隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和需求的不斷提升，精密加工已呈現(xiàn)專業(yè)化發(fā)展方向，對零部件精度要求和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的微型化需求越來越高。

PME精密加工博覽會(huì)專注于如何實(shí)現(xiàn)“高速·高效·精密·微細(xì)·自動(dòng)化·綠色化”的現(xiàn)代精密加工技術(shù)體系，推出系列前沿創(chuàng)新的技術(shù)、工藝、設(shè)備和應(yīng)用，為工業(yè)零部件去毛刺、表面精加工與精密清洗等表面處理提供高效和可持續(xù)的技術(shù)與案例參考。

新能源汽車精密零件的完美塑形大師

由特斯拉、比亞迪和其他各種電動(dòng)汽車 (EV) 等開拓者發(fā)起的電動(dòng)汽車革命已經(jīng)獲得了不可阻擋的勢頭。同時(shí)，隨著消費(fèi)者對電動(dòng)汽車的需求持續(xù)上升，原始設(shè)備制造商和供應(yīng)商將需要更積極地轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)合理的生產(chǎn)線。

電動(dòng)汽車總體趨勢將是金屬零件數(shù)量大大減少，但在加工汽車零件時(shí)，對更高質(zhì)量表面光潔度和公差的要求會(huì)隨著零件復(fù)雜性的增加而增加。為汽車行業(yè)的原始設(shè)備制造商供貨的企業(yè)需要使其客戶群多樣化，并尋求其他行業(yè)以確保產(chǎn)能不會(huì)出現(xiàn)災(zāi)難性損失。新能源汽車動(dòng)力電池、底盤、外殼、觸摸屏、電機(jī)、馬達(dá)均涉及精密加工，新能源汽車生產(chǎn)線的建設(shè)催生大量對精密加工中心的需求。

圖源：glebar

# 電動(dòng)車加工要求 

駕乘體驗(yàn)以及市場追利需求破事原始設(shè)備制造商及其供應(yīng)商正在改變制造的組件以及它們的制造方式。我們列出了電動(dòng)汽車行業(yè)對加工汽車零件的一些要求如下。

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l 電池制造——電池制造將成為未來電動(dòng)汽車生產(chǎn)的瓶頸。特斯拉預(yù)見到了這一點(diǎn)，并計(jì)劃通過建造稱為超級(jí)工廠的電池制造中心來減輕這種影響。汽車公司將需要涉足電池生產(chǎn)，因?yàn)槭袌鲆呀?jīng)因全球電動(dòng)汽車采用有限而變得緊張。比亞迪還承擔(dān)了電池組的制造。電池生產(chǎn)并非易事，需要精密加工，只有先進(jìn)的數(shù)控銑床、車床和磨床才能實(shí)現(xiàn)。

l 動(dòng)力總成制造——電動(dòng)汽車的動(dòng)力總成遠(yuǎn)沒有典型的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力總成復(fù)雜。原始設(shè)備制造商及其供應(yīng)商將能夠過渡到制造這些傳動(dòng)系統(tǒng)，而對其現(xiàn)有機(jī)器和工藝的改動(dòng)很小，盡管產(chǎn)量較小。

l 車身面板——這些面板是通過將金屬板沖壓或拉制成所需形狀的模具來制造的，以制造現(xiàn)代乘用車的復(fù)雜形式。用于此過程的模具是使用 5 軸機(jī)器加工的。一旦制造過渡到電動(dòng)汽車，這個(gè)過程就不會(huì)改變。

l 更高的質(zhì)量——由于電動(dòng)汽車的相對簡單性和由此產(chǎn)生的低維護(hù)要求，重點(diǎn)將轉(zhuǎn)向生產(chǎn)更高質(zhì)量的零件。為了使機(jī)加工零件的使用壽命與電動(dòng)汽車的電子部件一樣長，它們需要使用能夠滿足所需精度和可重復(fù)性的機(jī)械制造。

l 輕量化——電動(dòng)汽車對超重非常敏感，因此零件需要由輕質(zhì)航空航天材料制造。還將使用生成設(shè)計(jì)和拓?fù)鋬?yōu)化等優(yōu)化技術(shù)設(shè)計(jì)零件。由于這些算法會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的有機(jī)形狀，因此這些復(fù)雜的零件將比傳統(tǒng)的汽車零件需要更多的時(shí)間來制造。

l 低噪音——電動(dòng)汽車在設(shè)計(jì)上很安靜。但是，如果加工不良的零件產(chǎn)生過大的噪音，則浸沒會(huì)中斷。獲得降低噪音所需的表面光潔度的最簡單方法之一是使用可以達(dá)到所需公差的專用磨床。

