报告出品方:天风证券
以下为报告原文节选
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1、加工精度优势显著,细分领域高专精度
1.1磨削加工精度高,磨床广泛用于零件表面精加工
磨削指用磨料/磨具切除工件上多余材料的精加工方法:因磨削加工对各种工件材料和各种几何表面具有广泛适应性,被广泛应用于机械制造行业;根据工件被加工表面的形状和砂轮与工件之间的相对运动,磨削加工分为外圆磨削、内圆磨削、平面磨削等几种加工类型。磨削加工精度高:磨削加工精度方面显著优于车、镗、铣等,表面粗糙度可达Ra12.5~0.01????,其中精密磨削表面粗糙度为0.16~0.04??m;超精密磨削表面粗糙度为0.04~0.01??m;镜面磨削表面粗糙度可达0.01??m以下。
磨床是以磨料/磨具为工具进行磨削加工的机床:广泛用于零件表面的精加工,尤其适用于淬硬钢件和高硬度特殊材料的精加工。磨削加工较易获得高的加工精度和小的表面粗糙度值,在一般加工条件下,精度为IT5~IT6级,表面粗糙度为Ra0.2~1.25??m;在高精度外圆磨床上进行精密磨削时,尺寸精度可达0.2??m,圆度可达0.1??m,表面粗糙度可控制到Ra0.01??m,精密平面磨削的平面度可达∶0.。外圆/内圆/平面磨床应用广泛:现代磨床主要发展趋势是提高机床的加工效率,提高机床的自动化程度以及进一步提高机床的加工精度和减小表面粗糙度值。为了适应磨削各种加工表面、工件形状及生产批量要求,磨床的种类很多;在生产中应用最广泛的是外圆磨床、内圆磨床和平面磨床三类。此外,还有对凸轮、螺纹、齿轮等零件进行磨削加工的专用磨床。
1.2外圆磨床:机械加工重要手段,适应范围较广
外圆磨削:是用砂轮外圆周面来磨削工件的外回转表面,外圆磨削是机械零部件制造加工的一种重要手段;其不仅能加工圆柱面,还能加工圆锥面、端面(台阶部分)、球面和特殊形状的外表面等。这些磨削方式按照不同的进给方向又可分为纵磨法和横磨法两种形式。?纵磨法:磨削外圆时,砂轮的高速旋转为主运动。工件做圆周进给运动,同时随工作台沿工件轴向做纵向进给运动。每单次行程或没往复行程终了时,砂轮做周期的横向进给,磨去工件径向的全部余量,是目前最广泛的磨削方法。?横磨法:采用这种磨削形式,在磨削外圆时,砂轮宽度比工件的磨削宽度大,工件不需要做纵向进给运动,砂轮以缓慢的速度连续或断续地沿工件径向做横向进给运动,直至磨到工件尺寸要求为止。
1.2外圆磨床:机械加工重要手段,加工效率较高
无心外圆磨削:工件置于砂轮和导轮之间的托板上,以工件自身外圆为定位基准。当砂轮以转速n0旋转,工件就有与砂轮相同的线速度回转的趋势,但是由于受到导轮摩擦力对工件的制约作用,结果使工件以接近于导轮线速度(nw转速)回转。从而在砂轮和工件之间形成很大的速度差,据此产生磨削作用。无心外圆磨削有贯穿磨法(左a)和切入磨法(左b)。无心外圆磨床主要特点是工作效率高、通用性好、模块化程度高、精度和刚性高:主要适用于对各种圈类、轴类及管类零件的圆柱面进行通抛光。但无心外圆磨床依靠外圆自旋转加工,加工成圆的精度不如外圆磨床,外圆磨床能保证工件同心度;所以圆度要求高的工件使用无心磨床加工前先用外圆磨床加工圆后再使用无心磨床加工会更好。
1.内圆磨床:磨削直径较小,用于加工内表面
内圆磨削主要用于磨削内圆柱面、内圆锥面及端面等:其用砂轮磨削工件内孔的磨削方式称为内圆磨削,可以在专用的内圆磨床上进行,也能够在具备内圆磨头的万能外圆磨床上实现。内圆磨削可以分为普通内圆磨削、无心内圆磨削和砂轮做行星运动的磨削方式。与外圆磨削相比,内园磨削主要有下列特征:①加工部位:所加工工件的形状基本类似,大多都是用来磨削加工圆柱、圆锥等形状的工件;不同的是磨削加工工件的部位,内圆磨床主要用来磨削加工工件的内表面,而外圆磨床主要用来磨削加工工件的外表面。②砂轮尺寸:内圆磨床的磨削直径通常会比较小,因为受到工件孔径的约束,所以为了确保工件的加工质量,内圆磨床使用的砂轮会比较软,并且会比较小;而外圆磨床的砂轮尺寸要比内圆磨床的砂轮大很多,并且形状基本都是圆形。③磨削方法:外圆磨床又纵磨、横磨、深磨及混合磨四种方法;而内圆磨床的磨削方法只有纵磨法和横磨法,纵磨适合磨削加工通孔和不通孔,横磨法适合磨削加工长度较短的工件。
