数控坐标磨床优化

数控坐标磨床又称为连续轨迹坐标磨床，它具有坐标定位精密的特点，用于磨削孔距精度、成形表面精度和尺寸公差精度都要求比较高的零件。其中，只有点位直线控制的数控坐标磨床主要用于磨削高精度孔系零件。数控坐标磨床是精密模具加工的关键设备，它用于刀刃、量具、夹具等的加工，也用于工件的测量。数控坐标磨床的生产效率通常比手动坐标磨床的高7～9倍。

按照磨头的布局位置来分类，数控坐标磨床有立式磨床和卧式磨床两种；按照立柱的个数来分类，数控坐标磨床也有单立柱磨床和双立柱磨床之分。

图3-51 数控坐标磨床结构示意图

1—主轴 2—C轴 3—U轴 4—磨头 5—X轴拖板 6—Y轴拖板 7—W轴 8—主轴箱 9—立柱 10—床身 11—CNC控制台

1.数控坐标磨床的结构特点

图3-51为单立柱式数控坐标磨床结构示意图。数控坐标磨床一般由机械本体（结构与坐标镗床类似）、数控装置、电气系统、液压系统、气动装置、吸尘装置、切削液装置、喷雾冷却装置等组成。

数控坐标磨床的机械本体的主要铸件（床身、立柱、滑座、主轴箱等）一般都采用稳定性好的高级铸铁制造，并采用高刚度结构设计。

工作台实现纵、横坐标定位移动（X、Y），其传动由伺服电动机带动滚珠丝杠转动，导轨常采用滚动导轨。但是，某些高精度坐标磨床仍采用双V型滑动导轨，其特点是导向精度很高。

机床主轴箱部分装在W轴拖板上，主轴（Z轴）上下往返的冲程运动由液压或气压驱动，也有的用手动驱动。C轴固定在主轴滑套下端，可控制主轴的回转。U轴连接在主轴下端，两轴线垂直相交；磨头连接在U轴拖板上，其轴线与主轴线平行，随U轴移动产生偏心（径向进给）。数控坐标磨床的主轴回转加上U轴移动可使磨头作偏心距变化的行星运动，结合主轴冲程运动形成圆周或圆锥运动轨迹。该运动与U轴数控移动无关。

磨头的最高转速是反映坐标磨床磨削小孔能力的指标之一。电动磨头采用变频电动机直接驱动，输出功率较大、短时过载能力强、速度特性硬、振动较小，但最高转速较低，主要用于提高磨削大孔能力的坐标磨床。气动磨头（也称空气动力磨头或空气透平磨头）结构简单紧凑，不需要复杂的变频电气控制系统，另外由于空气的自冷作用，磨头温升较低，而且从磨头中排出的气体有冷却工件的作用。气动磨头最高转速较高，主要用于提高磨削小孔能力的坐标磨床。

2.数控坐标磨床典型设备

如图3-52所示为MK4280数控坐标磨床，该机床适用于精密模具和精密机械的制造。

MK4280数控坐标磨床采用龙门式结构，机床的整体刚性好，加工范围和承载能力强，在保证性能和精度的前提下有利于提高生产效率，满足精密机械加工车间批量生产的要求。该机床具备粗磨、半精磨和精磨工艺要求，并可实现强力磨削。(www.xing528.com)

图3-52 MK4280数控坐标磨床

MK4280是连续轨迹数控坐标磨床，具有六轴控制（X轴、Y轴、Z轴、U轴、A轴、C轴）、三轴联动（X轴、Y轴、C轴、A轴中任意三轴联动）的功能，可对淬火后的带有高精度孔距要求的坐标孔系进行磨削加工。利用直线和圆弧逼近的方法，可对淬火后的具有任意曲线的平面图形的样板、模具型腔和冲头等零件进行加工。

选用下列附件，MK4280数控坐标磨床可以扩大加工范围：

① 使用45°角度板，可以磨削内外球面（不超过半个球面）。

② 使用磨槽附件，可以磨削键槽及尺寸大于50mm×50mm（长×宽）的方孔。

③ 使用可调角度板，可以利用圆柱砂轮磨削锥孔。

④ 使用圆弧砂轮修整器，可以修整磨槽附件的砂轮，供成形磨削及外轮廓的磨削需要。

⑤ 使用数控转台，在卧式安装时，可用来加工鼓形凸轮；在立式安装时，可用来加工阿基米德螺旋线凸轮及等分图形等。

⑥ 使用自旋工作台（特殊订货附件），可用来加工素线为非直线的回转体零件。

MK4280数控坐标磨床的主要参数见表3-17。

表3-17 MK4280数控坐标磨床规格及主要技术参数