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那么有沒有滿足上述所有要求的精密加工方法？ 

答案是有，精密磨削便是最具代表性的技術(shù)路線之一。

圖源：3M

# 精密磨削的概念及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

精密磨削（Precision Grinding）是一種注重精度的磨削形式。在金屬零件具有緊密公差的地方，它被用來獲得高表面質(zhì)量的光潔度。它能夠完全精確地磨削小尺寸，比如小到0.25到0.50毫米的深度。這種精度在誤差范圍很小以及需要更好精加工材料的加工領(lǐng)域。例如：汽車零部件（軸承座和齒輪輪廓）、醫(yī)療器械、科學(xué)儀器和航空機(jī)械部件等。

精密磨削多才多藝，能夠處理各種材料，并遵循其規(guī)格制造優(yōu)質(zhì)部件，例如：不銹鋼、鋁、工具鋼、模具鋼、黃銅、銅、鎂、鉑、鉭和鈷，以及陶瓷、復(fù)合材料、鐵氧體、橡膠和塑料。

圖源：edmdept

精密磨削制造過程使用由磨粒組成的專業(yè)旋轉(zhuǎn)砂輪，從正在加工的工件上去除材料。砂輪是一種消耗性砂輪，用于各種磨削和磨料加工操作。由陶瓷、金屬或塑料材料制成的零件非常適合這種工藝，該工藝通過在每次通過砂輪時(shí)去除非常薄的材料層來產(chǎn)生極其光滑和平坦的表面。

精密磨床圍繞著一個(gè)裝有砂輪的電動(dòng)主軸建造。在它下面是一個(gè)工件夾持裝置，通常是一個(gè)磁吸盤。卡盤在工件加工時(shí)將工件固定在靜止位置。然后磨料砂輪在工件表面上通過，同時(shí)隨著每次通過而越來越靠近工件降低。每次通過時(shí)對材料切割量的這種極其可控的調(diào)整可以實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的公差。它可以產(chǎn)生非常精細(xì)的飾面和非常精確的尺寸；然而，在大規(guī)模生產(chǎn)環(huán)境中，它也可以非常快速地粗加工大量金屬。

在先進(jìn)的加工中心，精密磨削的能力標(biāo)準(zhǔn)從直徑 0.1 毫米到 300 毫米開始，長度從 2 毫米到 1200 毫米，公差低至 ±0.001 毫米（+/- 0.00005 英寸），微光潔度低至 0.6ra，主要指標(biāo)如下：

圖源：dekmake

# 精密磨削的類型

選擇使用以下哪種磨削操作取決于尺寸、形狀、特征和所需的生產(chǎn)率。精密磨削類型分為平面磨削、無心磨削、內(nèi)圓磨削、外圓磨削及其形式的技術(shù)手段。

平面磨削：（Surface Grinding）使用旋轉(zhuǎn)砂輪磨平金屬或非金屬材料的平面，使其外觀更精致或達(dá)到功能目的所需的表面。可以將材料的外層重新塑造和修整為理想的光滑和平坦表面。在這里，磨料砂輪位于頂部，當(dāng)工件被固定在卡盤上時(shí)它會(huì)旋轉(zhuǎn)。

無心磨削（Centerless Grinding）：無心磨削用于加工沒有固定零件或中心的地方。它適用于棒材和管材的外徑。顧名思義，它無需將工件固定在某個(gè)位置即可工作。相反，無心磨床在固定位置通過控制輪和砂輪移動(dòng)。這允許它在非常長的棒材和管材上工作。

精密磨削機(jī)床 圖源：UNITED GRINDING

內(nèi)圓磨削（Internal Grinding）：或內(nèi)徑（ID）磨削用于磨削零件孔的內(nèi)徑。它使用微型高速砂輪加工管狀或管狀零件。應(yīng)用的高速有助于保持適當(dāng)?shù)谋砻嫠俣取？ūP或夾頭在操作過程中將工件固定到位。

外圓磨削（External Grinding）：也稱為中心型磨削，使用外圓磨床將工件表面修整或重新調(diào)整成圓形。工件放置在機(jī)器的中點(diǎn)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)爪、驅(qū)動(dòng)爪或中心驅(qū)動(dòng)器旋轉(zhuǎn)工件。不同的電機(jī)以不同的速度旋轉(zhuǎn)砂輪和工件。

超硬磨削（Superabrasive Grinding）該技術(shù)使用由硼砂、金剛石和立方氮化硼 (CBN) 等硬質(zhì)材料制成的磨床。超級(jí)磨料機(jī)可以代替兩種或多種標(biāo)準(zhǔn)方法工作。這是因?yàn)樗试S更精密的加工公差并減少刀具磨損。

