強(qiáng)力成形磨削也稱為緩進(jìn)給成形磨削，是一種先進(jìn)的磨削工藝。這種先進(jìn)工藝自上世紀(jì)60年代以來(lái)的半個(gè)多世紀(jì)中，風(fēng)靡全球，長(zhǎng)盛不衰，并且技術(shù)不斷進(jìn)步。這項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)大大拓寬了平面磨床的加工領(lǐng)域，成功地使平面磨削的加工范疇跳出“平面”，而成為表面磨削，也就是英文“surface”的概念，可以磨削形狀輪廓各異的工件。從平面到表面，這實(shí)在是一個(gè)具有重要意義的工藝革命，是一大技術(shù)創(chuàng)新。隨著數(shù)控技術(shù)的進(jìn)步，緩進(jìn)給強(qiáng)力成形磨削技術(shù)也得到進(jìn)一步的發(fā)展，并不斷擴(kuò)大和拓展應(yīng)用領(lǐng)域，把這種先進(jìn)工藝推廣到包括航天、航空、汽車(chē)、精密機(jī)械加工等工業(yè)部門(mén)，成為加工諸多新型難加工材料的重要手段。對(duì)緩進(jìn)給強(qiáng)力成形磨削而言，某一個(gè)工件的成功磨削就能拓展一個(gè)領(lǐng)域，就能為這個(gè)領(lǐng)域的用戶承擔(dān)交鑰匙工程，在提供先進(jìn)裝備的同時(shí)還提供了先進(jìn)的加工工藝，為用戶創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

　　在飛機(jī)制造工業(yè)中發(fā)揮作用

　　在現(xiàn)代飛機(jī)制造工業(yè)中，有許多形狀復(fù)雜、采用各種難加工材料制成的工件，用其它機(jī)械加工方法很難進(jìn)行精密加工。幾年來(lái)，杭機(jī)已為中國(guó)的國(guó)防工業(yè)、尤其是飛機(jī)制造工業(yè)提供了高技術(shù)含量的MKL7140數(shù)控雙磨頭強(qiáng)力成形磨床、MKL7150七軸五聯(lián)動(dòng)數(shù)控強(qiáng)力成形磨床、MKH450成形磨削加工中心、MKL7120數(shù)控強(qiáng)力成形磨床等機(jī)床，用來(lái)加工飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片樅樹(shù)根榫齒、導(dǎo)向葉片圓弧葉冠、航空發(fā)動(dòng)機(jī)蜂窩段圓弧面以及鎖片槽等，多次得到國(guó)家國(guó)防工業(yè)部門(mén)的表彰。

　　如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工精度、形狀輪廓精度和對(duì)稱度等要求很高，葉片的互換性要求很?chē)?yán)。葉片的材料一般為鎳基耐高溫合金，屬于難加工材料，用常規(guī)磨削或其它金切加工手段很難進(jìn)行加工。葉片的安裝根部，一般為對(duì)稱的樅樹(shù)根形狀，兩個(gè)的對(duì)稱度要求很高，要求能一次加工成形。采用單磨頭機(jī)床就要兩次裝夾兩次加工才能完成磨削樅樹(shù)根葉片的安裝根部，這樣精度很難保證。杭機(jī)開(kāi)發(fā)的MKL7140數(shù)控雙磨頭強(qiáng)力成形磨床已成功用于葉片加工十年。整個(gè)修整與磨削過(guò)程均由程序控制自動(dòng)進(jìn)行，包括冷卻液和滾輪的開(kāi)停，操作者只需拆裝工件即可。針對(duì)不同型號(hào)的葉片磨削，只需更換金剛滾輪即可。批量生產(chǎn)中，只需對(duì)第一個(gè)葉片進(jìn)行對(duì)刀調(diào)試。按照葉片榫齒磨削單邊余量2.5mm，齒部長(zhǎng)度50mm來(lái)算。此類葉片的磨削效率為6分鐘/件。此外，這種雙磨頭強(qiáng)力成形磨床在汽輪機(jī)行業(yè)也得到廣泛應(yīng)用。

　　為了提高渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率，降低能源消耗及減少對(duì)環(huán)境的污染，近年來(lái)各國(guó)在設(shè)計(jì)制造渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，其各級(jí)渦輪葉片密封環(huán)組件大多采用蜂窩結(jié)構(gòu)。根據(jù)每級(jí)渦輪葉片工作環(huán)境的不同，有的采用整體結(jié)構(gòu)，而大多采用由多個(gè)扇形鑲塊組件拼合成一個(gè)密封環(huán)。而單個(gè)扇形鑲塊的蜂窩段弧面最后工序往往是由磨削加工完成的。

