為世界工程機(jī)械行業(yè)革命性變革的標(biāo)志之一,液力機(jī)械傳動代替機(jī)械傳動被稱為顛覆性的技術(shù)。然而,業(yè)內(nèi)人士曾如是形容目前我國液壓件行業(yè)的處境———黎明前的黑暗。長期以來,國內(nèi)的液壓件行業(yè)存在著兩個公認(rèn)的技術(shù)難題:一個是葉片泵等產(chǎn)品的轉(zhuǎn)子槽加工,另一個則是擺線輪機(jī)械加工。這兩個工件的加工成了液壓件行業(yè)的生產(chǎn)瓶頸,制約了生產(chǎn)的發(fā)展。
不過,浙江杭州機(jī)床集團(tuán)有限公司(以下簡稱杭機(jī)集團(tuán))成功開發(fā)出的數(shù)控緩進(jìn)給強(qiáng)力成形磨床系列產(chǎn)品似乎有望打破液壓件行業(yè)這黎明前的黑暗。
近年來,杭機(jī)集團(tuán)持續(xù)投入開發(fā)數(shù)控緩進(jìn)給強(qiáng)力成形磨床系列產(chǎn)品,積極研究磨削工藝,解決了轉(zhuǎn)子槽和擺線輪的磨削加工難題。目前其提供的高效加工機(jī)床已應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn),得到液壓件行業(yè)的好評和歡迎。
第一個突破
在液壓件行業(yè)許多泵類產(chǎn)品中,特別是葉片泵、葉片油馬達(dá),轉(zhuǎn)子和定子是最重要的部件,在這些零件的加工中,尤其以轉(zhuǎn)子槽的磨削加工最為關(guān)鍵。因?yàn)檗D(zhuǎn)子槽的精度對泵的影響較大,葉片泵轉(zhuǎn)子有著較高的幾何精度和尺寸精度。此外,其零件尺寸精度,形位公差和表面粗糙度都要求嚴(yán)格,其加工難度也較高。葉片油泵作為重要的液壓元件,其品質(zhì)的提高對液壓件行業(yè)技術(shù)進(jìn)步非常關(guān)鍵。在轉(zhuǎn)子的加工中,核心技術(shù)則是槽口的磨削。
雖然,國內(nèi)磨床行業(yè)有關(guān)廠家也能批量制造轉(zhuǎn)子槽專用磨床,同時,近幾年國內(nèi)也涌現(xiàn)出一些制造此類設(shè)備的機(jī)床廠,能夠滿足液壓件行業(yè)用戶的一般需求。但是,與國外先進(jìn)水平相比,國產(chǎn)轉(zhuǎn)子槽專用磨床在加工精度、精度一致性、生產(chǎn)效率、操作的人性化等方面尚不能滿足用戶的需要。因此,在液壓件行業(yè)一些生產(chǎn)廠家,轉(zhuǎn)子槽精加工用的磨床還是要依賴進(jìn)口機(jī)床,如國際知名品牌斯來福臨磨床集團(tuán)的BLOHM、Maegerle公司以及日本的YASDA,特別著名的是瑞士Maegerle磨床公司。
近年來,隨著技術(shù)進(jìn)步,液壓件行業(yè)對轉(zhuǎn)子槽精度、表面粗糙度以及加工效率的要求越來越嚴(yán)格,加上大規(guī)格轉(zhuǎn)子的應(yīng)用也逐漸增多。比如國內(nèi)船舶制造業(yè)所急需的液壓馬達(dá)要求對大型轉(zhuǎn)子進(jìn)行磨削,轉(zhuǎn)子直徑、厚度、表面硬度、公差等要求都是較高的。而國內(nèi)現(xiàn)有的可供設(shè)備已不能適應(yīng)需要,特別是缺乏用于大規(guī)格轉(zhuǎn)子槽的成形磨床。
杭機(jī)集團(tuán)作為國內(nèi)最大的數(shù)控強(qiáng)力成形磨床的生產(chǎn)基地,近年來更是發(fā)揚(yáng)技術(shù)創(chuàng)新精神,依靠在成形磨削領(lǐng)域積累的專有技術(shù),借助日趨成熟的數(shù)控技術(shù)、分度技術(shù)和CBN先進(jìn)磨料,積極開發(fā)適合液壓件行業(yè)高端用戶加工高精度、大規(guī)格轉(zhuǎn)子槽需要的新一代磨床。
2008年2月,首臺MKL7132×8/5數(shù)控轉(zhuǎn)子槽強(qiáng)力成形磨床提供給寧波恒通科技公司,該用戶是為船用液壓馬達(dá)配套生產(chǎn)轉(zhuǎn)子、定子的專業(yè)廠家,經(jīng)該公司實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證,機(jī)床的使用情況良好。2009年5月,又為武漢一家船用機(jī)械公司制造了一臺規(guī)格更大、技術(shù)含量更高的轉(zhuǎn)子槽磨床MKL7150×10/6。該公司是生產(chǎn)大型船舶絞車、起吊機(jī)構(gòu)的專業(yè)廠,其生產(chǎn)的大型液壓馬達(dá)所使用的大型轉(zhuǎn)子一直是從日本進(jìn)口,不僅成本高,而且抗風(fēng)險能力差,限制很多。該機(jī)床的成功開發(fā)幫助用戶實(shí)現(xiàn)了大轉(zhuǎn)子生產(chǎn)國產(chǎn)化。
