刀具之立式磨削具有优点

HEATS

　　到如今，我们习惯了与常规、传统的形式相异的机床构造。每一种排列轴或定位切削刀具和工件的新方式都促使我们重新思考金属切削的基本原理，发现新的选择来更高效地生产零件。

' e9 P4 h+ \/ s0 q* d( @& P6 J2 V

　　立式磨削正是一个佐证。如同其名字所蕴涵的意思那样，立式磨削将工件固定在机床底座内的一个旋转卡盘上，与立式车床上的工件定位方式相似。磨削主轴从工件上方开始作上、下运动，从一端至另一端(还可能旋转)。

# k; S4 U1 G( `9 D$ X6 O

　　最近几年，立式磨削的主要提倡者之一是Taiyo；Koki，它是一家磨床制造商，总部位于日本的长冈。该公司现在是Mori；Seiki的一个成员，因此，它在北美磨床市场中具有更加积极的地位。

* I; _% i; l r) h4 c2 i

　　Taiyo；Koki生产许多类型的磨床，但是值得注意的是，它的众多机型都是基于立式磨削的原理。从结构的角度来看，这些磨床区别于其他磨床的特点在于，磨削主轴和工件二者均竖直安装，而非水平安装，以便磨削圆柱形零件的内径、外径和表面。在水平轴(工件直径的方向)和竖直轴(工件的纵向)上同时控制磨头。这些机床擅长磨削圆形。

　　以下介绍立式磨削有其特殊价值的原因。

$ p, g8 ^! S& ~6 ~0 Y- h% I: j( J: |; K

　　变形更少，圆度更好

z9 j! |& }- I9 }/ v9 B

　　在立式磨床上，工件直立安装在卡盘中。在卧式磨床上，夹紧力必须保证工件不会落在卡盘的外面。竖直夹紧的工件只要求有足够的夹紧力来抵抗磨削力。重力有利于磨削过程，而不是阻碍磨削。

2 ~( R* m/ W# u1 N5 R- _

　　由于固定在立式磨床上只需要较小的夹紧力，所以工件变形可能较少。这减小了圆度误差的几率。据制造商介绍，根据从标准试验工件得到的结果来看，立式磨床可以达到小于±1µ；m(小于±0.000039英寸)的圆度误差。

* X5 O5 c0 q! d' r

　　抛弃传统磨床，你得到一幅立式磨床所呈现的景象图片。这两副插图中显示的轴向运动和主轴旋转阐明了不同寻常的定位。

　　一次装卡完成加工

9 I0 A1 q% x F$ V

　　立式磨床可以从事外径、内径和表面磨削。根据工件的形状，这三项工作全都可以在一次装卡内实施。当这种情况可能时，就避免了由于多次装卡而引起的误差。可以更精确地保持内径和外径之间的圆度，以及内径、外径与表面的垂直度。因为工件和磨削主轴是竖直的，所以实际上没有下弯的问题要解决。机床结构本来就是刚性的。

( H( Y9 [* _. v5 N" Y* \7 x

　　在一步安装中合并操作带来了明显的经济效益。较少的安装次数意味着零件处理更少，准备时间更短，机床更少，劳动力成本更低。

( l7 J7 f" k9 y# K' X2 L) v+ l) \

　　人机工程学

! V4 K8 l: P1 a$ O! D- [9 c0 m9 s

　　立式磨床更易装载和卸载。手工装载和卸载无需在起动卡盘的同时支撑工件。操作者只需简单地将工件向下安装到卡盘中即可。使工件对中也发生得更加自然，因为当卡爪闭合时没有不均匀的重力。

* Q7 x8 B( C; ~5 H$ V% Q& ]

　　用起重机或机械手装载和卸载也可能变得更加简单，因为卡盘内的工件在回转车或传输盘上具有相同的稳定定位。例如，像齿轮这样的碟形零件可以水平向下传送，以便拾取安装。同样地将它水平向下放置在磨床的卡盘内。

- m; {) H+ f9 o9 J ) }, ]) E8 h0 u- [

　　立式磨床通常还比与其相当的卧式磨床更加小巧。立式磨床占用更多高度空间，而占地面积较少。这就在机床旁边为自动装载机或机械手留出了空间，使自动化成为一项更具吸引力的选择。

+ ^6 J; _, W7 z- H5 Q- [& m+ J& p9 Z$ v . _/ K) S9 `& L; u8 T _! ]4 ^; n8 }

　　这副图画显示了当磨削主轴安装在一个旋转的六角刀架上时，如何在一次安装中实施内径和表面磨削。

　　没有粉尘

; c& w% v% S2 z7 j

　　在卧式磨床上，X和Z轴的滑动面比磨削作用的点低。像Taiyo；Koki机床上所构造的那样，立式磨床将这些轴的导轨置于磨削作用点之上。磨削粉尘不会落入这些运动表面上。这减小了磨损，延长了机床的使用寿命，而保持了它的精度。

　　应用

& K# C: M5 b% ~5 N( M5 m

　　从该探讨中，我们可以清楚地发现具有相对较大直径和较短长度的工件从立式磨削中受益最大。许多汽车零件具有适合于立式磨削的几何特点。加工汽车零件是立式磨床最普遍的应用。典型的非汽车应用是立式磨削机床的轴套。这些工件可以在大型立式磨床高效地进行加工。

　　该应用还表明什么类型的立式磨床最合适。当内径磨削的最佳结果至关重要时，这种磨削主轴被锁定在竖直位置上的机型工作得最好。除了内径磨削，该构造还适合于表面磨削。据制造商介绍，这是立式磨床最普遍的一种形式。

# s& f7 t( `2 |$ ~6 C( L

　　当外径磨削的最佳结果至关重要时，这种磨削主轴以30°角固定并且采用斜磨轮的机型工作得最好。在这些机型上也可以从事表面磨削。

4 i7 f% n: c, |- y1 h

　　磨削主轴安装在六角刀架上的这种机型最灵活，最适合于在单步安装加工中取得最佳结果。这些机型能够自动切换磨削角度，以便在同一台机床上从事内径、外径和表面磨削。典型的情况是，六角刀架上配备有一个内径磨头和一个外径磨头。另一种选择是在六角刀架上配备两个内径磨头或者两个内径磨头加一个外径磨头。

4 G5 A j- m! J) p) |4 _; |

　　对于磨削主轴竖直安装的某些机型，可以实现自动换刀。主轴在X和Z轴方向上运动，以接近急降和拾取站，这些站被一扇自动开启和关闭的门所保护。该系统允许更换磨削刀具，增强了立式磨削加工的灵活性和生产率。

$ X' b& A% e }) |+ M( _- p5 d+ { ' b9 ?0 `! w) \5 z