| 本期特輯關注磨床技術之發展。在杭州機床集團供稿的專家講壇中，剖析了立式複合磨床的發展趨勢，並指出中國企業在發展該項產品時，應當注意的幾個問題。而在隨後的磨床精品集錦中，數家海內外優秀企業的典型磨床產品盡展其向複合化、精密化和高速化邁進的姿態。 |
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| EWAMATIC的六角星狀磨頭架 |
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專家講壇
數控立式複合磨床的開發現狀與發展趨勢
姚峻 杭州機床集團有限公司
數控立式複合磨床是目前國際上非常流行的一種高新技術機床產品。該機床順應了當今世界機床工業“高速、複合、智慧、環保”的發展潮流，適應多品種小批量、變品種變批量的生產方式。這類機床可廣泛地應用於對圓柱、圓錐、球軸承內外套圈、滾道及端面各表面的多批量、多品種、多規格的精加工磨削；也適用於齒輪類、套筒類等零件的高精度磨削加工。
中國數控立式複合磨床發展迅速 市場競爭日趨白熱
中國數控立式複合磨床的發展速度確實相當驚人，生產廠家增多，產品產量亦大幅擴增。與國外同類機床相比，雖在某些細節方面仍存在差距，但總體上看，機床製造水平還是比較高的，完全可以替代進口。這類機床的配置都較好，製造廠商大多選用進口的高檔配置，以增強機床性能的可靠性。
目前的數控立式複合磨床在突破大型工件的加工難題之後，主要問題便集中在以下幾方面：機床選用的配置、佈局和模組化設計；如何進一步提高機床的效率、降低製造成本，從而提高綜合市場競爭力等。
筆者認為，對於數控立式複合磨床而言，令人擔心的不是製造能力方面的問題，而應是市場容量層面的問題。可以預料，今後複合磨床的市場競爭將會日趨激烈。競爭焦點將集中於機床的加工精度、效率、適用範圍、操作便捷性、價格、交貨期、售後服務等方面。
相比國外，國內的複合磨床起步較晚，在加工精度、自動化程度、加工的集約性等方面尚有一定差距，特別是面臨當下機床的主流發展趨勢—將不同機床的加工結合在同一台機床上，比如在磨床上結合銑削、車削，形成效率更高、操作更方便的複合機床新品種—在這一方面，中國業界還有很長的路程要走。
近年來可以看到，在國內各個重要的機床展覽會上，都展出了大量的、較高水準的數控立式複合磨床，顯示出國內各專業製造廠對該類機床的重視。
以今年於北京舉行的CIMT展覽會為例，杭州機床集團公司等廠家便展出了5台數控立式複合磨床，昭示著該類機床已然成為當今機床市場的新熱點和銷售重點。同時值得注意的是，該類機床也是服務於風電等大型基礎建設的重要裝備之一。
數控立式複合磨床的發展趨勢
為了取得市場競爭的先機，就有必要充分瞭解數控立式複合磨床的發展趨勢何如。筆者總結出以下四點發展趨勢。
1. 規格將向大小兩頭發展
根據用戶需求，立式複合磨床的規格將向大小兩頭發展，工作臺直徑逐步發展達到2.5米、3米、4米甚至5米的機床。
小規格機床的發展會受到市場因素的制約，因為用戶對小規格複合磨床的需求並不太緊迫，而用立式複合磨床替代臥式端面內圓磨床也有一定難度。從國外立式複合磨床來看，除了日本太陽工機有小規格機床外，其他廠家基本上都是大規格的。
但是，從發展的觀點看，小型立式複合磨床一定會有潛在的市場需求，而一旦現有加工設備不能達到該要求，就會急需用新設備來予以替代。若能實現替代，這一市場潛力是不可估量的。特別是當新設備能大幅度提高磨削效率的時候，即使價格比較昂貴，也會有很強的市場競爭力。
