珩磨加工现状及发展趋势—— CCMT2016展评

宁夏银川大河数控机床有限公司　张晓明

珩磨加工现状及发展趋势—— CCMT2016展评

宁夏银川大河数控机床有限公司张晓明

2016年4月11-15日，第九届中国数控机床展览会（CCMT2016）在上海新国际博览中心隆重举办。来自20多个国家和地区的1200余家境内外企业踊跃参展，其中国际知名企业众星璀璨，不胜枚举。展会规模宏大，展示面积达到创纪录的12万平方米。

本届展会主题是“新环境·新格局·新作为”，该主题准确、鲜明地反映了我国机床工具产业发展和产业市场的时代特征，反映了CCMT2016的展会背景。

展会展品数量众多，新品精品连连，范围涵盖金属切削机床、金属成形机床、特种加工机床、柔性加工单元、自动化生产线、工业机器人、控制系统与自动化元器件、功能部件、量具刃具工卡具、计量与检测仪器、附件与材料等众多产品，集萃了当代机床工具最新制造技术水平之大成。

一、珩磨加工现状

珩磨加工起源于20世纪初期，最先由美国的Barnes公司和Micromatic公司发明，然后被当时工业发达国家如德国、英国、日本等纷纷采用，并将其应用于汽车机内燃机汽缸的加工中，收到了很好的效果。

在发达国家，对珩磨技术方面的研究主要侧重于新型珩磨技术研发，如德国拉格尔公司研制的双向双进给平顶珩磨，德国格林公司最新研制的激光珩磨，美国善能公司新开发的刷珩磨技术。而表面粗糙度检测仪器的研究，主要是为适应精密偶件珩磨技术的发展而开发的。根据珩磨网纹微观结构，国际先进的检测仪器可检测70种以上参数。通过对这些参数的检测，操作人员或技术人员可对珩磨切削参数进行调整，从而获得较为理想的珩磨网纹。著名的检测系统有英国泰勒、德国霍梅尔、德国马尔、日本精工等。

这些工艺、检测技术的研发，大大改善了发动机运行性能，延长了发动机的使用寿命，但均存在各自利弊∶通过激光珩磨技术，可以获得理想的近似矩形的交叉网纹沟槽，使发动机汽缸套、缸体的使用寿命、耐磨性、配副性、储油性等大大提高，为目前最理想的加工表面技术，但其功效太低，难以适应发动机大批量生产需求；刷珩磨为当前国际最新研制的珩磨技术，使表面轮廓的顶部变成圆形，这就意味着表面的贮油性能高、切削深度小，与平顶结构相似，但该技术对机床配置、性能有较高要求，且刷磨头的材质还处于试验研究阶段，目前很难获得普及。

珩磨技术在不断向前发展，控制系统也由传统的机电液压控制向数字行程控制，甚至是向CNC发展。控制系统为珩磨机的关键技术，各公司都投入大量的人力、物力进行研究、开发和更新换代，因此各公司的控制系统又有所不同。可编程数字行程控制系统为目前使用最广泛的控制器，可自动控制旋转速度、形成速度、粗珩进给、精珩进给，可故障报警，并可遥控调节，包括遥控调节珩磨油石磨耗补偿、进给速度和扭矩。另一类为远程行程调节系统，可设定和修改机器数据，用于设定上下反向点、上下预停点、最大行程、参照点、短行程范围等，另外还可以对错误信息报警。

目前国内发动机汽缸套、汽缸体以及工程机械液压系统制造业普遍采用珩磨技术，但珩磨水平较低，对珩磨工艺参数研究较为松散，珩磨国家标准仅相当于国际上世纪70年代水平，对珩磨控制的参数仅有少数几组。另外，我国珩磨设备与国外大公司生产的先进珩磨设备之间的差距还体现在国外珩磨设备具有先进的冷却技术及过滤技术、先进的温控技术、先进的夹具技术等。

国外珩磨技术的飞速发展对中国的珩磨机制造业和珩磨工艺的使用提出了挑战。据统计，国内近年来引进的珩磨机达到上百台，高端市场基本上被国外的珩磨机制造企业占据。国内生产珩磨机的专业厂家生产出的珩磨机技术水平与国外产品有一定的差距。一些国内机床厂家在总结德国格林、美国德隆、美国善能产品的基础上，结合油缸、喷嘴、异性工件等深孔产品的精加工特点和实际工作经验，制订了适合冷拔、镗孔等管坯加工使用的强力珩磨机设计方案，在满足加工工艺指标的前提下，取得了价格低、性能好的效果。

二、展会珩磨机展品概述

本届展会珩磨类展品不多，下面就本届机床展珩磨机展品作简要介绍：

1.银川大河2MK2215X2双轴数控珩磨机床

2MK2215X2双轴数控珩磨机床为加工四、六缸柴油发动机体的双主轴移动式的数控珩磨机床。机床整体采用模块化设计，可适用于各种汽车摩托车缸体、连杆、汽车制动鼓、缸套孔、液压阀体孔、活塞环孔，以及其他类型的通孔和盲孔的精密加工，既能单机使用，又能并入到各类零件的自动生产线使用，是珩磨加工必备的理想设备。

本机床运动模式原始创新，核心技术、关键元件自主研发，机床主要功能及性能、主要珩磨指标全面超越国产同类机床，达到了进口同类产品的技术水平，是我国自主研发、制造的具有国际水准的高档数控珩磨机，具有以下技术特点：

（1）采用了原始创新专利——复合式数控珩磨机双进给机构和珩磨机床主轴往复运动数字控制装置。抗污染能力强，系统工作可靠，维护保养方便性。主轴往复采用机液伺服阀控制，用数控机床中常用的数控轴作为引导机构，再用机液伺服随动装置作为驱动机构，将数控轴的电控接口的控制灵活性与机液伺服装置的高机械随动精度和大驱动力相结合，组成新一代珩磨主轴往复数控驱动系统；主轴往复最大加速度达到2.5g。

