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液压关键零部件高精度自动化磨削解决方案

2023-1-12 18:42| 发布者: 液压哥| 查看: 169| 评论: 0|来自: 液压气动与密封

简介:由中国液压气动密封件工业协会和汉诺威米兰(中国)有限公司共同组织举办的2021 PTC ASIA展会,于2021年10月26日~29日在上海浦东新国际博览中心成功举办。展会同期举办的“PTC ASIA [email protected] ...

由中国液压气动密封件工业协会和汉诺威米兰(中国)有限公司共同组织举办的2021 PTC ASIA展会,于2021年10月26日~29日在上海浦东新国际博览中心成功举办。展会同期举办的“PTC ASIA [email protected]展会重要技术内涵和亮点,吸引了众多嘉宾前来学习交流。

为了让更多的同仁了解本届国际技术报告会实况,《液压气动与密封》杂志对专家的报告通过录音进行编辑整理,陆续发表在2022年《液压气动与密封》杂志和微信平台上(公众号:chpsa-yqm),希望更多的读者在学习中得到启迪和收获。敬请关注!

PTC ASIA 2021 高新技术展区现场技术报告(之二十四)

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/阀/液压缸体类关键部件的

高精度自动化磨削解决方案

——据达诺巴特集团专家刘立志报告录音整理

达诺巴特是专门从事于精密磨削和硬车解决方案的公司,接下来我想针对液压行业给大家介绍一下我们的产品在液压行业中应用和案例。

达诺巴特简介先简单介绍一下我们公司。达诺巴特成立于1954年,隶属于世界500强蒙德拉贡集团,它的产品类型比较齐全,包括中小型万能内外圆磨床、重型万能内外圆磨床、立式磨床、无心磨床。同时达诺巴特收购了两家世界顶级的磨床公司,一个是德国的Overbeck,成立于1924年,专门从事于高精密内圆&圆弧磨床,Overbeck公司过去90年为全球提供了9,000多台机床;另外一家是位于荷兰的Hembrug(汉布雷格),这个品牌在全球的知名度都非常高,专业生产超精密硬车(可实现以车代磨),车磨复合中心和立式车床,50多年来Hembrug公司一直是超精密车削解决方案的引领者。达诺巴特公司在过去的65年来为3,000多家客户提供了精密解决方案;达诺巴特公司的年营业额是2.61亿欧元,全球有1300多员工,14家制造工厂,大部分的产品都出口。达诺巴特公司所提供的解决方案大部分都是根据客户需求而定制化的。我们在液压行业的知名客户包括博士力士乐、布赫豪斯液压、伊顿流体、安百拓、格兰富、克拉克、莱斯特瑞兹、林德、蒙特贝、三一、榆次液压。在其他的行业,比如鲍尔公司、必和必拓、庞巴迪、戴姆勒、通用电气、海德堡、汉莎、劳斯莱斯、西门子、美国钢铁、采埃孚等等,都是我们的重要客户。

液压行业的挑战现在液压行业面临几个挑战,一是环保的要求,对低能耗、高效泵的需求越来越大;二是对制造精度的要求越来越高;三是生产力方面,由于液压行业的产品种类繁多,因此越来越多地需要加工工序少、换型简便的柔性解决方案;四是对人力的依赖越来越少。

针对这几个挑战,达诺巴特有相应的解决方案。

比如精密高产能无心磨床,这款无心磨床不仅能实现切入磨削而且可以实现贯穿式的通过磨削。

内圆磨床,我们采用的是天然花岗岩床身,砂轮头架由扭矩电机直接驱动,为B1轴,工件头架也采用扭矩电机直接驱动,为B0轴,它所有的直线轴都是直线电机直驱的,没有滚珠丝杠传动副,砂轮头架可以一个外圆磨削主轴和三个内圆磨削主轴,内孔、端面,包括圆弧磨削都可在一次装夹中完成,柔性非常高。

重型外圆磨床,它加工的工件长度甚至可以达到10m,重型外圆磨床上有一个独特的控制,就是多直径测量系统MDM(Multi-Diameter Measurement),可以实现在线测量,它有一个数控轴,砂轮磨到哪里,它就可以测到哪里。

这是Hembrug高精密的硬车(见图1),这台硬车采用全静压技术,精度甚至比磨床的精度还要高,这个图片显示的是一台二手的Hembrug车床,它使用了17年,它的工件头架主轴经过检测后,主轴的跳动仍然达到了0.09μm,所以说机床刚性和精度的保持性是非常稳定的。除Hembrug硬车以外,我们还提供车磨复合中心,就是说可以加装外圆砂轮,内圆砂轮,可以对有特殊表面要求的零件先车后磨。

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图1 Hembrug的高精密硬车 液压行业的案例下面我们讲一讲液压行业的应用案例,包括齿轮泵、柱塞泵、控制阀、以及其他大型液压缸和液压破碎锤的一些加工应用。这里面会提到重型外圆磨床 、无心磨床、小型外圆磨床以及内圆磨床。

