多特蒙德技術大學切削工藝研究所(ISF)所長Dirk Biermann博士在總結外圓磨床的發展趨勢時曾說過:“繼續不斷發展外圓磨床的首要目的是改進可達到的精度、提高設備性能并增加機床靈活性。”在他看來,重點之一是在同一臺機器上組合各種磨削工藝,如內外圓磨床、平面磨削和仿行磨削等,甚至可與其他生產工藝結合。其中車削和磨削是zui為的工藝組合。 該研究所的一項研發成果是車削-磨削-珩磨工藝組合。這種共生現象不僅減少了工件加工的時間,而且還提高了調整工件表面質量的靈活性。
為了提高磨削速度,可使用兩個分成粗磨區和精磨區的砂輪對內圓進行剝離磨削提高速度 該研究所的另一項研發成果是提高了磨削速度的內圓剝離磨削(peel grinding):這種工藝采用一個分為粗磨區和精磨區的圓盤砂輪對內圓進行剝離磨(圖1)。工藝特點是金屬切削率高且表面質量好。Baden-hausen的Elb-Schliff Werkzeugmaschinen公司將該工藝組合的優勢發揮到了*。他們新的加工中心Multitec 8具備所有普通機加工工藝的功能(圖2)。這臺加工中心可進行內外圓磨床、平面磨削、仿行磨削、車削、硬車削、鉆削和銑削等。如果需要,也可以將激光加工和焊接等工藝整合到加工中心上。Heino Claussen-Markefka執行官解釋說:“Multitec 8加工中心是在進行真正增值解決方案開發時,對目標進行創造性定位的成果。在此解決方案中,采用擬定切削方式將磨削和機加工兩重‘世界’結合到一起,以便*對各種技術的期待。”該加工中心無須重新裝卡就能夠以高精度完成工件加工任務,同時,還可延長運行時間,如可在夜班無人值班時運行。
新型加工中心Multitec 8具備了所有機加工工藝功能,可完成內外圓磨床、平面磨削和仿行磨削、車削、硬質車削加工、鉆削和銑削等工序,對于這種方法人們擔憂的是:其實際價值到底如何。對此,Claussen-Markefka認為:“各領域用戶和零部件廠商感興趣的是以*生產時間完成加工任務,并zui大限度地減少待機時間。”在采用工具、模具加工軸承環、齒輪或導葉以及其他汽輪機零件時,這些技術的特別高。Multitec 8加工中心適用于各類圓柱形和立方體工件,其顯著特點是工裝和工件更換簡便。
復式砂輪減少磨削時間,同時采用幾個砂輪也可以減少磨削時間。迄今為止,這種磨削方式一直只用于工件的一個面,經常導致作用力不平衡。Emag集團公司開發的稱為同步支承磨削(synchro-support grinding)的工藝方法克服了這個缺陷。采用兩個面對面的砂輪,抵消了不平衡力,工藝加工時間也大幅減少。例如,在磨削加工曲軸、凸輪軸以及長且薄的齒輪軸等零件時,加工時間可減少70%。
外圓磨床的進一步發展不僅體現于機加工和磨削技術方面,NC控制器也有進一步發展的潛力。據Biermann說:“模擬仿真技術的應用就不像今天的銑削加工那樣先進且普遍。另一個方面是不同加工階段的潤滑劑的使用,包括超高速磨削加工。”瑞士Fritz Studer公司負責產品開發、研究和技術的主任Frank Fiebelkorn博士說:“我們的客戶要求生產性磨床具有更大的靈活性,同時,對設備在整個壽命周期的質量期望值也越來越高。據說,設備生產廠家很有必要在其產品系列中添加低價品種,用于工件運輸自動化,為較為簡單的機器實現多機聯動運行提供支持。”
經濟型外圓磨床開發了一種主軸頭,配備兩個外圓磨床砂輪和一個內圓磨削砂輪減少工具更換時間。在制定生產計劃、特別是小批量或批量經常變化的生產計劃時,短的工裝和停機時間具有非常重要的作用。Fiebelkorn強調指出:“為了簡化程序設計,減少相關工作,我們將不斷延伸程序設計范圍和控制模塊。同時,還將進一步整合基礎性磨削。”
MK1308數控外圓磨床采用一個CNC 旋轉磨削主軸頭,它帶有三個磨削軸頸和數個砂輪。借此可以通過下述操作完成自動的整體磨削:磨外圓,磨軸肩,磨錐體,磨倒角和切槽。