用模塊式結構的CNC磨床完成複雜的高精度螺紋磨削加工

複雜的高精度螺紋磨削，包括對整個工件長度上不同直徑、不同螺距的磨削，是新型六坐標數控磨床所能完成的加工任務，藉助於其模塊式的機床結構，該數控磨床能夠實現自動上料。
對高精度零件的磨削加工，如對螺紋、千分尺螺桿、蝸桿、轉向蝸桿、轉向螺母、絲杠驅動機構中的傳動絲杠、絲杠螺母的螺紋量規、螺距、直徑要求嚴格的傳動軸、帶有螺紋切入和切出退刀槽的螺紋滾壓工具等都屬於高精度的螺紋磨削工件。因此，Mikromat公司對其G系列的CNC螺紋磨削機床進行了二次開發。新的機床配置方案沿用了工件運動和磨削工作台固定的配置方式（圖1）。磨床床身極高的固有剛性允許數控磨床採用三點支撐，從而可以省略機床地基的要求。高硬度床身導軌的手工刮研保證了在使用壽命周期內能夠保持穩定的、高質量的直線精度。

圖1新的G系列模塊化結構六坐標CNC磨床沿用了工件旋轉和磨削工作台固定不動的設計原則模塊式結構的數控磨床
新型數控磨床的模塊化結構的含義是：對不同磨削長度磨床的主要部件，如磨削主軸箱、尾座、砂輪溜板箱、迴轉工作台、磨削主軸、數控砂輪校正機構、控制系統和控制軟體等都保持不變。這種數控磨床在複雜高精度零件的全長磨削中也能夠對不同螺距和不同直徑的零件進行加工。其6個數控坐標軸使其能夠磨削其他形狀的高精度複雜零件。
Mikromat公司已經為多家螺桿泵生產廠提供了螺紋磨削機床。螺桿泵的典型應用領域是液壓系統、發動機、渦輪機的燃油供應系統以及新開發的真空領域系統。在機床製造領域中，也常常要用到螺桿泵，如在深孔鑽削加工中輸送冷卻液。就算是在磨削加工中，也需要大量的冷卻液對砂輪進行沖洗清潔，以避免磨屑在工件表面留下划痕。在這些應用場合中，需要的是無波動的連續均勻輸出，就像螺桿泵所能做到的那樣。螺桿泵中驅動和被驅動的螺桿之間不應該以金屬接觸的方式傳遞動力，它們之間的傳動應有0.01mm的間隙。這就對螺桿軸的設計和加工提出了很高的要求，尤其是對螺桿的精加工機床。
Mikromat公司這款新的數控磨床配置方案滿足了市場對長螺桿磨削加工的需要。模塊式數控磨床能夠針對不同長度的磨削工件配置其主要部件。它能像5G和10G加長型萬能磨床那樣加工高精度的螺桿和蝸桿，其最大加工長度可達2500mm，並可根據用戶的需要磨削更長的工件（圖2）。
圖2新型的模塊化螺紋磨削機床適合於磨削複雜的高精度螺桿，能夠對整個工件長度上不同直徑、不同螺距的磨削磨床的模塊化結構保證了磨床作為單一類型工件磨削的特性，滿足了用戶對某種零件磨削加工所需的專用數控加工機床的要求。在機床的磨削過程中，機床的兩個電子手輪允許同時進行（軸向和徑向）的微調補償，能夠在砂輪修正時根據環境溫度進行補償。同時，還能對於有中心孔的零件進行自動定心。
砂輪修正刀直接安裝在砂輪工作台上
新型模塊化數控磨床的砂輪修正刀直接安裝在砂輪工作台上。由於修正刀和砂輪都固定在同一滑台上，兩者之間的傾角保持了固定不變。這也就大留的縮短了砂輪刀的調整時間，從而縮短了機床的輔助工時。在修正砂輪時，兩者之間的傾角固定不變，變化的只是它們沿U軸和W軸的直線運動。由於新型數控磨床的砂輪刀是金剛石滾輪型的砂輪刀，因此可以在磨削過程中進行砂輪的修正。同時，它也可以對連續變化的變螺距磨削砂輪進行修正，如塑料擠出機的螺桿軸。該數控磨削機床也能完成形狀不變的球形螺紋的磨削和工件輪廓補償，在使用單一軸數控驅動時完成螺紋壓輥切入和切出部分的磨削。另一個可供用戶選擇的功能是梯形螺紋絲杠的寬形面磨削（最寬可達135mm），配備附加的W軸砂輪刀修正。利用其他的磨削附具和小直徑砂輪還可以完成內孔磨削和端面磨削。
最大的磨削直徑為500mm，可用的砂輪最大直徑達300mm，從而使機床的加工性能和金屬材料的去除能力都有明顯的改進。由於磨削砂輪的直徑較大，因此磨床主軸的轉速可以較低，同時又保障了很高的磨削速度。這樣的優勢是：磨床發熱較低，更好的平衡性能。另外，其導熱性能良好的床身和經過慣性矩優化的零件驅動機構，保障了高精度的磨削，確保在常規檢驗條件下有著最高的零件加工精度。在磨削公差小於2μm的螺紋塞規和螺紋環規時，充分體現了這款機床的優勢。