　　由于蜂窩段工件圓弧面半徑往往在800-1,000mm左右，且設(shè)計(jì)要求工件蜂窩孔的軸線均應(yīng)指向工作圓弧表面的中心軸線。這就要求磨削的蜂窩表面圓弧半徑精度較高。需要機(jī)床X、Y軸進(jìn)行數(shù)控聯(lián)動(dòng)磨削。渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)密封環(huán)組件的工作溫度大約是650-900℃，目前大多選用具有良好抗氧化性和抗腐蝕性的高溫合金制作。封環(huán)組件所用的高溫鋁合金其主要成份有Ni和Cr。材料有很大的延展性，機(jī)械切削性能較差。磨削后往往會(huì)在蜂窩口出現(xiàn)毛刺和毛邊，大多要靠人工來(lái)去除，這大大影響了工件加工效率和成品率。針對(duì)這個(gè)工件的特點(diǎn)，采用工作臺(tái)速度為12,000mm/min、磨削量0.005mm/次的往復(fù)式成形磨削。杭機(jī)的數(shù)控強(qiáng)力成形磨床已成功用于飛機(jī)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)扇形鑲塊的蜂窩段弧面的加工。

　　此外，杭機(jī)制造的MKL7150×16/2型七軸五聯(lián)動(dòng)數(shù)控強(qiáng)力成形磨床則用于重型燃機(jī)葉片和飛機(jī)導(dǎo)向葉片圓弧葉冠的精密成形磨削；MKL7120×6數(shù)控強(qiáng)力成形磨則用于飛機(jī)葉片鎖片槽的加工。葉片鎖片槽的結(jié)構(gòu)，在葉片的安裝根部，一般為U形，槽底部圓弧與直線的連接要求圓滑過(guò)渡，且一次磨削成形。葉片鎖片槽的精度要求較高，不僅葉片鎖片槽本身的形狀、輪廓度要求很高，而且葉片的互換性要求很?chē)?yán)。

　　在汽車(chē)工業(yè)中大顯身手

　　汽車(chē)轉(zhuǎn)向齒條是汽車(chē)的重要零部件，是齒條齒輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的關(guān)鍵件。2004年，杭機(jī)通過(guò)深入研究和試驗(yàn)，把該機(jī)床系列中通用性較好的MKL7150×10數(shù)控強(qiáng)力成形磨床成功用于汽車(chē)轉(zhuǎn)向齒條的成形磨削加工。迄今為止，機(jī)床已批量提供給國(guó)內(nèi)近10家汽車(chē)零部件制造企業(yè)，杭機(jī)在為用戶提供加工設(shè)備的同時(shí)，把可靠的先進(jìn)工藝連同機(jī)床一起提供給用戶。針對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向齒條磨削寬度在200 mm、切深在5-10 mm，且材料是實(shí)體的實(shí)際情況，MKL7150×10數(shù)控強(qiáng)力成形磨床系列中專用于汽車(chē)轉(zhuǎn)向齒條磨削機(jī)床的磨頭主軸電機(jī)功率高達(dá)77KW，是該系列機(jī)床中較大的一個(gè)品種。砂輪的寬度最大可達(dá)240 mm，是目前國(guó)內(nèi)寬度最大的。砂輪全寬度磨削切深最大為8 mm。　　汽車(chē)轉(zhuǎn)向齒條

　　此外，除了用于上述汽車(chē)轉(zhuǎn)向齒條外，還可以用于大模數(shù)汽車(chē)轉(zhuǎn)向螺母齒的成形磨削。

　　解決液壓件行業(yè)兩大技術(shù)難題

　　近年來(lái)，杭機(jī)開(kāi)發(fā)的數(shù)控強(qiáng)力成形磨床解決了轉(zhuǎn)子槽和擺線輪的磨削加工難題。在轉(zhuǎn)子的加工中，核心技術(shù)是槽口的磨削。隨著技術(shù)進(jìn)步，液壓件行業(yè)對(duì)轉(zhuǎn)子槽精度、表面粗糙度以及加工效率的要求越來(lái)越高，加上大規(guī)格轉(zhuǎn)子的應(yīng)用也越來(lái)越多。比如國(guó)內(nèi)的船舶制造業(yè)所急需的液壓馬達(dá)要求對(duì)大型轉(zhuǎn)子進(jìn)行磨削，轉(zhuǎn)子直徑達(dá)295 mm，厚度195 mm，全槽需要淬火后磨削加工，表面硬度HRC60±3，槽寬尺寸公差要求在0.01 mm以內(nèi)，平行度等精度要求均在0.007 mm內(nèi)，這些要求都是較高的。而常見(jiàn)的轉(zhuǎn)子規(guī)格外徑一般僅在80 mm以內(nèi)，長(zhǎng)度在60 mm以內(nèi)。

