CCMT2024展品评述 部分双端面磨床展品

  CCMT2024（第十三届中国数字控制机床展览会）已于4月12日圆满落幕。展会期间，主办方中国机床工具工业协会有关分会组织人员针对本专业领域展品及展商情况做评述，现编发部分文章，供业界参考。文章观点仅代表作者本人。

  CCMT2024相隔6年后再次在上海新国际博览中心举办，展会总面积达20万平方米，是迄今为止国内乃至亚洲举办的顶级规模的机床工具专业展览会。来自28个国家和地区的近2000家机床工具企业同台竞技，展示了各自最前沿的新产品、新技术、新工艺，为12万余专业观众呈现了高效加工技术解决方案以及数智融合的最新进展。

  双端面磨床是在工艺流程中将工件放入到工件载盘中，由载盘带动着在两个磨板之间做自转和公转运动，实现对工件的两面一起进行加工，载盘开孔只需要满足各种复杂形状工件的灵活旋转即可。由此，这种磨削方式能对各种形状和材质的工件的两个平行平面进行高效率连续磨削或高精度批量研磨，满足大规模生产的需求。适用于钢铁、铸铁、铜、硬质合金、玻璃、陶瓷、单晶硅、磁性材料等金属与非金属硬脆材料的加工，大范围的应用于液压气动元件、汽车零部件、制冷压缩机零部件、油泵油嘴零部件、发动机零部件、轴承零件、密封件、量刃具、仪表、硬质合金刀片、陶瓷阀芯等领域。

  本次展会上共有12家企业展出了此类双端面磨床，全部为国内企业，其中既有专业机床制造厂家如新乡日升、宇环数控、洛阳润智、广东科瑞、东莞金研、北京特思迪、东莞圣高、湖南金岭、上海致领等公司，也有从事超硬材料磨具制品的新秀如北京荣锋、捷利达、宁波斯瑞得等公司。

  本次双端面磨床展品均为立式结构，分为两种形式。一种是行星式结构的高精度双端面研磨机，加工精度可达到1µm以内，展品多为此类；一种是通过式磨削的双端面磨床，加工精度可达2µm，由宇环数控展出。

  展出的双端面研磨机目前基本都是采用超硬材料砂轮进行磨削，高效环保，因砂轮消耗极慢，利用分辨率为0.1-0.5µm尺寸传感器通过间接测量方式，实现了对工件加工尺寸的控制。该类型磨床主要运动为上盘、下盘和内环的旋转以及上盘的摆动和升降。上盘、下盘及内环均由电机直联减速电机，无极调速，方便调整研磨很多材料和各种形状工件所需的工艺转速。这类机床上盘一般为自由浮动结构，能够迅速地去掉工件尺寸高点后转入研磨，磨板与工件的相对运动可使磨料层负载均衡，确保双面研磨的效果。在加工时，能够最终靠切换上盘、下盘和内环的转向，使磨料层保持自锐性和平整度，减少修磨次数和辅助时间。

  一般来说，双端面磨床是双端面研磨机的前道序，对需要去掉大余量的工件可以先采用双端面磨床进行高速精密磨削，再由双端面研磨机提高精度，保证工件两面所需的平面度、平行度以及批量工件之间的尺寸差。实际工件量产过程中能够准确的通过加工余量及精度来考虑选型问题。

  新乡日升数控轴承装备股份有限公司展出的2M84100C双端面研磨机，砂轮Φ970×380×56mm（CBN厚度为6mm），最大加工直径Φ325mm，加工厚度为0.4-100mm。床身和摆臂采取高强度铸铁铸造，下主轴采用大规格圆锥滚子轴承结构，整机刚性强，稳定性高；摇臂摆入摆出采用伺服电机+减速机驱动，便于上盘和下盘同心的调整；设置特殊定位机构实现上下磨板错位对研，得到更高精度的磨板平面度，提高加工精度；采用电气比例阀精准调节压力，实现上盘快下、慢下、初磨、研磨、超精研磨的功能；人机界面操控，预设六段压力和转速，磨削时可自动转换；可存储30种不同零件磨削参数，调用方便；中心部位的测量压块上下位置可调，增大测量范围，相较调整上盘上的测量头更方便快捷；具有磨削前预监测功能，零件摆放异常自动退出循环并警示；实时监测工件厚度尺寸及磨削余量；具有故障自诊断系统，方便快速解决异常问题。

  宇环数控机床股份有限公司展出的YH2M84120双面研磨机，砂轮Φ1250×450×60mm，加工件最大尺寸370 mm（矩形对角线mm。该机型的行星轮和下盘驱动采用电机+减速机直联驱动，双轴套筒式结构上的布局，刚性好、精度高；上盘采用减速机直联驱动旋转，通过鼓形齿轮传动保证柔性加载；采用气囊控制上盘的升降及加压，由精密电气比例阀+压力传感器保证上盘加载压力的精确性；采用气缸+齿轮齿条装置，驱动上研磨盘摆入及摆出，便于机床操作和维护；采用进口测量传感器保证加工尺寸一致性，压力模式与定位模式数据共享；可选配半自动上下料装置，使上下料便捷。