2. 複合化的手段將更加多元
複合加工的手段必將呈現多樣化，機床通過採用模組化設計原理，可將不同種類的磨頭以及採用其他金屬加工手段的裝置結合在一起，打造出各種複合機床。
3. 向磨削中心和加工中心方向發展
可以預見，通過採用先進的部件，機床將採用砂輪交換裝置、刀具交換裝置、機械手、自動測量裝置，形成集成程度更高的複合機床。
4. 將在風電行業發揮重要作用
中國風能資源豐富，近海和海上可開發利用的風能儲量約7.5億KW，至2010年，風機裝機容量有望達到500萬千瓦。而風機需使用大型軸承，如洛陽軸承最大轉盤軸承5.5m左右。相信隨著風力發電的主軸、風機輪轂等需求量的不斷攀升，用於這些大型零件的磨削加工的複合磨床必將大顯身手。
應當引起注意的幾個問題
面對大好形勢的同時，也應結合中國實情，及時注意以下幾方面問題。
1. 生產商不可一哄而上
無數次的經驗教訓已經證明，生產廠商一哄而上，會造成劇烈的市場競爭和資源浪費。
目前已經能夠看到，立式複合磨床的製造廠出現了大幅增加，可是在市場容量尚不能準確預計的當前，無疑風險也較大。生產量與需求量相適應這一客觀規律不容忽視，否則就會造成經濟效益低下的惡果。
2. 機床配置須符合用戶生產實際
發展該類機床時，應注意機床須與用戶實際生產需求相適應，並不是機床的配置越好銷路就越好。
結合中國當前的國情來看，有些高技術含量的機床品種如高檔的複合磨床、磨加工中心尚缺乏強勁的銷售動力。也就是說，先進技術的前瞻性與現實往往存在一定距離，往往會由於價格等原因造成“叫好不叫座”的窘況。
3. 行業標準有待制定
面臨該類產品的迅猛發展，行業工作的加強也需正式提上議程，有必要以標準為紐帶，適時組織制定相關的行業標準和國家標準，全面規範複合磨床的製造。
其實這當中還涉及到一個課題，就是複合磨床的型號與名稱的統一的問題，目前市場上有的產品叫立式萬能磨床、有的又被稱為立式磨床等等，這些都給用戶選型帶來了一定困難。
4. 力促製造廠商交流
在條件成熟時，可由機床工具工業協會牽頭召開製造廠經驗交流會，進一步推進數控複合磨床的生產和相關先進技術的發展。
5. 發展小型立式複合磨床
前文曾提及發展小型立式複合磨床方面的課題，對此業內人士觀點不一。
不少人認為小型磨床並不具備發展的優勢和動力，其理由是其很難在短期內替代普通外圓磨與內圓端面磨。他們認為，只有在小型立式複合磨床在精度、效率以及價格等方面均能充分滿足用戶期望值的情況下，才可能獲得其用武之地。
但是筆者以為，如果換個角度思索，綜觀現在生產廠製造的產品基本上都是大型複合磨，或許在不久的將來，恰恰是那些能夠在小型機床上取得創新突破的廠商們能“另辟蹊徑”，更有可能在立式複合磨的市場競爭中搶得先機，取得更多主動權。且讓我們拭目以待！
精品集錦
斯來福臨集團
斯來福臨集團是歐盟機床行業三大巨頭之一，早在1993年成立克貝爾•斯來福臨集團（Koerber Schleifring Group）之初便確定了專註磨削的發展基調，這從其名稱便可看出——Schleifen指“磨削”，Ring為“圓環”。