　　與國(guó)內(nèi)同類轉(zhuǎn)子槽磨床相比，杭機(jī)的轉(zhuǎn)子槽磨床在結(jié)構(gòu)上有較大創(chuàng)新。機(jī)床配置了剛性較好的能承受大規(guī)格轉(zhuǎn)子的專用夾具，定位可靠，設(shè)計(jì)精巧。還增加了具有技術(shù)創(chuàng)新的每槽定位機(jī)構(gòu)，能在磨削前對(duì)各條槽進(jìn)行精定位。同時(shí)，還采用了對(duì)轉(zhuǎn)子槽磨削至關(guān)重要的CBN砂輪進(jìn)行磨削，CBN砂輪可以修整，修整一次可以磨削80-100只24條槽的轉(zhuǎn)子。每片砂輪可以加工數(shù)百只轉(zhuǎn)子，已接近國(guó)外先進(jìn)水平。　　大規(guī)格船用液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)子在測(cè)量精度

　　擺線輪是擺線輪減速器和液壓馬達(dá)的關(guān)鍵零件，其加工精度直接影響到整套機(jī)構(gòu)的性能。長(zhǎng)期以來(lái)，由于國(guó)內(nèi)缺少數(shù)控強(qiáng)力成形磨床設(shè)備，滿足不了批量生產(chǎn)的要求，直接影響減速器和液壓馬達(dá)、泵的性能。針對(duì)擺線輪的加工難題，杭機(jī)成功開(kāi)發(fā)出可用于擺線輪磨削的強(qiáng)力成形磨。機(jī)床采用進(jìn)口金剛滾輪，并搭配高剛性滾輪修整器，使修整砂輪齒形面高效而精確，對(duì)齒面嚙合度和磨削效率的提高有了可靠保證。機(jī)床自動(dòng)化程度和可靠性高，在磨削過(guò)程中，除工件的裝卸及測(cè)量外，期間均為自動(dòng)完成，提高了生產(chǎn)效率，減少了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

　　船舶葉輪外圓磨削

　　葉輪是渦輪增壓器中的關(guān)鍵零件，其工作轉(zhuǎn)速高，每分鐘達(dá)4萬(wàn)多轉(zhuǎn)，葉輪外圓型面輪廓質(zhì)量直接影響渦輪增壓器的使用壽命和可靠性。針對(duì)該工件的外圓加工特點(diǎn)，杭機(jī)開(kāi)發(fā)了全新結(jié)構(gòu)的全立柱移動(dòng)強(qiáng)力成形磨床。機(jī)床通過(guò)工件頭架回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)工件的外圓成形（修整）磨削，采用這種方式在國(guó)內(nèi)是首創(chuàng)。砂輪修整采用當(dāng)今國(guó)際上先進(jìn)的金剛碟片連續(xù)軌跡修整方式，可滿足多規(guī)格葉輪外圓型面的加工。

　　機(jī)車(chē)、船舶柴油機(jī)連桿齒型磨削

　　連桿的精密加工是動(dòng)力機(jī)車(chē)、船舶柴油機(jī)制造中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。連桿桿身上的齒型與桿蓋上的齒型嚙合度要求較高，齒部輪廓精度要求達(dá)到微米級(jí)，齒面粗糙度Ra0.8m，桿身?xiàng)U蓋的齒面嚙合度≧85%，而且精度穩(wěn)定性要求相當(dāng)高。現(xiàn)在對(duì)接觸面的要求進(jìn)一步提高，要求達(dá)到90%以上。

　　杭機(jī)開(kāi)發(fā)的MKL7150×16數(shù)控強(qiáng)力成形磨床完全可以滿足連桿的齒形加工要求，機(jī)床最大的特點(diǎn)是采用雙砂輪組合磨削技術(shù)，兩片砂輪可同時(shí)對(duì)連桿桿身和桿蓋的前后齒進(jìn)行成形磨削，連桿齒部磨削寬度達(dá)230 mm，這樣保證了工件的整體精度穩(wěn)定性，在提高磨削效率的同時(shí)保證了連桿齒面的嚙合度。