  东莞金研精密研磨机械制造有限公司展出3台机床，分别为KS25D高精密双面研磨机、KS700Y高精密双端面研磨机和KD24QX高精密单面研磨抛光机。KS700Y高精密双端面研磨机与新乡日升的2M8470C类似，不再赘述。

  KS25D高精密双面研磨机与众不同，采用日本NSK主轴轴系，确保机床的精密性及耐用性；采用日本SMC气动元件，分段精密加压控制，完成粗磨、中磨、精磨、抛光等工艺；设置安全锁紧机构，防止意外断气、断电而“掉盘”伤人的意外发生；上盘快升、快降、缓升、缓降集中于一个手柄，操作便捷；上盘设置有自动浮动定位装置，减少了错盘、对盘的麻烦；齿圈及挡水盘半自动升降系统，方便取放工件；大齿圈与中心齿轮同时升降，随下盘转动，使行星轮平稳运转。该机型适合双面研磨及抛光各种密封件、密封阀板、金属元件、氧化铝、氧化锆陶瓷件、光学玻璃、蓝宝石玻璃、石英晶片、半导体元件等金属、非金属产品，可应用于通讯、光学晶体、汽车零部件、半导体、液压等行业。

  本次展品为宇环数控的YHDM580H，砂轮Φ585×75×Φ195mm，加工工件外径为Φ10mm-Φ120mm、厚度为0.8-40mm。该机型采用C型磨削方式，可高效完成工件两端面的磨削，也可选摆动磨削或双工位行星磨削方式完成较大的去除量；上下磨头采用双螺母大直径滚珠丝杆+蜗轮蜗杆+伺服电机驱动结构实现微米级进给，主轴刚性及进给精度高；上磨头通过上箱体四点角度调节机构实现进出料口的倾斜角度调节，角度保持稳定性高；修整机构采用球面副支撑结构，与箱体固联安装，刚性高；出口位置摆臂式修整，效率及精度极高，也可选配双滚轮行星式修整机构；后门出砂轮的方式，配置专门拆卸砂轮装置更便于砂轮更换；固定式的送料台，可搭载自动化上下料装置，避免送料台经常开合导致精度变化而要重新调整；采用西门子808D数控系统，HMI人机界面简单易操作，功能强大而完善。

  广东科瑞精密研磨技术有限公司展出一条自动化生产线C立式双端面磨床+自动上下料装置+DSM700S研磨机组成。该生产线C双端面磨床，床身采用整体树脂砂铸造，铸件结构经ANSYS有限元分析并优化，铸件材料HT300经二次时效处理，具有高刚性和高稳定性；上下磨削进给由伺服电机通过消隙蜗轮蜗杆副驱动空心丝杠，内藏式主轴，轴向运动可实现0.001mm进给，保证磨削精度。DSM700S双端面研磨机，采取高强度铸造框架设计，独立可调整的高强度驱动性能，研磨加压配置电控比例阀，压力闭环调节系统加上接触式µm级位移传感器，可实现1µm的精度控制。

  以空调压缩活塞（合金铸铁材质，硬度HRC48-52）加工为例，采用DDV 585C贯穿式双面磨削作为第一道粗磨工艺，磨削后产品平面、平行度≤0.003mm，粗糙度≤Ra0.3；加工后工件经传输带传送到物料装载装置区域，由机械手抓取至载盘上，再推送至DSM700S进行双平面精磨研磨，研磨后等高差≤0.002mm、平面平行度≤0.0015mm、粗糙度≤Ra0.1，达到空调压缩活塞的精度需求后，再将载盘抓回取出工件放至传输带上运转到清洗包装区域。

  本次展会双端面磨床参展商数量达到了历年来最多，且均为国内展商。由此能够看出，境内相关产品发展迅速，替代进口机床效果明显，但同质化较为严重，结构基本类似，亟待企业提升产品性能，开拓新的加工领域，寻找新的增长点。如据笔者了解Peter Wolters和Lapmaster Wolters目前主要做研磨板为1.5米及以上的设备，应用于表面上的质量、平面度、平行度和尺寸精度要求更高的场合，是半导体、蓝宝石、碳化硅和太阳能行业的领先供应商，单台价值一般在1000万以上，而国产机床基本是在1.2米及以下，单台价值基本在70万元以下。

  双端面磨床是复杂磨削设备，对国内企业来说，仍需要更高的加工精度、更快的磨削效率和更优的磨削工艺，这要求磨床和磨具产业链深层次地融合，协同创新发展，联合研发解决一些“卡脖子”问题。目前磨料磨具企业加入机床制造，能轻松实现研磨机和磨盘一体化，具有为客户提供全套解决方案的优势，但生产制作的完整过程工艺及研磨工艺欠缺，也达不到理想的状态。磨床和磨具企业协同良好发展仍是重要方向。

  比较可喜的是，本次展会看到各企业对智能化的重视，如广东科瑞的自动线，北京荣峰的自动上下料装置。此前宇环数控曾展出双端面加工智能化生产线，实现产品从粗磨、精磨、研磨的全自动智能化磨削研磨加工。新乡日升曾展出六轴关节运动机器人+堆栈式自动理料机+视觉系统引导完成自动上下料。但从市场销售来看，还需要各企业进一步提升运行的稳定性，使技术早日成熟，加快商用化进程。同样，本次展品对外观都比较重视，尤其是宇环数控，外形及颜色搭配都使人耳目一新。

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