螺紋磨削（Thread Grinding）：這種金屬去除過程是通過單點(diǎn)形成的輪子或接觸來完成的。它通常用于加工絲杠、蝸桿和滾珠絲杠。

夾具磨削（Jig Grinding）：夾具磨削與圓柱和表面精密磨削有很大不同。這是因?yàn)樗梢陨a(chǎn)形狀和質(zhì)量更復(fù)雜的工件。夾具磨削的顯著特征之一是銑床。

蠕動(dòng)進(jìn)給磨削（Creep Feed Grinding））：該過程涉及使用獨(dú)特或復(fù)雜的研磨設(shè)備。緩進(jìn)給砂輪以較長的速度工作，以避免錯(cuò)誤并提高精度。它在自然難以研磨的材料中產(chǎn)生復(fù)雜的形狀或槽。這些材料包括高溫鎳基航空合金和預(yù)硬化工具金屬。

單盤和雙盤磨削（Single and Double-Disc Grinding）：這種類型的精密磨削使用一個(gè)大砂輪來為許多生產(chǎn)制造平坦、平行的工件。雙盤磨床是帶有兩個(gè)不相連的砂輪的機(jī)器。零件在運(yùn)行過程中通過這兩個(gè)獨(dú)立砂輪的表面。

# 精密磨削的好處

現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備、零部件、組件表面越來越精微、構(gòu)造越來越嚴(yán)格，部件表面和內(nèi)部尺寸需要精密磨削來制造。雖然有其他替代方法和技術(shù)，但精度上需要有所保證的，因此精密磨是一種更具成本效益的生產(chǎn)方法。

除了成本效益和精度之外，采用精密磨削還有許多其他好處：生產(chǎn)率的提高和易于監(jiān)控意味著在高效生產(chǎn)過程的同時(shí)，質(zhì)量控制可以得到持續(xù)的保持。除此之外，它還提供非常精細(xì)的表面光潔度和高質(zhì)量的最終產(chǎn)品。

圖源：productionmachining

# 電動(dòng)汽車零件的塑形大師

在快節(jié)奏、充滿活力的新能源汽車行業(yè)中，您需要一臺(tái)能夠滿足不斷變化的需求的精密磨削磨床。

汽車工業(yè)需要大批量的零件，所以供應(yīng)商必須找到最經(jīng)濟(jì)的方法來生產(chǎn)盡可能多的零件。新能源汽車由成千上萬個(gè)零部件組成，依靠復(fù)雜的設(shè)計(jì)和精密零件來盡可能可靠和安全地運(yùn)行。CNC 磨削服務(wù)可滿足幾乎所有汽車部件的獨(dú)特設(shè)計(jì)和嚴(yán)格的公差要求。

精密磨削技術(shù)及其磨床在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到了靈活性，以處理各種不同的幾何形狀和輪廓，以及各種軸尺寸。通過精密磨削代替車削生產(chǎn)零件，可以生產(chǎn)完整的零件，從切割到仿形，提高過程可靠性，最大限度地減少機(jī)器停機(jī)時(shí)間，并消除二次操作，如表面研磨和拋光。與車削零件相比，精密磨削加工的零件具有更高的尺寸精度和更好的表面質(zhì)量。該工藝也不會(huì)在零件上產(chǎn)生毛刺或切屑痕跡。砂輪具有冷卻系統(tǒng)，可確保砂輪連續(xù)工作六個(gè)月或達(dá)到300，000個(gè)零件的產(chǎn)量。

這對于電動(dòng)汽車行業(yè)尤其重要，在電動(dòng)汽車行業(yè)中，一輛汽車內(nèi)可能有多種軸尺寸/設(shè)計(jì)。精密磨削是自動(dòng)化解決方案，可以處理電動(dòng)汽車的電池組件、緊固件、彈簧杯、閥座、挺桿、搖桿銷、螺線管等高精度部件。

# 案例：凸輪軸/ 曲軸 無心磨削

無心磨削主要用于制造汽車零件和發(fā)動(dòng)機(jī)，以及凸輪軸、曲軸、滾針、輸入軸和噴油器柱塞等部件。這種部件要求精密和高標(biāo)準(zhǔn)的緊公差，以便在它們的每個(gè)指定應(yīng)用中完美地發(fā)揮作用。通過在研磨操作過程中去除研磨材料，可以獲得精確的拋光和光潔度。也就是說，無心磨削不需要主軸或夾具來支撐被磨削的工件。這只是關(guān)于砂輪、調(diào)節(jié)輪和工作刀片的定位問題。

無心磨削 圖源：advancegrinding

無心磨削已廣泛用于實(shí)現(xiàn)定制尺寸。為了達(dá)到不同的尺寸、形狀和光潔度要求，無心磨削分為兩種主要形式:

