获得精密研磨结果

文章来源:MM《现代制造》 发布时间:2016-12-19
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随着未来市场对磨削技术要求的提高。对于金属切削领域的生产商来说,无论是铣削、钻削、车削、研磨或者抛光都面临着诸多挑战。例如实现精密水平研磨的因素,除了相应的技术之外,其清洁化的生产环境同样起着举足轻重的作用。当今,除了保证研磨结果的可重复性,研磨油的超精净化或者灰尘和切屑的抽吸排除,同样也成为不可忽视的焦点。

图1 模块化制造的精密过滤器Micropur可根据需要任意定制。图中显示的是一台配有AK20自动装置的小型设备

每当涉及到齿轮件、机床工具,如钻头和铣刀、植入物,以及敏感的电动机或精密件的最后精磨工序时,均选择采用拖拉式研磨抛光技术(Shleppfinish)。在不同领域的众多应用中,非接触式研磨技术是实现超精密研磨抛光的有效方法。

拖拉式研磨抛光设备适用于加工贵重和对损害敏感的零件,这些零件在研磨或者抛光过程中不允许相互发生碰撞。一个旋转支架装置将被固定的工件嵌入浸没在磨料之中。通过旋转的支架和主轴的旋转保证工件均匀加工。旋转过程中的可变化的浸入深度和速度,比常规的研磨具有更高的材料去除量。

迄今为止,手工搬运操作零件有出现自动加工流程中断的缺点。德国罗斯勒(Rösler)表面处理设备有限公司成功地研发了用于自动化拖拉式研磨抛光流程的工艺。

新工艺中当属工件搬运技术最佳化为亮点:一台机器人从备料工位取出坯料并将它放置到自动工件夹紧装置上。待加工结束之后机器人将其放回到准备工位。这种自动拖拉式研磨设备,可选择配置用于直接驱动的伺服电动机和工作主轴或者配置精密定位装备。舒适的主控系统协调控制整个加工过程。甚至包括外围设备,如工件清理设备等。

隔声罩防止了噪声的干扰

在振动研磨工艺中,工件和油石散落在一个敞开的工作槽内。通过惯性电动机转置成短时的振动,使其混合物均匀地滚动。由于不同的密度导致工件和磨具在振幅中产生一个相对的运动,由此使材料去除成为可能。

为了避免研磨设备产生的噪声污染危害在研磨设备周围工作的操作人员。为此,Avatec公司研发了一种防声罩,其固定在机床的底部。罩的内衬采用坚固的隔声材料,还设置了符合人机工程学的气压式的开口。其开口角度可调节,符合标准要求。该隔声罩也可以事后安装在现有的机床上。

高效率的研磨油提高刀具寿命

在金属加工领域中,很多工序都会产生切屑、细小灰尘或者液体。为了保证产品质量和工作的安全性,一般都采用抽吸和过滤设备进行排除。高效的磨削油在保证过程安全性和提高刀具寿命中起着重要作用。

图2 往往大件的加工需要安装常规的固定抽吸设备

图3 Micropur精细过滤器的滤尘芯需要规律地进行反冲洗。如果滤尘芯受到磨损可在短时间内完成简单,干净地置换

在Grindtec2016展会期间,Oemeta ChemischeWerke有限公司展出了一种创新的Gas-to-Liquids-Produkt(GTL),全新的基于天然气制油技术的研磨油。该公司表示,这种新型的不含矿物油的研磨油具有润滑性能强、蒸发量低的特点,与普通的Hydrocra研磨油相比具有更好的特性数据。具有消耗量少、更高的工作安全性的优势,对于使用者意味着工具寿命长。“我们的合成产品Oemetol 610 GT新一代研磨油是基于所谓的天然气制油(GTL)技术所提炼的基础油。”Oemeta产品管理经理MalteKrone强调说道。

GTL是基于纯的、合成的不含矿物油的天然气制油(GTL)技术所提炼的基础油。除此之外,新型研磨油不含有机氮、芳香物质、重金属、锌和氯化合物。由Oemeta显示的GLT的特性数据:与普通的矿物油或者Hydrocra油相比,Oemetol 610 GT的闪点高达至17%,蒸发气化量减少至60%。

精细过滤装置应用范围广泛,包括从硬金属和HSS刀具磨削直至铸件转子的磨削加工研磨油的净化,有各种规格尺寸可以选择。Knoll公司在Grindtec展会期间推出了模块结构的过滤器Micropur,其过滤精度小于3 μm 。由于其专业特殊的设计,无需过滤消耗材料,具有很高的经济性。按照每台设备的尺寸,Knoll公司为过滤器的标准部件配置了自动无需维护的排污系统。该过滤设备将油和切屑分离并将切屑传送到任意的容器内,油被重新输送到机床上。

为了满足个性化的需求,Micropur也可以设计成用于整个加工生产线的中心过滤装置。 这样对于精密研磨有很多优点。由于车间内取消了设备元件和切屑/油的混合物通过地面管道的排出,节省了空间,使机床拥有更多空间。这样紧凑和柔性化的排列。与非中心的解决方案相比,这种设备维护更加简单。除此之外,生产车间更加清洁,研磨油的温度可更好地控制并更好地控制机床。

Micropur的核心部件是过滤器的滤尘管。这种专业的元件被设计成星形滤芯,过滤面积大,清洁流量约为60 l/min。“采用清洁介质可单独对于滤尘管进行反冲洗,无需中断过滤流程。为了获得尽可能大的反冲洗效率,Knoll配置了自己的冲洗泵。延长了滤尘管寿命,降低了维护费用。每个过滤元件反冲洗过程小于4 s,对于整个效率影响微不足道。”Knoll解释说道。在Grindtec展会上最新展出了2级紧凑型Micropur过滤器。这种紧凑型过滤器KF-E对于Micropur是一个填补,其通过切屑的预分离减轻了精细过滤的负担。

该公司为了适应移动使用的需求研发了可移动的滤床,它可以实现从一台机床到另一台机床的移动清理。没有设置反冲洗系统,只是单向的滤尘管。

适合的抽吸切屑解决方案

决定采用哪种抽吸技术取决于加工设备和切削机床所产生的切削量。但核心问题是,是否采用移动式或者采用中心安装的抽吸设备。移动抽吸设备可以应用在很多工位进行灵活地抽吸。除此之外,还可将润滑剂中浮动的轻型切屑和杂质排出。根据工位的结构形式,操作工人要将移动抽吸机从一个工位移动到另一个工位,用软管手工抽吸切屑和清空切屑容器。对于小型加工,这是最简单的解决方案。

大型加工往往采用常规的固定安装的抽吸设备。这种中心抽吸设备通过管道和软管与工位相连接。也可以采用手工操作。然后,通过一个切屑运送设备将切屑从机床排走和并从位于加工工位的下面的切屑容器中排走。这种局部自动化明显提高了生产率,但是在清空容器时必须中断工作。德国Ringler公司是专业生产工业抽吸装置的厂家。为了满足需要,该公司研发出用于切削领域的全自动抽吸设备。“无论是移动抽吸单元还是固定安装的抽吸装置,在不同程度上都需要中断加工流程的手工介入。由此提高了生产成本,降低了生产率。而新的解决方案是围绕着切屑过程链实现全自动操作,即覆盖了从切屑产生也就是从金属加工直至回收装置。对于这种技术的高投资将很快会从提高的生产率、过程安全性以及人员成本的减少中得到回报。

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