高效精密磨削加工实验台的搭建

2.3.1 数控坐标磨床

本文基于数控坐标磨床搭建氮化硅陶瓷某回转曲面典型零件高效精密磨削

加工实验台，完成针对该零件的精密磨削成型、

ELID 磨削与化学机械抛光加工。

上世纪

70 年代，为了实现轮廓的高效精密加工，人们发明了数控坐标磨床。

目前世界范围内，能够供应数控坐标磨床的商家有美国莫尔公司、瑞士豪泽公司
西浦公司

,日本三井精机和中国宁江机床集团股份有限公司。本文研究中采用的

是宁江机床集团生产的高精度数控坐标磨床

MK2945C，如图 2.5 所示。它配置

SIEMENS840D 系 统 ， 是 连 续 轨 迹 数 控 坐 标 磨 床 ， 具 有 六 轴 控 制
（

X，Y，Z，U，A，C）、三轴联动（X，Y，C，A 中任意三联动）功能，添

加数控转台附件后最多可以实现七轴五联动功能，如图

2.5 所示。机床数控系统

采用直线和圆弧插补，能够实现针对二维、三维轮廓、球面、锥面、锥孔、方孔、圆
弧槽、直槽等异形面、肩格面及平面、孔系、小孔等的精密磨削加工。机床配有自旋
工作台附件，扩大了机床的加工范围，使之可磨削加工母线为非直线的回转体
零件。

机床的

X、Y 和 A 轴（数控转台）均为全闭环控制，其中 X、Y 方向采用最

小分辨率为

0.0001mm 的德国 HEIDENHAIN 光栅尺，U 轴和 C 轴采用半闭环控

制，

Z 轴采用伺服电机控制。机床的 U 轴是为砂轮中心与主轴中心的偏置，用以

控制砂轮的径向进给，也可以用来补偿砂轮的磨损量。机床的

C 轴是绕主轴行星

转动的旋转轴，可以通过数控系统实现在

X-Y 平面内连续跟踪控制，使得机床

能够进行模具型腔及冲头的轮廓曲线磨削。

Z 轴是套筒的垂直冲程运动，可实现

砂轮的上下运动以及速度和反向点的位置控制。机床主轴采用变频调速，选用电
动磨头时可实现

5700-45000r/min 范围间的无级变速。数控坐标磨床砂轮线速度

要低于普通外圆磨床。