設(shè)計(jì)良好的磨削加工工藝甚至能獲得更高的加工精度。