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(tái)進(jìn)行更有效的蠕變磨削加工。

      蠕動(dòng)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(dòng)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(dòng)。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(shí)，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(tái)立式加工中心那樣，那么這類刀具就會(huì)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(gè)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(shí)，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(shí)，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(tái)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(gè)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(tái)，以利于卸除主軸的外罩。

        Beaulieu先生也表示，這種要求會(huì)產(chǎn)生一定的局限性。對(duì)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(huì)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(tái)蠕變進(jìn)給機(jī)床上移動(dòng)到另一臺(tái)機(jī)床時(shí)，零件也需要從一個(gè)夾具換到另一個(gè)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(tái)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(tái)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(gè)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(shí)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€(gè)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(tái)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(dòng)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(gè)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(kù)中等待，以備隨時(shí)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(tái)更容易地應(yīng)用于蠕動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(duì)其他加工工藝發(fā)起的一場(chǎng)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(duì)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(huì)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(duì)加工表面施加特別大的壓力，但磨削材料的能力很高，同時(shí)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(huì)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。