新型珩磨套筒式工具：具有自动刀具磨损补偿功能

此类应用的示例包括变矩器轮毂，以及许多其他通孔，例如连杆，其中不需要交叉影线图案和超精细表面光洁度。

在典型的单程珩磨机中，通常使用三到四个珩磨工位去除0.025 mm至0.075 mm的坯料。根据去除的库存量以及零件和材料的硬度，工具可以持续进行40,000至100,000个循环。

在当今可用的许多单程珩磨机中，所有珩磨主轴都由安装在滑块上的单个电动机驱动，旋转分度台使工件在工位之间移动。在周期结束时，零件检查可以手动完成，也可以通过后处理测量系统完成。

但是，此设置有一个缺点。如果发现零件漂移超出规格，则最终检查无法确定哪些工具（在多个工位中）已磨损并引起漂移。为了找出原因，操作员必须测量每个工位的孔径，以确定然后更换磨损的工具。

如果不经常监测磨损，除了会导致停机，还会对刀具寿命产生不利影响。例如，如果首先在粗加工工位（第一工位）中磨损刀具，则最终的钻孔较小，下游的其他刀具将被征税以通过尝试增加库存来进行补偿。级联效应会导致后续工位中的工具过早磨损。

防止过早磨损的唯一方法是经常监控每个工位的刀具磨损，这是标准做法。通常通过手动旋转工具底部的螺母来实现磨损补偿。扩展工具后，就无法撤消它—过度补偿是常见的情况。由于工具是由一个电动机驱动的，因此当今主要使用的套筒设计不能轻易地自动补偿。

Nagel的新型单程珩磨系统ECO-40PVT通过使用伺服电机独立驱动每个工具并为工具使用膨胀锥设计来消除这些缺点。在这台机器上，金刚石工具安装在精密的磨锥上，并已预先定型。

伺服控制的工具扩展系统会自动旋转螺钉，进而以1微米的增量扩展工具。扩展量由测厚系统的实时反馈确定，该系统测量每个零件。对于连续的生产珩磨操作，这是对手动测量和补偿系统的重大改进，并且由于没有工作中断，因此提高了生产率。

例如，考虑三轴机器珩磨变矩器轮毂。机床不断监控主轴2和3中的加工扭矩。随着主轴1（粗加工工位）中的刀具开始磨损，内孔变小，导致主轴2在试图清除更多材料时切削扭矩增加。 。

扭矩增加与工具磨损之间存在精确的关联。当监控器感应到增加的转矩负载时，机器控制器会向站1发出信号以扩大并补偿磨损。同样，主轴3中的加工力用于补偿主轴2中的磨损。这与级联相反。

最终的计量站用于100％检查零件并补偿最终珩磨站中的工具磨损。禁止使用的量具类型的预量具台可确保进入的孔不会太小，从而保护粗加工台（主轴1刀具）免受损坏。

但是，该机器可以接受其他通常可以使用的制造商提供的套筒式工具的现有库存，以便客户可以浏览其现有库存。但是，这些工具无法自动补偿磨损。

在最新的套筒式工具设计中，一旦工具磨损，通常会将完整的工具送回制造商进行重新剥皮和电镀。对于新的膨胀锥设计，客户可以“现场”去除磨损的磨料，然后放入新的磨料棒。

这个新系统还有助于减少昂贵的完整工具的库存。例如，如果一台通过机器具有四个工位，则每个工位中的工具具有不同的粒度，并且根据生产量，每种粒度将有许多备用工具。但是，采用膨胀锥设计，该工具在所有工位上都是通用的（只有磨料不同），从而将备用工具的库存降至最低。

与套筒式设计工具相比，膨胀锥设计还提供了另一个重要优势。当套筒膨胀时，圆柱度并不会总是保持不变，因为发生膨胀是由于当被迫套在圆锥体上时套筒变形所致—可能会有一些高点和低点。

结果，某些套筒式工具的性能可能会不一致。对于操作员来说，在找到一种效果良好的工具之前先经过几种工具并不罕见。这种不一致导致工具库存水平增加。

借助新的膨胀锥设计，可在离心机中将预定量的磨料与金属粘合剂混合并进行烧结。彻底的离心混合可以最大程度地减少磨料分布的变化。此外，还对金属粘结的磨料进行了预处理，从而得到了“第一部分，好的部分”，从而减少了工具更换后的启动时间。