貫穿進(jìn)給/貫穿進(jìn)給磨削：如果要磨削長而圓的棒料，直通磨削是最有效的。這一過程是通過將工件送入機(jī)器來完成的，工件在機(jī)器中被調(diào)節(jié)輪牽引，并從對面送出。直通進(jìn)給(通常稱為“直通進(jìn)給”)方法非常高效，因?yàn)椴恍枰獑为?dú)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)，盡管這些方法只適用于簡單圓柱形的工件，如活塞、管、活塞銷和棒。

進(jìn)給/切入磨削：如果需要將相對復(fù)雜的零件和形狀磨削到非常精確的光潔度，進(jìn)給/切入磨削是最適合的。齒輪軸、曲軸、凸輪軸和其他高度復(fù)雜的汽車部件需要進(jìn)行進(jìn)給磨削，以達(dá)到所需的磨削和光潔度。在這種情況下，工件被裝入機(jī)器，允許調(diào)節(jié)輪移動(dòng)到位。零件形狀的復(fù)雜性要求精確磨削，以防止工件軸向進(jìn)給通過機(jī)器。

# 案例：加工液壓齒輪泵齒輪軸/液壓控制閥-提升閥 外圓磨削

對于加工加工液壓齒輪泵齒輪軸/液壓控制閥-提升閥，外圓磨削和外圓磨床已被成熟地開發(fā)用于這些高精度工件磨削。以外圓磨床為例，當(dāng)采用天然花崗巖床身和運(yùn)動(dòng)軸直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，具有極好的精度和熱穩(wěn)定性，用于有著最高要求的領(lǐng)域。也適用于磨削非圓工件。用水冷電主軸，兼顧常規(guī)磨削和高速磨削。最大線速度140m/s，能夠在保持最大扭矩條件下進(jìn)行常規(guī)磨削（60m/s）和高速磨削（140m/s）。 直驅(qū)B軸和多砂輪應(yīng)用實(shí)現(xiàn)多功能性和高柔性。通過集成定制化自動(dòng)上下料系統(tǒng)，滿足全自動(dòng)生產(chǎn)，保證上下料時(shí)間最短（2～6s）。 

#案例：電機(jī)高速轉(zhuǎn)軸 縱向磨削法/切入磨削法
電動(dòng)汽車磨削技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。到目前為止在內(nèi)燃機(jī)中常見的轉(zhuǎn)速（大約2,500~8,000轉(zhuǎn)/分）在電力驅(qū)動(dòng)中增加了5~20倍。在最壞的情況下，非最佳磨削齒輪會(huì)導(dǎo)致機(jī)油泄漏、潤滑劑泄漏和發(fā)動(dòng)機(jī)損壞。因此必須確保高速電機(jī)的轉(zhuǎn)軸精加工。

與其他零部件相比，電機(jī)的轉(zhuǎn)軸的機(jī)加工工序相對多一些，要經(jīng)過粗車、精車、磨削和銑削等工序，其中磨削的部位包括軸承位、軸伸位和繞線轉(zhuǎn)子電機(jī)集電環(huán)位等。電機(jī)的軸伸有圓柱形，也有圓錐形；特別是對于圓錐形軸伸，是體現(xiàn)磨削技術(shù)的關(guān)鍵。

圖源：京瓷

磨削加工，在機(jī)械加工中隸屬于精加工，加工量少、精度高。電機(jī)轉(zhuǎn)軸在外圓磨床上進(jìn)行，用以磨削軸類工件的外圓柱、外圓錐和軸肩端面。磨削時(shí)，分為兩種：

縱向磨削法：工件低速旋轉(zhuǎn)，如果工件同時(shí)作縱向往復(fù)移動(dòng)，并在縱向移動(dòng)的每次單行程或雙行程后砂輪相對工件作橫向進(jìn)給

切入磨削法：如果砂輪寬度大于被磨削表面的長度,則工件在磨削過程中不作縱向移動(dòng),而是砂輪相對工件連續(xù)進(jìn)行橫向進(jìn)給。

一般切入磨削法效率高于縱向磨削法。如果將砂輪修整成成形面，切入磨削法可加工成形的外表面。

電機(jī)高速滾珠軸承 圖源：精工株式會(huì)社

精密磨削技術(shù)是現(xiàn)代機(jī)械加工領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)精密與超精密加工最有效、應(yīng)用最廣泛的基礎(chǔ)工藝技術(shù)。伴隨著市場需求的不斷發(fā)展，高效、智能、綠色是近未來新的市場方向。PME精密磨削技術(shù)板塊將攜手全球磨削技術(shù)領(lǐng)先企業(yè)聚焦新市場、新方向。