一、 概述與定義
臥軸矩臺平面磨床是平面磨床中最常見、應(yīng)用廣泛的一種機型。
臥軸:指的是砂輪的主軸中心線與工作臺面平行(水平放置)。
矩臺:指的是工作臺為矩形形狀,通常作往復(fù)直線運動。
因此,這種磨床的核心特征就是:使用臥式主軸驅(qū)動的砂輪,對矩形工作臺上夾持的工件進行平面磨削加工。它主要用于獲得高精度的平面、直角以及特定的表面粗糙度。
二、 工作原理
其工作原理可以概括為以下幾個步驟:
1.砂輪旋轉(zhuǎn):由電機驅(qū)動臥式主軸高速旋轉(zhuǎn),這是主切削運動。
2.工作臺往復(fù)運動:矩形工作臺在床身的導(dǎo)軌上做縱向(前后)往復(fù)運動,稱為進給運動。這個運動將工件帶入磨削區(qū)。
3.砂輪橫向間歇進給:每當(dāng)工作臺完成一個往復(fù)行程(或到達行程末端),砂輪架會帶動砂輪沿其軸線方向(橫向)移動一個很小的距離。這個運動確保了砂輪能逐步覆蓋工件的整個寬度。
4.砂輪垂直進給(吃刀):在磨完工件整個表面后,砂輪架(或立柱)會沿垂直方向向下移動一個微小的深度,進行下一次磨削。這個移動量就是切削深度。
通過這三個運動的精確配合(旋轉(zhuǎn)、縱向、橫向、垂直),工件表面被一層層地精確磨削,最終達到所需的尺寸精度和表面光潔度。
三、 主要組成部分及功能
一臺典型的臥軸矩臺平面磨床主要由以下部分組成:
1.床身:是整個機床的基礎(chǔ)構(gòu)件,用于支撐所有其他部件。通常采用優(yōu)質(zhì)鑄鐵,經(jīng)過時效處理以保證高剛性和穩(wěn)定性。
2.矩形工作臺:安裝在床身的導(dǎo)軌上,通過液壓或機械傳動做往復(fù)運動。工作臺上通常有T型槽,用于安裝電磁吸盤或其他夾具來固定工件。
3.立柱:固定在床身后部,用于支撐砂輪架。立柱內(nèi)部有導(dǎo)軌,使砂輪架可以沿其垂直上下移動。
4.砂輪架:安裝在立柱上,包含主軸、軸承、驅(qū)動電機和砂輪。它負責(zé)實現(xiàn)砂輪的高速旋轉(zhuǎn)和橫向間歇進給運動。
5.進給機構(gòu):
垂直進給手輪:用于手動控制砂輪的上下移動,以設(shè)定切削深度。
橫向進給機構(gòu):可以是手動或自動的,控制砂輪架的橫向移動。
6.液壓系統(tǒng):為工作臺的往復(fù)運動提供平穩(wěn)、無級變速的動力?,F(xiàn)代磨床的液壓系統(tǒng)也負責(zé)自動潤滑。
7.冷卻液系統(tǒng):在磨削過程中噴射冷卻液,用于:
冷卻工件和砂輪,防止熱變形。
沖洗磨屑和脫落的磨粒,保持磨削區(qū)清潔。
提高加工表面的質(zhì)量。
四、 主要特點與優(yōu)勢
1.高精度:能夠輕松達到IT6-IT7級的尺寸精度。
2.高表面質(zhì)量:表面粗糙度Ra值通??梢赃_到0.2μm ~ 0.8μm,甚至更高。
3.加工效率高:特別是搭配強力磨削技術(shù)時,可以高效地去除大量余量。
4.簡便,適用性廣:從簡單的工具、夾具到復(fù)雜的模具零件,都可以加工。
5.穩(wěn)定性好:矩臺往復(fù)和臥軸的結(jié)構(gòu)剛性較好,能保證長期的加工穩(wěn)定性。
五、 主要應(yīng)用領(lǐng)域
臥軸矩臺平面磨床是機械制造行業(yè)的“萬能”精加工設(shè)備,廣泛應(yīng)用于:
1.工具模具制造:磨削沖頭、模座、模具模板等,保證其平面度和垂直度。
2.機械零件加工:加工各類設(shè)備的導(dǎo)軌、基座、墊板、板類零件等。
3.刀具制造:磨削銑刀、鉸刀等刀具的平面或基準(zhǔn)面。
4.汽車行業(yè):加工發(fā)動機零部件、變速箱零件等。
5.航空航天:對高精度、高穩(wěn)定性的鋁合金、鈦合金等零件進行精加工。
6.科研與教育:用于實驗室的精密加工和教學(xué)演示。
六、 分類
根據(jù)自動化程度,可分為:
手動型:工作臺往復(fù)、橫向進給和垂直進給均需手動操作。適用于單件、小批量生產(chǎn)或維修車間。
半自動型:工作臺往復(fù)和橫向進給為自動,垂直進給為手動。
全自動/數(shù)控型(CNC):所有運動均由數(shù)控系統(tǒng)控制,可實現(xiàn)自動化、程序化加工,適用于大批量、高精度、形狀復(fù)雜的零件生產(chǎn)。
七、 操作與維護要點
1.操作前準(zhǔn)備:
檢查砂輪是否有裂紋,并進行動平衡。
根據(jù)工件材料、熱處理狀態(tài)和加工要求,正確選擇砂輪的材質(zhì)、粒度、硬度。
確保工件在電磁吸盤上裝夾牢固、定位準(zhǔn)確。
2.安全操作:
必須佩戴防護眼鏡。
砂輪防護罩必須完好可靠。
磨削前應(yīng)先啟動砂輪空轉(zhuǎn)幾分鐘。
3.日常維護:
定期檢查并補充導(dǎo)軌、絲杠等運動部件的潤滑油。
保持機床清潔,及時清理磨屑和冷卻液殘渣。
定期更換冷卻液,并清理冷卻液箱。
檢查液壓系統(tǒng)的油位和壓力。
總結(jié)
臥軸矩臺平面磨床以其結(jié)構(gòu)成熟、操作靈活、精度可靠的特點,成為了現(xiàn)代精密制造業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)備。從傳統(tǒng)的手動操作到現(xiàn)代化的CNC控制,它始終在不斷提升加工能力與效率,為各行各業(yè)提供高質(zhì)量的平面加工解決方案。