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官方微信摘要 日本加工機床由于其高品質卓越可靠性，國際上獲得了很高評價，因此才能超越歐洲老牌工業強國，24年產值一直保持世界第一。特別立式臥式加工心等切削加工機床生產，無論數量上還質量上都全球獨...
日本加工機床由于其高品質卓越可靠性，國際上獲得了很高評價，因此才能超越歐洲老牌工業強國，24年產值一(yi)直(zhi)保持世界第一(yi)。特(te)別立式臥式加工心等(deng)切削加工機床生(sheng)產，無論數量上(shang)還質(zhi)量上(shang)都全球獨占鰲頭。不(bu)過，德國、意大利等(deng)歐(ou)洲國家(jia)磨(mo)床生(sheng)產方面也具有優勢，日本(ben)爭(zheng)取機床出口額領先(xian)有力競爭(zheng)對手(shou)。
近年來，電子產品加工開始高速增長，超精密、高性能磨床不可或缺，尤其對小型制品進行高精度磨削加工需求很大。
本文主要對日本引以為傲高技術水平、高附加值磨床產品進行了展望，并重點介紹了光學零件生產不可缺少精密模具磨削加工技術。此外，還介紹了今后具有良好發展前景磨削加工心同時具備磨削功能復合加工機床。
日本磨床國際市場地位
如前所述，日本機床產值24年一直(zhi)占據首位，德國則緊跟其后。進入21世紀后，國機床(chuang)產(chan)值急速增長，現位列(lie)第(di)3。近年來，意大(da)利機床(chuang)生產(chan)也處于上升趨勢，名(ming)列(lie)第(di)4。
統計世界各國磨床產值產量相關數據時，由于項目分類方法沒有國際統一標準，因此獲取正確數據上存一定困難。其還有一些國家未公布相關產值產量數據。
根據相關數據，平面磨床出口額前三甲分別為德國、日本意大利。進口額最高國，并處于逐年上升趨勢。從數量上看，國無論進口還出口都占據高位(臺灣地區出(chu)口臺數也不少)。根據出(chu)口平面磨床單價(jia)來計算，相對于德國(1,580萬日(ri)(ri)(ri)元)、日(ri)(ri)(ri)本(ben)(1,360萬日(ri)(ri)(ri)元)高價(jia)位(wei)，國(70萬日(ri)(ri)(ri)元)臺灣地區(140萬日(ri)(ri)(ri)元)價(jia)位(wei)則較低(di)。可見，從單價(jia)來看，平面磨床產地呈現兩(liang)極分化(hua)趨勢。
日本德國進口磨床臺數較多，這因為其機床制造商將海外工廠設東南亞等地，然后從海外工廠進口本國不生產低價磨床，造成進口臺數增加。無論如何，從全球來看，德國、日本意大利高性能平面磨床主要供應基地毋庸置疑。
雖然國出口磨床臺數也不少，但從金額來看，卻排名第一進口大國。而美國雖然進口磨床臺數較多，但金額卻相對較低。由此可知，美國主要使用一些價格較低磨床。另外，從金額來看，美國磨床最大出口目地德國;而從(cong)數量上看，則(ze)臺(tai)灣地(di)區。
磨削加工超精密化
(1)微型球面(mian)透鏡(jing)排列磨削加工實例
日本數碼相機、帶拍照功能手機監視鏡頭等方面引領著世界潮流。現，像素提高價格降低日新月異，其就蘊含了微型球面透鏡等光學零件超精密加工不斷進步。
部大學鈴木浩文教授提出了對生產微型球面透鏡硬質合金模具進行超精密磨削方法。以前，一個模具只能成形一個透鏡，但現，排列放置模具使大批量生產透鏡成為可能，從而降低了生產成本。微球面凸透鏡模具加工采用四軸聯動超精密磨削裝置成形金剛石砂輪，通過同步控制實現創成運動。將工件安裝主軸上，使其低速旋轉，將截面形狀為凹面(或凸面(mian))金剛石砂輪安(an)裝旋轉(zhuan)縱軸上，進(jin)行磨削(xue)加工(gong)(gong)。首先，低速旋轉(zhuan)時，要確保(bao)工(gong)(gong)件與(yu)砂輪之間保(bao)持一定距(ju)離，砂輪與(yu)工(gong)(gong)件旋轉(zhuan)方(fang)向(xiang)速度要保(bao)持同(tong)步(bu)，以實(shi)現對(dui)凹面(mian)(或凸面(mian))球面(mian)形狀精密磨削(xue)。然(ran)后，調整工(gong)(gong)件位置(zhi)，并重復上述加工(gong)(gong)動作。
為了實現高速、高精度同步控制，必須擁有先進數控系統機械結構。東芝機械生產ULG-100D超精(jing)密(mi)曲(qu)面磨床采用(yong)直線電機進(jin)給驅動(dong)V-V回轉組合，實現(xian)了1nm步距(ju)進(jin)給，解決了象限突(tu)起問題，借助平滑圓弧(hu)插(cha)補實現(xian)了自由曲(qu)面加工。
