具有自动刀具磨损补偿的单道珩磨系统

单道珩磨，也称为金刚石镗孔尺寸，是一种经济地生产零件的好方法，当镗孔很小或有需要珩磨的薄壁构件时。这类应用的例子包括扭矩转换器轮毂，以及许多其他通过孔，如不需要交叉舱口图案和超精细表面光洁度的连杆。

在一个典型的单道珩磨机中，通常使用三到四个珩磨工位去除0.025毫米到0.075毫米的磨料。基于被移除的库存数量和零件和材料的硬度，工具可以使用4万到10万个循环。

在今天的许多单道珩磨机中，所有的珩磨主轴都是由安装在滑块上的单个电机驱动的，并有一个旋转分度台将零件从一个工位移动到另一个工位。零件检验是手工完成的，或者是在循环结束时通过后工序计量系统完成的。

然而，这种设置有一个缺点。如果发现该部件漂出规格，最终检查不能确定(在多个工位中)哪些工具磨损并导致漂出。为了找出原因，操作人员必须测量每个工位的孔尺寸，确定磨损的刀具，然后更换。

除了造成停机时间外，如果磨损不经常监测，还会对刀具寿命产生不利影响。例如，如果粗加工工位(第一工位)的刀具首先磨损，那么由此产生的镗孔就会更小，而下游的其他刀具则要通过试着增加库存来补偿。在级联效应中，这会导致后续工位的工具过早磨损。

防止刀具过早磨损的唯一方法是在每个工位经常监测刀具磨损情况，这是标准做法。磨损补偿通常是通过手动转动工具底部的螺母来完成的。一旦工具被扩展，就不可能逆转它——过度补偿是常见的现象。现今主要使用的套筒设计并不容易用于自动补偿，因为工具是由一个马达驱动的。

一种新的单道次珩磨系统内格尔ECO-40PVT通过伺服电机独立驱动每个刀具，并采用膨胀锥设计，消除了这些缺点。在这台机器上，金刚石工具被安装在精密的磨锥体上，并预先修整到尺寸。

伺服控制的刀具膨胀系统自动旋转螺杆，反过来，以1微米的增量扩展刀具。膨胀量是由测量系统的实时反馈来决定的，该系统测量各个部分。对于连续生产珩磨作业，这是对手动测量和补偿系统的一个巨大改进，并提高了生产率，因为没有工作停止。

例如，考虑三轴机器珩磨一个液力变矩器轮毂。机器持续监控2轴和3轴的加工扭矩。由于主轴1(粗加工工位)中的刀具开始磨损，孔变小，导致主轴2在试图去除更多材料时经历切削扭矩的增加。

在增加的扭矩和刀具磨损之间有一个精确的关联。当监视器感知到增加的扭矩负载时，机器控制器向1号站发出信号，以扩大和补偿磨损。同样，主轴3的加工力用于补偿主轴2的磨损。这是级联反应的反面。

最后一个测量站用于对工件进行100%的检查，并在最后一个珩磨站补偿刀具的磨损。一个不进式、量具式、预量具站确保进样孔不会太小，从而保护粗加工站(主轴1工具)免受损坏。

然而，该机器可以接受其他制造商的套筒式工具的现有库存，以便客户可以浏览其现有库存。然而，这些工具本身并不适合自动磨损补偿。

在最新的套筒式工具设计中，一旦工具磨损，完整的工具通常被送回制造商重新剥离和电镀。在新的膨胀锥设计的情况下，客户可以“现场”去除磨损的磨料，并放入新的磨料棒。

这个新系统还有助于减少昂贵的完整工具的库存。例如，如果一台单孔型机器有四个工位，每个工位上的工装都有不同的粒度，并且根据产量的不同，每种粒度都会有一些备用工具。然而，由于采用了膨胀锥设计，该工具适用于所有工位(只是磨料不同)，从而减少了备用工具库存。

与套筒式设计工具相比，膨胀锥设计还具有另一个显著优势。当套筒膨胀时，圆柱度并不总是保持不变，因为当套筒被迫在锥体上变形时，会发生膨胀——可能会有一些高点和低点。

因此，一些套筒式工具的性能可能不一致。对于一个操作人员来说，在找到一个有效的工具之前，经常要检查几个工具。这种不一致性导致了工具库存水平的增加。

在新的膨胀锥设计中，预先测量好的磨料与金属粘结剂混合在离心机中并烧结。彻底的离心混合使磨料分布的变化最小化。此外，金属结合磨料是预先修整，这导致“第一部分，良好的部分”，从而减少启动时间后的工具切换。