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德铭纳——超硬工具磨床的结构特点
来源:北京德铭纳精密机械有限公司 作者: 浏览次数:0
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  金刚石工具磨床是用来制造和修磨PCD、PCBN和CVD等超硬材料刀具的设备,这些超硬材料硬度大(比如PCD的硬度为HV6000),而脆性强,对其进行磨削有着特殊的工艺要求,因此这类工具磨床就有着特殊结构特点。另外,目前手动操作机床是超硬刀具磨削的主流设备,这是因为其复杂的磨削工艺需要机床具备足够的灵活性,以便操作人员进行人工干预。本文根据超硬刀具的磨削工艺,对这类机床的显著特点进行说明。

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  一.砂轮往复摆动

  超硬工具磨床使用的磨具为金刚石砂轮,砂轮和刀具之间相互摩擦并损耗。为了延长砂轮寿命,尽量减小砂轮修整的次数,要求砂轮在指定范围内做往复摆动(如图1所示),以使砂轮在环宽方向上均匀磨损。  为实现砂轮的摆动,一般有两种实现方式:曲轴连杆机构和数控程序驱动滚珠丝杆。前者是通过机械结构,使电机的旋转转化成砂轮的往复摆动;后者是通过程序控制。  程序控制不仅机械结构简单稳定,而且调整维修方便。图2所示为德铭纳公司BT-150J型超硬工具磨床的控制面板,三个旋钮分别控制砂轮轴摆动的频率、幅度和位置,摆动幅度。

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  二.在线对刀装置

  用磨削方式去除超硬刀具上的材料,不但消耗时间,而且消耗贵重的金刚石砂轮,是件高成本的工作。为了尽可能地减少磨削余量,这类机床都安装了在线对刀装置,在开始磨削前进行对刀,即以显微镜上的标准刻划线作为基准,调整十字工作台使刀刃与之比对,使磨削余量调到最小(如图3所示)。当然,目前大部分的超硬刀具为车刀刀片,不像轴对称刀具有准确的定位基准(圆柱面),在线对刀装置是确定其加工位置的有效工具。这也是超硬刀具磨床采用在线对刀装置的原因之一。

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  三.重负荷导轨

  超硬刀具磨床素有“强力磨”之称,是指在磨削时,整个磨削装置(由机床,砂轮和刀具三部分组成)承受了很大的作用力。这就要求机床有很大的承载能力。  超硬工具磨床采用承受重载负荷能力很强的N-O型直线导轨,N-O型直线导轨可以承受更高的额定负载, 可以承担一定的扭矩,同时也具有很大的刚度。两个导轨接触面是滚针保持支架,在机床导轨运动时,滚针在两个导轨之间支持和滚动,使摩擦系数大幅度的降低,甚至降低为普通滑动导轨的五十分之一,能快速地响应机床拖动系统的要求,使摆动轴在高负载的情况下实现高精度的平稳的直线运动,同时滚针保持架把导轨的磨损量分摊到各个滚针上,从而延长直线导轨的使用寿命。超硬刀具广泛使用在“以车代磨”,“高速切削”,“干式切削”等先进的制造工艺上,其刃口的精度和粗糙度(可达到Ra0.05μm)要求是很高的,每把刀具基本是都在机床上经过多道工序精心制作出来的,这也要求机床精度好,刚性强且易于操作。
 

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