立式磨削的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用

到如今，我們習(xí)慣了與常規(guī)，傳統(tǒng)的形式相異的機(jī)床構(gòu)造。每一種排列軸或定位切削刀具和工件的新方式都促使我們重新思考金屬切削的基本原理，發(fā)現(xiàn)新的選擇來更高效地生產(chǎn)零件。

立式磨削正是一個(gè)佐證。如同其名字所蘊(yùn)涵的意思那樣，立式磨削將工件固定在機(jī)床底座內(nèi)的一個(gè)旋轉(zhuǎn)卡盤卡，與立式車床上的工件定位的方式相似。磨削主軸從工件上方開始作上、下運(yùn)動(dòng)，從一端至另一端（還可能旋轉(zhuǎn)）。

最近幾年，立式磨削的主要提倡者之一是Taiyo Koki，它是一家磨床制造商，總部位于日本的長(zhǎng)岡。該公司現(xiàn)在是Mori Seiki的一個(gè)成員，因此，它在北美磨床市場(chǎng)中具有更加積極的地位。

Taiyo Koki生產(chǎn)許多類型的磨床，但是值得注意的是，它的眾多機(jī)型都是基于立式磨削的原理。從結(jié)構(gòu)的角度來看，這些磨床區(qū)別于其他磨床的特點(diǎn)在于，磨削主軸和工件二者均豎直安裝，而非水平安裝，以便磨削圓柱形零件的內(nèi)徑、外徑和表面。在水平軸（工件直徑的方向）和豎直軸（工件的縱向）上同時(shí)控制磨頭。這些機(jī)床擅長(zhǎng)磨削圓形。

以下介紹立式磨削有其特殊價(jià)值的原因

變形更少，圓度更好

在立式磨床上，工件直立安裝在卡盤中。在臥式磨床上，夾緊力必須保證工件不會(huì)落在卡盤的外面。豎直夾緊的工件只要求有足夠的夾緊力來抵抗磨削力。重力有利于磨削過程，而不是阻礙磨削。

由于固定在立式磨床上只需要較小的夾緊力，所以工件變形可能較少。這減小了圓度誤差的幾率。據(jù)制造商介紹，根據(jù)從標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)工件得到的結(jié)果來看，立式磨床可以達(dá)到小于±1微米（小于±0。000039英寸）的圓度誤差。

一次裝卡完成加工

立式磨床可以從事外徑、內(nèi)徑和表面磨削。根據(jù)工件的形狀，這三項(xiàng)工作全都可以在一次裝卡內(nèi)實(shí)施。當(dāng)這種情況可能時(shí)，就避免了由于多次裝卡而引起的誤差。可以更精確地保持內(nèi)徑和外徑之間的圓度，以及內(nèi)徑、外徑與表面的垂直度。因?yàn)楣ぜ湍ハ髦鬏S是豎直的，所以實(shí)際上沒有下彎的問題要解決。機(jī)床結(jié)構(gòu)本來就是剛性的。

在一步安裝中合并操作帶來了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。較少的安裝次數(shù)意味著零件處理更少，準(zhǔn)備時(shí)間更短，機(jī)床更少，勞動(dòng)力成本更低。

人機(jī)工程學(xué)

立式磨床更易裝載和卸載無需在起動(dòng)卡盤的同時(shí)支撐工件。操作者只需簡(jiǎn)單地將工件向下安裝到卡盤中即可。使工件對(duì)中也發(fā)生得更加自然，因?yàn)楫?dāng)卡爪閉合時(shí)沒有不均勻的重力。

用起重機(jī)或機(jī)械手裝載和卸載也可能變得更加簡(jiǎn)單，因?yàn)榭ūP內(nèi)的工件在回轉(zhuǎn)車或傳輸盤上具有相同的穩(wěn)定定位。例如，像齒輪這樣的碟形零件可以水平向下傳送，以便拾取安裝。同樣地將它水平向下放置在磨床的卡盤內(nèi)。
立式磨床通常還比與其相當(dāng)?shù)呐P式磨床更加小巧。立式磨床占用更多高度空間，而占地面積較少。這就在機(jī)床旁邊為自動(dòng)裝載機(jī)或機(jī)械手留出了空間，使自動(dòng)化成為一項(xiàng)更具吸引力的選擇。

沒有粉塵

在臥式磨床上，X和Z軸的滑動(dòng)面比磨削作用的點(diǎn)低。像Taiyo Koki機(jī)床上所構(gòu)造的那樣，立式磨床將這些軸的導(dǎo)軌置于磨削作用點(diǎn)之上。磨削粉塵不會(huì)落入這些運(yùn)動(dòng)表面上。這減小了磨損，延長(zhǎng)了機(jī)床的使用壽命，而保持了它的精度。
應(yīng)用

從該探討中，我們可以清楚地發(fā)現(xiàn)具有相對(duì)較大直徑和較短長(zhǎng)度的工件從立式磨削中受益最大。許多汽車零件具有適合于立式磨削的幾何特點(diǎn)。加工汽車零件是立式磨床最普遍的應(yīng)用。典型的非汽車應(yīng)用是立式磨削機(jī)床的軸套。這些工件可以在大型立式磨床高效地進(jìn)行加工。

該應(yīng)用還表明什么類型的立式磨床最合適。當(dāng)內(nèi)徑磨削的最佳結(jié)果至關(guān)重要時(shí)，這種磨削主軸被鎖定在豎直位置上的機(jī)型工作得最好。除了內(nèi)徑磨削，該結(jié)構(gòu)不適合于表面磨削。據(jù)制造商介紹，這是立式磨床最普遍的一種形式。

當(dāng)外徑磨削的最佳結(jié)果至關(guān)重要時(shí)，這種磨削主軸以30度角固定并且采用斜磨輪的機(jī)型工作得最好。在這些機(jī)型上也可以從事表面磨削。 磨削主軸安裝在六角刀架上的這種機(jī)型最靈活，最適合于在單步安裝加工中取得最佳結(jié)果。這些機(jī)型能夠自動(dòng)切換磨削角度，以便在同一臺(tái)機(jī)床上從事內(nèi)徑、外徑和表面磨削。典型的情況是，六角刀架上配備有一個(gè)內(nèi)徑磨頭和一個(gè)外徑磨頭。另一種選擇是在六角刀架上配備兩個(gè)內(nèi)徑磨頭或者兩個(gè)內(nèi)徑磨頭加一個(gè)外徑磨頭。

對(duì)于磨削主軸豎直安裝的某些機(jī)型，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀。主軸在X和Z軸方向上運(yùn)動(dòng)，以接近急降和拾取站，這些站被一扇自動(dòng)開啟和關(guān)閉的門所保護(hù)。該系統(tǒng)允許更換磨削刀具，增強(qiáng)了立式磨削加工和靈活性和生產(chǎn)率。