　　機(jī)床工業(yè)中磨削鼠牙盤(pán)等關(guān)鍵零件

　　鼠牙盤(pán)端面齒盤(pán)在加工中心、數(shù)控車(chē)床等機(jī)床制造中占了很大的比重，這種分度臺(tái)的特點(diǎn)是以固定值進(jìn)行定位，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位剛度好、重復(fù)分度精度高，定位速度快，廣泛應(yīng)用于各種加工和測(cè)量裝置中。端面齒加工水平的高低直接影響分度裝置的精度，也最終對(duì)整機(jī)的加工精度產(chǎn)生相當(dāng)大的影響。鼠牙盤(pán)端面齒的加工極為關(guān)鍵和重要。鼠牙盤(pán)端面齒數(shù)控成形磨床是圓盤(pán)型工件的成形磨削，在技術(shù)上與以前的縱向成形工件有較大的變化。杭機(jī)成功開(kāi)發(fā)制造了數(shù)控鼠牙盤(pán)磨床，解決了鼠牙盤(pán)端面齒數(shù)控成形磨床諸多關(guān)鍵技術(shù)，如機(jī)床主軸熱伸長(zhǎng)控制、數(shù)控分度盤(pán)的正確安裝和使用，各齒的平均分布與加工，端面成形磨削技術(shù)的探索與經(jīng)驗(yàn)積累，針對(duì)鼠牙盤(pán)磨削加工的數(shù)控裝置的配置與磨削程序、砂輪的成形修整技術(shù)等。

　　在工量具工業(yè)中

　　在工量具工業(yè)中，有許多適合強(qiáng)力成形磨削加工的工件，典型的有游標(biāo)卡尺。在采用強(qiáng)力成形磨削之前，游標(biāo)卡尺的加工工藝比較落后，工序多、加工余量大、裝夾次數(shù)多、累積誤差大，致使尺身和尺框不能互換、廢品率高、生產(chǎn)效率低。顯然，這種傳統(tǒng)工藝不能適應(yīng)游標(biāo)卡尺生產(chǎn)的發(fā)展。目前，強(qiáng)力成形磨削用于游標(biāo)卡尺的工藝已相當(dāng)成熟，可以實(shí)現(xiàn)游標(biāo)卡尺尺身正反兩面槽一次成形磨、數(shù)顯游標(biāo)卡尺尺身槽一次成形磨削、游標(biāo)卡尺尺框槽一次成形磨削和游標(biāo)卡尺尺身頭部和尺框外形一次成形磨削。

　　剝線鉗為電工常用工具之一，此工具最關(guān)鍵部位為鉗口的齒形和刃口。齒形的大小和上下額的對(duì)稱度直接影響使用性能。由于剝線鉗口硬度很高，最外處的齒形較小，又有斜刃口，普通的加工方式無(wú)法加工或者很難加工。齒形如圖，半圓尺寸精度要求高。對(duì)于這樣的工件，成形磨削加工是最好的解決方法。

　　機(jī)床采用大氣孔成形磨砂輪、專用機(jī)械或液壓夾具，一次裝夾6-8件，機(jī)械或液壓夾緊。以剝線鉗的定位銷(xiāo)孔和定位面定位，兩側(cè)面夾緊固定。配置專用臺(tái)式滾輪修整器和金剛石滾輪直接對(duì)砂輪進(jìn)行成形修整。直接對(duì)工件毛坯進(jìn)行成形磨削，以一次成形加工6件算，加工節(jié)拍達(dá)到每件35秒。

　　儀表工業(yè)

　　2010年5月，杭機(jī)根據(jù)8字形轉(zhuǎn)子的工作原理并參考國(guó)外轉(zhuǎn)子的加工工藝，成功開(kāi)發(fā)出國(guó)內(nèi)首臺(tái)數(shù)控泵輪轉(zhuǎn)子成形磨床，為中國(guó)羅茨泵和羅茨儀表的批量生產(chǎn)提供了可靠的設(shè)備保障，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