1994年至2004年間，該集團先後納入兩家瑞士磨床公司MÄGERLE和STUDER，以及JUNG公司、EWAG公司和WALTER機械製造公司，結成由歐洲主要磨床製造商組成的強大的“磨削王國”。斯來福臨中國公司持續致力於產品的本土化，積極開發適合中國市場的磨床，在保證高品質的基礎上降低成本，以最大限度滿足中國磨床用戶的需要。產品創新是該集團的核心競爭力，這不僅體現在其為中國市場度身定做的產品上，細細品味該集團旗下不同品牌推出的最新代表性產品，亦能領悟到產品創新無所不在。以下特介紹該集團旗下公司的兩款磨床產品。
1. EWAG公司數控工具磨削中心
斯來福臨集團旗下EWAG公司推出的數控工具磨削中心EWAMATIC LINE，可滿足客戶對高質量工具磨削的個性化需要，適用於生產或刃磨各種刀具和刀片。無論是硬質合金、PCD材料和超硬的PCBN材料的刀具和刀片，EWAMATIC都能加工，包括磨削和電蝕加工，加工精度達±1.5μm，並能獲得鏡面的光潔度，以滿足客戶對高精度刀具和刀片生產和使用的要求。
機床右側為加工區域，包括磨頭架和工作臺，左側配置不同的上下料裝置，對圓形工件可採用簡單的直線機械手，對刀片或其他較難搬運的工件可採用4軸機器人等。
EWAMATIC的六角星狀磨頭架 |
EWAMATIC機床的轉塔磨頭架可安裝6個磨削主軸（最多12個砂輪）或電蝕輪，定位精度1μm，
可滿足複雜刀具生產的全部需求。機床採用NUM 1050數控系統，同時配備有與測量系統集成的砂輪修整裝置。
該設備的磨頭架為六角星狀，磨頭架偏轉是數控A軸，其偏轉範圍為-15°~+25°（SK2000磨頭），偏轉速度2000°/min；工作臺擺動角是數控B軸，可在±135°範圍內設定，最大擺動速度為28800°/min；數控C軸是工件頭架的回轉，用以完成圓形刀具的分度、螺旋插補、刀片的周邊磨削，回轉速度為90000°/min；在外圓磨削模式下，C軸可連續回轉，轉速800m/min。B軸和C軸轉動採用直接電機驅動（電主軸），解析度0.0001°。
2. STUDER公司的S242複合加工機床
STUDER公司是斯來福臨集團旗下品牌之一，其生產的S242型複合加工機床將圓柱面磨削和硬車削加工兩種技術相結合，通過一次裝夾便能加工完畢一個零件，不僅提高了加工效率，也更容易保證加工精度。
S242配置有2或3個橫向頭架，其中一個可以是車、銑、鑽轉塔刀架。機床採用模塊化設計理念，借助8個橫向頭架模塊（4個左右正斜外圓頭架、3個8~12工位的車、銑、鑽轉塔刀架和一個內圓磨頭轉塔頭架），從而可組合配置成25種不同的系統方案。該機床的頂尖距為800mm，最大加工長度600mm。機床配備有18個刀位的刀庫，可安裝鑽、鏜、銑刀和內圓或端面磨頭。
S242型複合加工機床採用人造花崗岩床身，並設計成傾斜結構。其主要優點包括：操作時的易接近性；加工時的良好吸振性；高度的熱穩定性；理想的排屑和冷卻液排出能力。
杭州機床集團
1. MGKF600型高精度數控立軸復合磨床
杭州機床集團生產的MGKF600型高精度數控立軸複合磨床，採用整體立柱、單拖板縱向移動、雙立軸磨頭、立軸圓臺佈局型式，結構緊湊，整機剛性好。工作臺採用閉式靜壓導軌和滾動軸承複合結構，由伺服電機驅動。整體立柱上為單拖板，分別安裝主磨頭、電主軸磨頭和測量裝置。
該磨床採用砂輪交換—砂輪修整—工件磨削—自動測量合理的磨削流程，減少空行程時間，提高效率。砂輪庫最大容量可裝6個砂輪。機床採用開頂式封閉防護罩結構，安全性好，外形美觀。
MGKF600高精度數控立式複合磨床 |
MGKF600實現了一次裝夾工件，完成工件內圓、外圓以及端面的高精度磨削加工，同時還可通過數控聯動實現砂輪的錐形修整和圓錐磨削；通過砂輪的成形修整，實現內外圓的成形磨削，如軸承環的滾道磨削。