柱塞泵柱塞泵的球头柱塞是比较典型的工件,我们可以采用无心磨的方式加工柱塞面,当然除了无心磨以外,我们还可以采用外圆磨的方式,我们在外圆磨床上可以加装一个抛光设备,粗糙度可以达到Ra 0.08μm(见图2a)。

柱塞泵上的斜盘、滑靴、柱塞、配流盘,我们都有相应的解决方案。比如滑靴内球面的磨削,采用了一个液压偏心分度卡盘,可以将偏心的内球直接定位在回转中心上的磨削位置。

配流盘磨削外球面,采用一台内圆磨床,用杯型砂轮展成法磨削。

这是一个斜盘,我们采用的是一个特殊的工装(见图2b),将两个斜盘固定在专用工装上,然后用双顶尖驱动的方式磨削外圆,这台机床采用的是两个CBN砂轮,一个实现粗磨,一个实现精磨,相对于传统的刚玉砂轮磨削,使用CBN砂轮可以将节拍缩短45%(见图2b)。

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图2 案例——柱塞泵

齿轮泵齿轮轴磨削的位置是两边的外径、锥面、以及齿轮两边的端面,采用双直径在线测量,包括一个长度测量,磨削的时候不允许有螺旋线,因为有密封的要求。大部分可以采用CBN砂轮高效地磨削,当然也可以采用普通的砂轮(见图3a)。

齿轮的加工是在内圆磨床上实现的,磨削齿轮的内孔、外圆及两个端面,我们采用了两台机床进行联机,一台机床磨削内孔和其中一个端面,另一台机床磨削另一个端面(见图3b)。

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图3 案例——齿轮泵

液压流体控制阀阀芯是在无心磨床上加工的,线后有一套测量系统,可以自动测量并反馈尺寸,对下一个工件进行自动补偿,即使没有测量反馈,机床本身的精度也能够保证在2μm以内(见图4)。

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图4 无心磨床加工液压阀芯

对于要求更加高的液压阀芯,可以用Hembrug的复合中心加工,按照客户的要求,尺寸公差2μm,圆柱度2μm,圆度1μm。后面批量生产的话,其工件的一致性可以控制在1μm(见图5)。

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图5 复合中心加工更高要求的液压阀芯

液压阀套的磨削是用内圆磨床完成的(见图6),需要进行前面大孔的磨削,后面小孔的磨削以及沉孔端面的磨削。这台机床是多功能、多工位的,一个外圆砂轮,三个内圆砂轮,也就是说一次装夹,可以实现所有位置的磨削。另外一个亮点是这台机床可以配备修整器测量装置,来检测修整器是否磨损。

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图6 内圆磨床加工液压阀阀套

这是一个提升阀的加工(见图7),是在一台外圆磨床上加工的,精度要求非常高,我们采用的是高速的CBN砂轮,它的线速度可以达到140m/s。

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图7 外圆磨床加工提升阀

对于球面、密封面的磨削,比如固定球阀、浮动球阀,以及它们的阀座,磨削大球面的时候,工件头架可以连续地摆动以保证球面的轮廓度误差。对阀座密封面,我们采用的是内圆砂轮,用展成法的方式磨削,这个密封面通常有各种涂层,比如有的时候会涂硬质合金,硬度高达90HRA,我们采用的是金刚石砂轮进行磨削。另外我们的磨床可以磨削球面和密封面,兼备内外球面磨削,传统的工艺是二台机床,一个加工外球面,一个加工内球面,而我们是一台机床可以实现二种功能(见图8)。

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图8 内圆磨床加工固定 & 浮动球阀的球面和密封面

工程机械的案例◆大型液压缸连杆大型液压缸用连杆在工程机械行业比较常见,它的长度尺寸非常大,所以需要重型的外圆磨床来加工,同时配备了在线测量和液压自定心中心架进行磨削,这台机床的砂轮直径达到915mm(见图9)。对于液压行业中一些很长的杆件或者是管件,可以用无心磨床加工,其亮点在于柔性线后测量系统,测量范围广且易于调整。

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图9 重型外圆磨床加工大型液压缸连杆

◆液压破碎锤比方说山特维克凿岩机上的活塞,其功能是对地面或者地下的一些岩石的进行破碎,这个工件有一些外圆、抛物线轮廓以及非圆形状,所以需要一台功能非常齐全的外圆磨床来加工。我们这台机床就是重型的外圆磨床,它配备了静压的导轨,还配备了随动磨,数控的尾座位移,以及圆柱度自动调锥功能,还配备了多直径测量仪,还配备了超精加工附件,以提高光洁度(见图10)。这是一个加工小视频可以看一下,在线测量监测外径。

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图10 重型外圆磨床加工液压破碎锤

我的介绍就到这里,希望通过我们的学习交流,让自动化磨削技术在液压行业进一步得到更广泛的应用。谢谢大家!


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