　　該機(jī)床是在原有數(shù)控強(qiáng)力成形磨床的基礎(chǔ)上，增加了專用的浮動(dòng)支撐夾具和專用的金剛滾輪成形修整器，很好地解決了轉(zhuǎn)子的加工難題。機(jī)床在磨削過(guò)程中，除工件的裝、卸和測(cè)量外，均為自動(dòng)完成。目前，首臺(tái)泵輪轉(zhuǎn)子成形磨床已通過(guò)用戶驗(yàn)收并投入正常的批量生產(chǎn)使用，加工出的產(chǎn)品精度均在0.01 mm以內(nèi)，達(dá)到用戶的技術(shù)要求。單件的加工時(shí)間小于6分鐘，效率較高。

　　其它

　　數(shù)控強(qiáng)力成形磨床還成功用于許多行業(yè)的關(guān)鍵零件加工，如車(chē)床三爪卡盤(pán)的卡盤(pán)爪導(dǎo)向槽一次成形磨削。中國(guó)是一個(gè)車(chē)床生產(chǎn)大國(guó)，車(chē)床的年產(chǎn)量達(dá)數(shù)萬(wàn)臺(tái)之多。因此，為車(chē)床配套的卡盤(pán)數(shù)量非常大。其中，三爪卡盤(pán)占了較大的比重，這種卡盤(pán)有三個(gè)相距120°的卡爪，三個(gè)卡爪始終同時(shí)張開(kāi)或靠攏。夾緊迅速方便，不需找正，具有較高的自動(dòng)定心精度。在車(chē)床卡盤(pán)的制造中，卡盤(pán)爪導(dǎo)向槽的加工非常關(guān)鍵，其加工精度的高低直接影響到工件的夾緊精度。

　　2005年，為浙江海寧某公司制造了一臺(tái)專門(mén)用于圓切口銑刀的MKL71206/2強(qiáng)力成形磨床，該機(jī)床成功解決了磨削加工薄片銑刀鋸片的技術(shù)難題。這種鋸片銑刀只有薄薄的0.25 mm，直徑很小。材料是難磨材料工具合金鋼，采用其它機(jī)械加工方法是很難進(jìn)行加工的。我們?cè)跈C(jī)床上設(shè)計(jì)了專用夾具，把400片鋸片疊在一起用CBN砂輪進(jìn)行成形磨削加工，磨削方式是采用每齒分度縱向緩進(jìn)強(qiáng)力磨削，一齒一齒地磨削。鋸片滿足了各項(xiàng)精度要求，而且加工的效率非常高，解決了用戶生產(chǎn)中的瓶頸問(wèn)題，受到用戶的歡迎。

　　強(qiáng)力成形磨削前景廣闊，仍需大力開(kāi)拓

　　為了進(jìn)一步開(kāi)拓和弘揚(yáng)強(qiáng)力成形磨削先進(jìn)工藝，促進(jìn)這種高效機(jī)床的應(yīng)用和在不同行業(yè)的推廣，作為行業(yè)骨干機(jī)床裝備制造廠的任務(wù)很重，可謂是任重道遠(yuǎn)。中國(guó)在此領(lǐng)域雖然已取得令人矚目的成就，有了與國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家同類機(jī)床比拼的實(shí)力，但是在機(jī)床的制造水平、創(chuàng)新能力、推廣應(yīng)用等方面仍有較大差距，需要我們繼續(xù)不懈地努力去攀登一個(gè)又一個(gè)高峰，占領(lǐng)新的技術(shù)制高點(diǎn)。杭機(jī)集團(tuán)多年來(lái)的實(shí)踐證明，數(shù)控強(qiáng)力成形磨床的推進(jìn)就是要通過(guò)一個(gè)又一個(gè)工件的突破，逐步占領(lǐng)新的領(lǐng)域。因此，需要我們有耐心和毅力，其中售前服務(wù)非常重要，它是銷(xiāo)售工作中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，切不可忽視。即使在開(kāi)始的試磨中因工藝不成熟、磨削結(jié)果不理想也不要?dú)怵H，應(yīng)當(dāng)靜下心來(lái)進(jìn)行研究攻關(guān)。一旦攻關(guān)成功，就必能收獲一片領(lǐng)地。近期，杭機(jī)集團(tuán)的專業(yè)技術(shù)人員又為汽車(chē)、紡機(jī)等行業(yè)試磨了轉(zhuǎn)向搖臂軸扇形齒、非圓齒輪、分梳輥齒等加工難度較大的工件，都取得了一定成果，相信數(shù)控強(qiáng)力成形磨床一定能推廣到更多、更廣闊的工業(yè)領(lǐng)域，在中國(guó)的現(xiàn)代化進(jìn)程中發(fā)揮重要的作用。