设计数控双端面磨床的新思路
传统的设计思想是按单一机床应具备的功能进行方案设计、总体布局设计:对各部件进行原理设计、机构设计、零件设计:制定工艺方案:设计、制造工装夹具:进行机床的试制。
一种新产品或专机产品开发周期都在一年以上。 随着功能模块化设计思想的出现,典型的平台(床身)部件、主轴部件、进给部件、控制部件、(液压、气动、机械)驱动部件、支承定位部件、检测部件的独立化,机床设计从单一机床设计变为机床系列化设计。开发一种系列产品,只进行方案设计、总体布局设计,选用典型部件,加上少量的零件设计,不用试制,即可成为新产品或商品。在保证制造周期的前提下,可大大压缩设计周期。 模块化进一步发展,大量典型部件的社会化、标准化,各种各样的功能部件出现,使我们的双端面磨床设计在选用功能部件的状况下开展总体设计。作为机床制造厂,关键要设计出适应性好的双端面平台,即:能安装各种可采购的功能部件,适应各种端面磨削加工功能,有很好的防护功能。 这就是简化、标准化、要素化、模块化汇合的设计思想。按这个产品设计思路,能提供市场的产品要多样化,以满足各种不同用户的需要。不久的将来,产品将按每个用户的要求专门设计,完全相同的产品不复存在。按用户要求生产专用性较强的数控双端面磨床已成为主流,专用化意味着减少多余的功能、降低产品成本。数控双端面磨床正是依据这种新的思路开展设计的。

数控双端面磨床和通用型磨床都要完成相同的磨削功能。 在端面磨削中,应具有支承并带动工件回转及往复运动的功能:应具有砂轮高速回转并能实现进给位移的功能。这就是完成端面磨削的基本功能,是产品存在的必要条件。将这些功能设计成工件头架模块(包括传动、主轴系、定位、驱动等)、尾架模块、工作台模块(包括驱动、定位等)、砂轮架模块(包括传动、主轴系、定位、防护、驱动、进给等)、磨削中心端面磨床转台模块以及砂轮修整模块。这些模块设置在一个床身平台上,加上一些控制系统及辅助功能模块,即可开发出一台数控端面磨床。
这些模块的特点是:
功能独立化 模块独立,易于在统一平台上拼组和搭配独立性强的电气、数显、检测、液压和冷却系统等模块,构成多种变型品种,实现不同加工精度、不同工作性能、不同自动化程度及不同加工效率的机床。
基础件功能化 基础件是指机床的大件,如床身、工作台、箱体和滑座等,它们大多使用铸件或焊接件,毛坯准备、加工周期长,影响产品迅速发展。因此整个系列模块化设计一般只采用以同类大型零件为基础,将之功能化,使机床能扩大工作空间,适应不同的双端面磨床外观布局、造型及防护:使双端面磨床的规格、性能在保证刚度的前提下具有变化的可能性。一个双端面磨床床身模块,可适应各种箱体、滑座的固定。
适应新技术应用 目前新技术的应用往往是以提高效率(高速化)、提高加工精度(纳米级)、自动化程度(数控化)、柔性化、网络化为主要目的。只要在基础件模块或在箱体、滑座模块中留有一定空间增设一些模块就可实现。
功能部件社会化在模块化思想的指导下各种功能部件,如驱动系统、控制系统、主轴系、导轨副、滚珠丝杠副、冷却系统、制冷系统、检测系统等的独立化、标准化及专业制造,促进了模块化设计法的发展。数控专用磨床的大量功能模块来源于工厂自身的通用磨床模块及可采购的社会配套的功能部件。
工作台面的布置设计 专用磨床是根据一些典型零件(机械密封环、陶瓷片、气缸活塞环、油泵叶片轴承端面及硅、锗、石英晶体、石墨、蓝宝石、铌酸锂、硬质合金、不锈钢、粉灰冶金等)进行高效率磨削。因此,在设计时,要在选择的双端面磨床的平台(工作台)上,针对工件进行磨削工艺分析,设置相应的专用部分。
这些部分包括:
工件的自动测量 对于微米级的磨削精度,一般都要配置工件在线自动测量装置。绝大部分的自动测量安装在台面上,通过编程控制,卡入工件测量,发出粗、精、到尺寸的信号并退出工件。
工件的磨削冷却大多采用高压、大流量、具有磁、纸过滤,带制冷装置的冷却系统。
2010-09-03