2. MGKF2000/1型數控立式磨床
杭州機床集團另一款數控立式磨床的MGKF2000/1，無論是技術含量、結構佈局、機床配置、加工精度都比較突出。
該磨床採用整體立柱、雙磨頭、拖板移動、立軸圓臺佈局型式，整機剛性好，全封閉結構，防護罩手動移動工作臺位於床身的前部，採用靜壓導軌結構，由伺服電機驅動。整體立柱位於床身後方，立柱上方安裝橫樑，橫樑上有兩拖板，拖板上分別安裝左、右磨頭。
該機床左磨頭可以旋轉，可實現±25°角度內的無級角度轉動。其右磨頭也可以旋轉，最大回轉角度為0°-90°；最小分度角度為2.5°。
磨削後表面粗糙度可達到工件要求，且磨削效率非常高，一次安裝完成全部加工，工件的精度要求可以得以較好的保證。
本刊獲悉，除現有的MGKF600、MGKF2000等品種已提供用戶外，杭州機床集團計劃在近期內開發出工作臺直徑1600、2500、3000、4000mm、直至5000mm的品種，積極滿足國內風電、軸承等行業的裝備需要。
上海機床廠
H405-BE數控複合磨床是上海機床廠開發的用於加工零件外圓、內孔、端面的專用設備。採用德國SIEMENS-840D數控系統分別控制砂輪架的進給、工作臺的移動、頭架主軸的回轉和砂輪架的回轉。能在一次安裝工件條件下，完成內外圓和端面及圓錐體的自動迴圈磨削。
這款複合磨床具有砂輪自動進給、粗、精、無火花磨削、工作臺自動跳檔、自動夾緊工件、工件轉速自動切換、前置修整實現砂輪自動修整及自動補償、自動測量工件及循環動作安全聯鎖等多種功能。採用先進技術、高質量執行元部件，使機床精度穩定、可靠性高、壽命長。
H405-BE數控複合磨床 |
床身為整體式結構，內部筋板呈箱型佈置，並且採用低合金高強度孕育鑄鐵，使其具有很高的整體剛度和表面耐磨性及抗震能力，極大地滿足了高效、高精度設備對基礎件的要求。
工作臺採用雙層結構，利於機床的精度保持。工作臺移動機構採用交流伺服電機直接驅動西班牙IPIRANGA滾珠絲杆副，並控制工作臺移動，工作臺導軌為引進技術製造的滑動導軌。配有德國HEIDENHAIN光柵尺實現工作臺進給的閉環控制。光柵尺配有氣霧密封確保其使用可靠性。
險峰機床
MK84250大重型數控軋輥磨床是由貴州險峰機床廠自行設計開發的最新產品，是貴州省2008年第一批重點技術創新項目，已被列入2009年國家級重點新產品。首批3台產品已經通過貴州省級技術鑒定並順利通過用戶驗收。
MK84250大重型數控軋輥磨床最大磨削直徑為2.5米，最大頂尖距為11米，磨削工件最大重量為250噸。其特點是擁有超大規格和特重負荷的專業性主機實體；具有強力、高效的數控磨削性能； 具備自主化的線上軋輥測量機構；配有自動輔助翻箱及工件“軟著陸”緩衝功能；能配備國內先進的工件輥面自動探傷裝置。
MK84250大重型數控軋輥磨床
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MK84250大重型數控軋輥磨床實現了技術的集成創新，機床設計佈局合理、結構緊湊、技術先進、磨削精度高、工作效率高。產品具有自主知識產權，打破了大重型數控軋輥磨床的外來壟斷，填補了大重型數控軋輥磨床的國內空白，整機性能在國內處於領先水平。
該機床主要用途涉及國家重大裝備製造業振興發展領域，為冶金鋼鐵行業寬厚板軋機配套的磨削支撐棍，最終滿足大型造船建材的寬厚板軋製。同時，適應大型船舶驅動的相關主軸加工及大型核能發電機組回轉主軸的精密磨削。
