成果名称: 高精密段差磨床研发与产业化
完成单位: 广东豪特曼智能机器有限公司,东莞市高技能公共实训中心
主要人员: 吴光明,曾俊,黄仲庸,刘太明,黄忠将,汪进
介绍:

    1、课题来源与背景:(1)项目来源 “高精密段差磨床研发与产业化”项目来源于企业研发项目规划。 (2)立项背景 段差磨床是用于工件形成段差外径的成型加工机器。目前,市场上常见的段差磨床工作头架部分只有一层导轨带动工作头架部分移动,移动行程相对较小,磨削较长工件时工件前端没有压料装置,容易产生旋转与摆动,影响加工精度。而且,砂轮头为单砂轮工作,若需对工件粗磨和精磨就必须换装不同的砂轮完成,从而导致段差磨床工作效率和加工精度不高。 我国是制造大国,庞大的机械加工行业,需要工作效率较高且能保证加工精度的段差磨床,国内在段差磨床上的技术革新正在迅猛发展。使段差磨床运行方式更加合理有效,并优化其结构设计,将有助于提高磨床加工效率和磨床运行的稳定性,并且还能提高磨床的加工精度。

     2、技术原理及性能指标: (1)技术原理 项目拟通过对磨床的结构进行优化设计,优化匹配导轨、丝杆、伺服马达、主轴的数量及机械手等组件,通过数控系统使料盘、工作头组件、砂轮组件与机械手组件相互协调配合,使段差磨床实现以下效果: 1)实现工作头组件的行程调节更加灵活; 2)通过双砂轮结构的设计,实现粗、精砂轮同时工作,能根据工件的外形实现对工件精磨和粗磨加工先后进行,并不需要更换砂轮,从而提高加工精度和效率。 3)通过装配机械手组件,实现装夹工件和拆卸产品不用人工操作,从而提高段差磨床的自动化程度。 (2)性能指标表 1)装夹工件直径 0.1~20mm 2)磨削工件长度 0~120mm 3)工作台移动(Z轴线)的直线度 0.003mm 4)工作头旋转主轴:主轴定心轴径的径向跳动;0.003mm 5)工作头单向定位精度 0.003mm 6)工件真圆度 0.002mm 7)精磨砂轮运行直线度 0.003mm 8)噪音 74Db(A) 。

    3、技术的创造性与先进性: 1)创造性 “高精密段差磨床”项目成功研发出双砂轮组件,解决工件段差加工过程中需要更砂轮的问题,在一定程度上缩短了工件段差加工的时间,提高了加工的效率。床身结构的设计中,工作台创造性的采用了双层导轨设计,解决了以前工作台运行行程过短导致的不能加工过长工件的问题;同时,工作台可旋转一定角度的设计,使得工件磨削的角度更加合理化,减少了粗磨的径向磨削力,提高了磨削精度,同时也可提高粗磨速度,提高磨削效率。 2)先进性 具有双控制信息通道的数控系统与上下料双机械手设计,使得设备可以一次完成自动取料、装夹、磨削、退料等工序:通过对数控系统进行二次开发,使得数控系统具有双控制信息通道,能同时控制机械手的上下料和砂轮对工件的磨削。装夹完成后,设备开始对工件进行加工磨削。与此同时机械手可进行完成工件的存放、待加工工件的取料并通过移位动作使待加工工件尽量接近装夹位置,以节省工件装夹时间。通过采用双控制信息通道的数控系统与上下料双机械手,缩短了取料、装夹、退料时间,提高了磨削效率和设备的自动化程度,节省了大量的人力和工人的工作量。 采用走心式运行方式,砂轮组件不动,工件进给,并尽量缩短了工件浮动支撑点(下为V型块,上为导轮)与砂轮磨削点间的距离,减少了工件悬伸长度,从而降低了小直径工件因径向磨削力产生的弯曲变形,提高了磨削精度。 3)领导性 “高精密段差磨床”项目开发的成功,有效解决了工件段差磨削自动化程度低、效率低、加工精度低、工人工作量大的问题。它的出现将预示着国内品牌设备实现了技术性的突破,将刺激国内同行的竞争力与生产力,引导国内段差磨床行业向高度自动化的方向发展,并带动其它类型的磨床不断提高其自动化水平。

     4、技术的成熟程度,适用范围和安全性: 高精密段差磨床配合优秀的数控系统,将在很大程度满足目前各种工业生产客户对工件外径段差研磨的要求,特别是切削刀具成型、台阶研磨、冲头、微型钻头、模具销钉、及其它类似零组件研磨的工业生产客户。 经检测和试用,产品符合设计要求,优异的磨削加工效果在众多外圆磨床中凸显巨大的优势。高精密段差磨床凭借它的优越性与创新性将会在相关工件磨削领域得到价值的体现。

    5、应用情况及存在的问题: 本公司高精密段差磨床顺利投入到国内市场如广东、浙江等地,经实际使用,公司的装备性能稳定,受到用户的欢迎,为用户创造了良好的经济效益并获得了用户好评。 经研究发现项目开发的“双通道信息控制系统和机械手”可广泛用于其它类型的磨床等加工设备。从而大副度提高磨床设备的自动化程度,以节省大量人力资源,降本企业的用工成本并提出生产效率。

     6、历年获奖情况: 暂无。

批准登记号:
登记日期: 2020.06.10
研究起止时间: 2014-05-01至2016-03-31
所属行业: 制造业
所属高新技术类别: 先进制造
评价单位名称: 广东省机械工程学会
评价日期: 2016-04-16