與國內(nèi)同類轉(zhuǎn)子槽磨床相比,上述兩臺機(jī)床在結(jié)構(gòu)上有較大創(chuàng)新。
機(jī)床配置了剛性較好的能承受大規(guī)格轉(zhuǎn)子的專用夾具,定位可靠,設(shè)計精巧。與MKL7132×8/5相比,MKL7150×10/6數(shù)控轉(zhuǎn)子槽磨床還增加了一個具有技術(shù)創(chuàng)新的每槽定位機(jī)構(gòu),能在磨削前對各條槽進(jìn)行精定位。除了機(jī)床本身的技術(shù)外,還采用了對轉(zhuǎn)子槽磨削至關(guān)重要的CBN砂輪進(jìn)行磨削,這樣能夠極大減少砂輪脫落對轉(zhuǎn)子槽寬度的影響。
近年來,國產(chǎn)CBN砂輪制造技術(shù)日趨成熟,該機(jī)床使用價格較低廉的國產(chǎn)CBN砂輪,達(dá)到了高精度轉(zhuǎn)子槽磨削的要求,這一點(diǎn)也很重要,因?yàn)橛脩粼诮?jīng)濟(jì)上能夠承受。同時,CBN砂輪可以修整,修整一次可以磨削80只轉(zhuǎn)子。在單邊磨削余量為0.3mm的情況下,磨削速度達(dá)到80mm/min。每片砂輪可以加工數(shù)百只轉(zhuǎn)子,已接近國外先進(jìn)水平。據(jù)悉,MKL7150×10/6數(shù)控轉(zhuǎn)子槽磨床自交付使用以來一直處于正常滿負(fù)荷的生產(chǎn),而且所有型號的轉(zhuǎn)子槽都可在該機(jī)床上完成。生產(chǎn)效率優(yōu)于國內(nèi)同類機(jī)床,達(dá)到國外同類機(jī)床的水平。
又一難題
基于對轉(zhuǎn)子槽磨床的開發(fā),液壓件行業(yè)用戶對杭機(jī)集團(tuán)的產(chǎn)品信任度越來越高,但是杭機(jī)集團(tuán)并未就此停步,他們對于用戶的需求感同身受。
在液壓馬達(dá)產(chǎn)品中,擺線輪是一個關(guān)鍵的零件,其加工精度直接影響到整套機(jī)構(gòu)的性能。長期以來,由于國內(nèi)缺少數(shù)控強(qiáng)力成形磨床設(shè)備,擺線輪齒廓曲面的加工大部分是通過插齒機(jī)、慢走絲線切割、銑刀銑的方式來實(shí)現(xiàn),由于擺線輪齒廓形狀復(fù)雜、加工制造難度大,因以上加工方法效率低、精度低、齒面粗糙度差,滿足不了批量生產(chǎn)的要求,直接影響減速器和液壓馬達(dá)、泵的性能。
隨著機(jī)械加工業(yè)的飛速發(fā)展,高速、重切、高精度的加工技術(shù)逐步取代常規(guī)的加工方法。具有特殊型面要求的擺線輪齒廓表面精加工,在國外廣泛采用數(shù)控成形磨削技術(shù),這種磨削方法與展成法擺線磨齒加工相比具有明顯的優(yōu)越性。該加工方法是利用數(shù)控強(qiáng)力成形磨床,運(yùn)用成形砂輪修整技術(shù)修整出擺線輪單齒廓曲面形狀,再通過回轉(zhuǎn)分度機(jī)構(gòu)對擺線輪工件進(jìn)行強(qiáng)力緩進(jìn)給成形磨削,達(dá)到直接成形齒廓。具有效率高、精度高、曲面粗糙度好的特點(diǎn),因?yàn)檫\(yùn)用了數(shù)控控制可以實(shí)現(xiàn)一人多機(jī)的管理方式,滿足批量生產(chǎn)的需求,更是提高了產(chǎn)品性能。
針對擺線輪的加工難題,杭機(jī)集團(tuán)成功開發(fā)出可用于擺線輪磨削的MKL7132×8數(shù)控強(qiáng)力成形磨床。機(jī)床采用進(jìn)口金剛滾輪,并搭配高剛性滾輪修整器,使修整砂輪齒形面高效而精確,對齒面嚙合度和磨削效率的提高有了可靠保證。同時,機(jī)床帶有自動平衡砂輪裝置,可以有效去除因砂輪本身和修整后所造成的砂輪不平衡量,在提高磨削精度的同時保證其表面質(zhì)量。還可以實(shí)現(xiàn)砂輪修整量自動補(bǔ)償,保持工件加工尺寸一致性,提高加工精度和互換性。磨頭主軸和滾輪主軸均采用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的低壓油霧氣封裝置,防止高壓冷卻液進(jìn)入主軸系統(tǒng),有效保證了主軸精度和軸承長壽命。磨頭體采用熱平衡裝置控制主軸熱伸長,保證了橫向磨削精度。機(jī)床自動化程度和可靠性高,在磨削過程中,除工件的裝卸及測量外,期間均為自動完成,提高了生產(chǎn)效率,減少了操作人員的勞動強(qiáng)度。
MKL7132×8數(shù)控強(qiáng)力成形磨床向國內(nèi)液壓件制造企業(yè)一推出,就受到了廣泛的歡迎。一次又一次的技術(shù)突破,讓杭機(jī)集團(tuán)收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益外,更為國內(nèi)液壓件行業(yè)的技術(shù)升級提供了優(yōu)良裝備。