重慶三磨海達磨床
重慶三磨海達磨床有限公司根據市場的發展情況，經過三年的努力，最新研製了具有自主知識產權的高效率、高精度、大規格六軸聯動數控砂帶磨床2MY55200-6NC於近日通過東方汽輪機廠驗收。
該磨床以砂帶為磨具， 葉片工件夾持於位於X方向移動工作臺上的可轉動夾具與專用尖頂中，實現A軸全程回轉，帶B/C軸雙擺動強力精密砂帶磨頭安裝在可實現Y/Z運動的磨頭架上。根據不同葉片型面構成特點，採用全數控六軸聯動編程方式可自動對工件表面進行粗磨、精磨和拋光加工。
六軸聯動數控砂帶磨床2MY55200-6NC
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2MY55200-6NC具有剛性好、精度高、靈活性強、回應快、加工效率高、加工表面質量好、拋磨葉片型面準確、勞動強度低、環保條件好的特點。其專門配套CAM軟件操作簡單，演算法穩定可靠。
該機床是針對由不銹鋼、鎳基高溫合金或鈦合金等難加工材料組成的複雜型面葉片高效率加工的理想設備，特別在適應氣道邊緣難加工區域的磨削加工性能上更是達到國際首創水平。由於採用了國際領先的六軸聯動方式，在功能上既可實現精鍛毛坯直接加工，也可用於銑削後精磨和拋光處理。該產品目前已經小批量生產。
用戶對這款數控砂帶磨床的成功驗收，表明中國已打破了國外對此類裝備的技術封鎖，改觀了國內長期以來僅能依靠鉗工手工修磨葉片的落後工藝，填補了一項空白。
J. SCHNEEBERGER：工具磨削集成技術供應商
施利博格公司（J. SCHNEEBERGER Maschinen AG）是一家瑞士磨床生產企業，能夠提供幾乎所有切削刀具解決方案。該公司有解析度10納米超高精度的SIRIUS HPM刀片磨床、最長可生產3米拉刀的COVURS BBA、用於生產或重磨刀具的五軸數控工具磨床NORMA CFG、GEMINI DMR、CORVUS GDS等等，同時還有設計專用於微刀生產、滾刀生產和重磨、插齒刀重磨的相關設備。
在過去幾年裏，施利博格在特殊齒輪刀具生產和修磨方面取得了長足發展，通過應用最新的QUINTO5軟件，應用範圍得以擴展，且使得編程更為簡單，操作介面更人性化。圖文交互介面方便操作者在子目錄下選擇刀具的類型並輸入各類參數。而根據機床配置的不同，直徑範圍可從25mm至450mm，長度範圍可達1000 mm，可以加工直槽或螺旋槽的滾齒刀、直插齒刀或斜插齒刀、蝸輪滾刀以及一些特殊的齒輪銑刀刀條，同時副程式的相互調用及源代碼的開放使得公司的設備在非標應用及二次開發上更勝一籌。
在生產滾刀時，為獲得更高的精度和表面質量，同時實現鏟背的功能，SCHNEEBERGER選擇大功率電機同時主軸轉速達30000RPM，運動軸選用直線電機以便提高回應移動速度並保持高精度。
該類齒輪刀具機床有諸多選配項：主軸連續功率40KW可選；機械手或六軸的機器人可選；最高達48個砂輪法蘭盤的砂輪庫可選；1000升濾芯式過濾系統可選；主軸、切削液及電氣櫃恒溫系統可選；遠程診斷可選——多種選配項保證了其能充分滿足客戶需求。
現在，施利博格的機床產品被廣泛應用於航空航太、軍工、汽車、刀具加工、醫療器械、模具加工、紡織器械以及手錶製造等各個領域。
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