為了使金剛石砂輪正確成形，砂輪修整技術不可或缺。鈴木教授使用釩系列合金結合劑，使1500#、3000#熱固性樹脂金(jin)剛石砂輪成形半(ban)徑(jing)達到(dao)了(le)R2.5mm。
(2)配備直線(xian)電機磨(mo)床
平面磨床進給以前采用油缸驅動，后來，油缸驅動控制應用了油壓伺服系統技術，可很短行程實現高速反向，從而實現快速磨削。近年來，直線電機驅動將取代以往油缸驅動，提高能效同時，實現了高精度，也為維護工作環境保護地球環境做出了貢獻。
岡本工機生產UPG310Li磨床采用直線(xian)電機驅動，實(shi)現了(le)20mm行程、500次(ci)/min高(gao)速往返，使打孔機之類小型零件磨削加(jia)工(gong)時間大幅縮短。此外，該(gai)磨床工(gong)作臺還(huan)配(pei)備了(le)可(ke)變滑動系統，保證高(gao)剛性同時，降低了(le)摩擦系數，實(shi)現了(le)對微型模具高(gao)能效、高(gao)精度加(jia)工(gong)。
磨削加工復合化
(1)磨削加工心
銑床已從數控銑床發展為銑削加工心，車床也經由數控車床升級為車削加工心。就磨床而言，數控磨床已經得到實際應用，但磨削加工心尚未得到普及，其今后發展值得期待。
磨削加工心，包含了從磨床加工心發展而來兩套系統。一般來說，設有管理各種砂輪砂輪自動更換裝置(ATC)、自動測(ce)量裝置(zhi)工(gong)件交換裝置(zhi)。相對于銑(xian)削車(che)削加(jia)(jia)工(gong)心(xin)來說，磨削加(jia)(jia)工(gong)心(xin)困難(nan)之處于：①工(gong)具磨損;②很難(nan)保持加(jia)(jia)工(gong)零件高精度(du);③要(yao)求精度(du)較高;④磨屑碎(sui)片很小，容易掉入機床運動部件。
太陽工機以立式內圓磨床為基礎制造IGV-1 NT磨(mo)(mo)削加工心利用六角形砂(sha)輪(lun)放置臺實現(xian)了砂(sha)輪(lun)自(zi)動(dong)交換;自(zi)動(dong)裝置可(ke)確(que)保加工精度。該機可(ke)對外圓、內徑、端面進行精密(mi)磨(mo)(mo)削，適合各(ge)種齒輪(lun)法蘭盤磨(mo)(mo)削加工。
大阪機工以銑削加工心為基礎開發GC620磨削加工心(xin)不但(dan)保留了(le)加工心(xin)性能(neng)優(you)勢，還優(you)化了(le)冷卻(que)劑(ji)磨屑處理功能(neng)。使用水(shui)溶性切削油(you)，有(you)利于機床防銹。工作臺(tai)上配備有(you)砂(sha)輪(lun)(lun)自動(dong)修整裝置，能(neng)及(ji)時修整砂(sha)輪(lun)(lun)直徑長、寬尺寸，可以(yi)長時間連續磨削加工。
(2)帶磨削功能復合加工機床
磨削加工心再進一步發展，就多功能復合加工機床。復合加工機床除了可以進行磨削加工以外，還可以進行切削加工、激光加工、放電加工等。機床制造商將各種加工能力組合一起，開發出各種新型機床，這日本國際機床展覽會(JIMTOF)上隨處可(ke)見。
例如，福岡工業大學仙波卓彌教授開發了一種兼具激光加工磨削功能復合加工機床。粗加工時使用激光，精加工時采用磨削。復合加工機床內部裝有用于加工激光聚光系統用于觀測加工表面光學系統。此外，可通過壓縮空氣摻入氮氣，來調整輔助氣體氧濃度。磨削加工采用3000#電鍍砂輪(lun)，而修整砂輪(lun)則使用8000#帶電修整工具。該系統可短(duan)時間(jian)內，完成對(dui)玻璃(li)狀碳素工件(jian)80nm以下(xia)平滑表面復合加工。
牧野精機開發將放電加工與磨削加工融為一體CNJ2-E復合加工(gong)(gong)(gong)機床(chuang)利用放電(dian)加工(gong)(gong)(gong)進行高(gao)能(neng)效粗加工(gong)(gong)(gong)，然后通過(guo)磨削完成最(zui)終形(xing)狀加工(gong)(gong)(gong)。
磨削加工心復合加工機床都采用工件一次裝夾加工，因此能將安裝誤差影響降至最低，能夠有效適應高精度、高能效、省空間等要求，其發展前景非常值得期待。
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