（2）可对主轴往复、主轴旋转、工作台移动或旋转、珩磨油石粗涨压力、珩磨油石精涨压力等进行数控控制；可实现被加工零件内孔任意夹角网纹的加工。

（3）机床具有珩磨工件的自动短行程修磨功能，保证了加工精度一致性，提高了磨削效率。

（4）机床进给系统采用电液比例控制，实现了微小进给力的控制，改善了进给控制的动态响应与控制范围。

（5）珩磨机床专用数控系统的使用，具有操作使用宜人、维护方便的特点，可根据工件实际情况实现多种珩磨工艺的设定和组合。

（6）珩磨专用数控系统的参数化、程序化及友好的人机界面独树一帜。

（7）机床在精珩和粗珩都配有在线自动测量系统，确保工件尺寸一致性。

（8）本机床有主轴正、反向旋转转换功能和螺旋珩磨功能，该功能使被加工的发动机缸孔的网纹指标清晰、均匀、无换向圆角。

机床主要组成部件：主轴旋转机构，主轴往复机构，进给机构，液压系统，密封夹头，测量系统，润滑系统，床身，冷却系统，夹具，上料机构、中间送料机构、下料机构，电气系统，珩磨头及连杆。

2.台州新潮XCHM强力型系列数控深孔珩磨机床

图2　XCHM强力型系列数控深孔珩磨机床

XCHM强力型系列数控深孔珩磨机床具有高精度、高效率、高性能，任何加工循环所需的时间都可以通过安装在控制面板上的定时器预置，在每个循环结束后，定时器复位到预置的时间，准备下一个循环加工。适于每一珩磨工作的理想主轴转速，可以通过主轴变频器的设置。电子刹车消除了珩磨结束时的孔壁划伤现象。珩磨结束后，通过数字控制系统自动支撑珩磨头从零件中移出，方便进行测量和更换油石。各种各样的工件都可以用调整夹具，精确地定位并牢固的固定。数字控制系统在触摸屏能显示出油石进给速率和最适宜的切削压力、珩磨时间、往复次数、往复位置、能设定空的大小，能自动调整往复位置，能自动进行孔形的修正，确保孔的精度，以实现对孔形的最佳控制。

冷却系统主要特点：5级过滤，其中1级磁性过滤，2级网络加沉积过滤，2级滤芯过滤。 冷却液低压供给，工件内部喷液和外部供应两种。深孔珩磨头采用一种可保证油石进给量调整准确，扩张范围50～100mm，并用压板或固定油石，更换油石方便提高效益的特点。

3.池贝（IKEGAI）HM3数控珩磨机床

图3　HM3数控珩磨机床

HM系列数控珩磨机床是池贝针对用户希望在一台机床上实现高精度镗铣加工和珩磨精加工的需求而开发的一款数控珩磨复合加工机床。这样不但可以节省二次装夹的时间，大幅提高加工效率，并且可以消除工序之间的积累误差，从而实现高效率高精度的加工。经过20多年的市场应用，池贝已为本系列机床开发配备了从小直径到大直径的各种珩磨加工功能和软件。本系列机床广泛应用于RV减速机、液压泵阀和发动机行业。

HM系列机床特点：基于NC扩展功能（U轴）的数控加工；基于刀具交换功能（ATC）的多直径珩磨精加工；基于（底孔）的镗铣加工而实现的高精度珩磨精加工；省设备、省装夹、缩短时间的生产线化；采用塞规定尺寸、气密定尺寸，多种检测的稳定控制；丰富的自动化功能、珩磨软件。

4.重庆聚研JYHM4250-2-2双轴双工位立式珩磨机床

图4　JYHM4250-2-2双轴双工位立式珩磨机床

三、珩磨加工发展趋势

未来数控珩磨机床必然向高速度、高精度方向发展；向柔性化、功能集成化方向发展；向智能化方向发展；向高可靠性方向发展。除了这些以外，数控珩磨机床还将向网络化方向发展，向驱动并联化方向发展，向标准化方向发展。

作为复杂的生产工具，珩磨机床最根本的是加工工艺与主机结构布局设计，而各种新工艺、新材料、新元件、新刀具、新控制系统等也将运用在珩磨机床上，未来的珩磨机床的加工精度会更高，加工效率更快，加工范围更广泛。

四、总结

2016年，既是“十三五”开局之年，也是全行业面临压力继续加快转型升级步伐的关键一年。希望我国的数控机床行业一直不断进步、不断发展，坚持创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，全力推进数控珩磨机床中国制造向中国创造转变，中国速度向中国质量转变，中国产品向中国品牌转变，促进数控珩磨机床行业的可持续发展；加快实施机床行业走出去战略，使数控珩磨机床产品全面达到国际先进水平，为发展成为制造强国打下坚实基础。□

行业资讯

全国机床数控系统标准化技术委员会年会在新疆召开

2016 年8 月，全国机床数控系统标准化技术委员会2016 年年会暨二届三次会议在新疆召开。

会上，机床协会胡瑞琳通报了中国机床工具工业协会近期开展“协会标准”的基本工作思路和重点方向，以及“协会标准”的组织体系建设情况和下一步的工作安排，同时还通报了“数控机床互联通讯协议标准联盟”的有关信息，会议代表对成立标准联盟表示了极大的关注。

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标委会副秘书长张玉洁主持了由数控系统标委会归口管理的11 项现行国家标准和4项在研计划及2 项现行行业标准的复审工作。另外对与机床数控系统相关的一系列标准草案进行了汇报和讨论。目前这些标准草案正在补充完善中。（胡瑞琳）