CBN砂轮使用寿命长,维护时间短,单位时间产出高,久经考验的成本优势,吸引我们的磨床用户越来越倾向于采用更强大的CBN砂轮取代常规砂轮。尤其在为CBN砂轮设计的磨床上,CBN涂层的潜能可以得到最高效发挥。除了已经提到的成本优势,由于切削速度较高,砂轮与工件接触面积百分比更大,这将保证CBN砂轮磨削产生更加均匀的表面结构。
获得更加稳定的加工结果
小直径CBN砂轮(直径90-150毫米),重量轻,容易更换。此外,采用小直径CBN砂轮磨削还将获得更高的稳定性,特别针对高精度加工,可以轻松达到质量要求,并能保持加工结果的稳定性。位于黑森州中部的BUDERUS磨削技术公司一个实际的案例表明,使用小直径的CBN砂轮在加工质量和刀具成本上产生了决定性差异。
德国一家大型变速箱制造商向我们展示了原有工艺与新工艺的对比,在要求的节拍(39s)内完成同步锥和端面的磨削,主要工艺及时间对比可见附表。
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传统砂轮 |
CBN砂轮 |
砂轮材料 |
刚玉 |
立方氮化硼 |
粘合材料 |
陶瓷 |
陶瓷 |
端面磨削 |
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砂轮直径 |
400mm |
120mm |
加工时间 |
15s |
6s |
刀具成本 |
2.16欧分/件 |
0.52欧分/件 |
同步锥磨削 |
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砂轮直径 |
400mm |
120mm |
加工时间 |
12s |
7s |
刀具成本 |
1.58欧分/件 |
0.52欧分/件 |
内孔磨削 |
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砂轮直径 |
30mm |
30mm |
16s |
9s |
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刀具成本 |
5.17欧分/件 |
1.21欧分/件 |
CBN砂轮结合新工艺的潜在优势 |
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产能输出 |
-- |
+7% |
投资成本 |
-- |
-12% |
采用CBN砂轮,以下几个方面的潜力将得到高效发挥。一方面,因为CBN加工时间短,这两项加工任务可以按顺序进行,所以另一个工件主轴和独立控制的变频器将不再需要。因为采用顺序加工,原来同步磨削工艺中的两个线性刀具轴:一个水平方向刀具主轴(图1,右手侧主轴)和一个垂直方向刀具主轴(图1,中央主轴),在此处可以取消。这些需要在同步加工中联动的伺服轴在顺序加工中将不再需要,因为通过滑座带动工件的运动能够完全匹配进给的运动学需求。使用单个的、整体式CBN砂轮(图2)的另一个优点是,因为外形尺寸小,不需要进行额外的动平衡处理。总而言之,上述配置的变化直接将每台机床的成本降低约12%。
传统砂轮同步磨削技术
采用小尺寸CBN砂轮顺序磨削技术
刀具成本降低70%
另一方面,产能输出增加约7%,刀具耗损和刀具更换成本的降低直接减少了设备的运转成本。因为小尺寸CBN砂轮使用寿命长、使用成本低,此处节约的刀具成本是相当可观的,与传统加工的刀具成本相比,降低了近70%。小尺寸CBN砂轮无需频繁更换,更换过程也无需任何起重装置,操作简单、快捷。
如果客户还有内孔精加工需求,小尺寸CBN砂轮的另一项潜能也会被解锁。在上述讨论的案例中,CBN砂轮在原规定的节拍内也可以完成内孔磨削。因此,最直接的比较结果是,在同样的节拍要求下,采用CBN砂轮不仅可以完成传统工艺所能胜任的外锥和端面的磨削,而且可以额外完成内圆磨削。
BUDERUS磨削技术公司,磨削技术的沉淀与发展
上面讲述的是DVS集团旗下的BUDERUS磨削技术公司和NAXOS DISKUS砂轮公司多年技术沉淀和发展的最新成果。通过BUDERUS研发部门深入的研究和在变速箱领域大量的生产验证, 采用CBN砂轮的磨削技术已经得到了系统的发展和运用。未来,砂轮设计、冷却技术、加工参数优化、产能优化、表面质量提高等都将是BUDERUS磨削技术公司不断研究和提升的核心技术。