1.4平面磨床:周磨法适用于精磨,端磨法适用于粗磨
平面磨床主要用于磨削工件上的平面:磨平面时,一般是以一个平面为基准磨削另一个平面。若两个平面都要磨削且要求平行时,则可互为基准,反复磨削。平面磨削常用的方法有两种:一种是用砂轮的周边在卧轴矩形工作台平面磨床上进行磨削,即周磨法(左a和b);另一种是用砂轮的端面在立轴圆形工作台平面磨床上进行磨削,即端磨法(左c和d)。周磨法适用于精磨,端磨法适用于粗磨:用周磨法磨削平面时,砂轮与工件接触面积小,排屑和冷却条件好,工件发热变形小,而且砂轮圆周表面磨损均匀,所以能获得较好的加工质量,但磨削效率较低,适用于精磨。用端磨法磨削平面时,刚好和周磨法相反,它的磨削效率较高,但磨削精度较低,适用于粗磨。
1.5珩磨机:擅长加工高精度孔,使用寿命较久
珩磨机主要用于加工高精度孔:利用珩磨头珩磨工件精加工表面的磨床。主要用在汽车、拖拉机、液压件、轴承、航空等制造业中珩磨工件的高精度孔。其具有以下加工特点:1)加工精度高,精度高于磨削,偏差小;2)表面交叉网纹,利于润滑油储存,工件表面平整性好;)研磨速度低,耐磨损,使用寿命久。珩磨机有立式和卧式两种:
?立式珩磨机:主轴工作行程较短,适用于珩磨缸体和箱体孔等;镶嵌有油石的珩磨头由竖直安置的主轴带动旋转,同时在液压装置的驱动下作垂直往复进给运动。?卧式珩磨机:工作行程较长,适用于珩磨深孔,深度可达mm。水平安置的珩磨头不旋转,只作轴向往复运动,工件由主轴带动旋转,床身中部设有支承工件的中心架和支承珩磨杆的导向架。
1.6研磨机床:磨床精度之最,用于精细微加工
研磨机床为准确研磨抛光设备:研磨机床是用涂上或嵌入磨料的研具对工件表面进行研磨的磨床;被磨、抛材料放于平整的研磨盘上,研磨盘逆时钟转动,修正轮带动工件自转,重力加压或其它方式对工件施压,工件与研磨盘作相对运转摩擦,来达到研磨抛光目的。研磨机床主要用来研磨工件中的高精度平面、圆锥面、球面以及其他的型面;研磨机床的主要类型有:圆盘式研磨机床、转轴式研磨机床和各种专用研磨机床。磨削机床与研磨机床的主要区别是磨具不同,大多数磨削机床使用砂轮加工,而研磨机床是用涂上或嵌入磨料的研具加工。研磨是精加工操作,以显示出较高的表面质量,形状和尺寸的准确性;还可以对过硬的材料进行研磨操作且研磨机床适用于研磨工件平面或圆柱形内外表面。?磨削机床一般是指使用砂轮等磨具对工件表面进行进行磨削加工操作的机床,加工量比较大,使工件达到要求的尺寸精度和表面质量标准;而研磨机床主要是达到要求的表面配合质量,只是对工件某处表面进行细微的去除,加工量较小。
1.7超精密磨削:高精密、高效率和低成本
磨削加工一般分为普通磨削、精密磨削、高精密磨削和超精密磨削加工:
精密磨削主要靠精密磨床的精度保证:精密磨削主要靠对砂轮的精细修整,使用金刚石修整工具以极小而又均匀的微进给(10~15mm/min),获得众多的等高微刃,加工表面磨削痕迹微细,最后采用无火花光磨。由于微切削、滑挤和摩擦等综合作用,达到低表面粗糙度和高精度要求。超精密磨削的特点是高精密、高效率和低成本:超精密磨削是当代能达到最低磨削表面粗糙度和最高加工精度的磨削方法。超精密磨削去除量最薄,采用较小修整导程和吃刀量来修整砂轮,是靠超微细磨粒等高微刃磨削作用,并采用较小的磨削用量磨削。超精密磨削要求严格消除振动和恒温及超净的工作环境。超精密磨削的光磨微细摩擦作用带有一定的研抛作用性质。使表面粗糙度Ra≤0.01μm,表面光泽如镜面的磨削方法,称为镜面磨削。
1.8超高速磨削:最引人