陳循介

(北京機(jī)床研究所)

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日本目前的機(jī)床技術(shù)水平、特點(diǎn)及其發(fā)展動(dòng)向

陳循介

(北京機(jī)床研究所)

“機(jī)床”，作為制造工農(nóng)兵學(xué)商醫(yī)各業(yè)、民用軍工所需各種裝備的“工作母機(jī)”，對(duì)制造業(yè)以至整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，起到極其重要的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性作用。目前，世界上德國(guó)、日本的機(jī)床技術(shù)，特別是數(shù)控(NC)機(jī)床的技術(shù)水平最高，其精度、效率、自動(dòng)化水平、科研、設(shè)計(jì)、制造開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品能力最強(qiáng)。日本的統(tǒng)計(jì)資料、數(shù)據(jù)較多，對(duì)機(jī)床技術(shù)水平與發(fā)展動(dòng)向也時(shí)有積極分析。

今對(duì)日本目前的機(jī)床技術(shù)水平、特點(diǎn)及其發(fā)展動(dòng)向作介紹，可供我國(guó)機(jī)床技術(shù)發(fā)展參考借鑒。

1　立式加工中心

發(fā)展趨勢(shì)：向低速重切削需求方向變化。

立式加工中心為銑床、鏜床類機(jī)床。在模具等板型類零件的加工、中小型零件加工領(lǐng)域廣泛使用。

日本2015年的立式加工中心產(chǎn)量為52 460臺(tái)，比上年增0.9%，金額約3 501.62億日元(約合28.7億美元，以1美元=122日元計(jì))。

近年來(lái)，模具、航空業(yè)、重工業(yè)有關(guān)方面發(fā)展需求活躍。用戶方面的需求動(dòng)向，由高速高進(jìn)給向低速重切削方向變化。因?yàn)樵谕ǔＧ闆r下，加工條件嚴(yán)格，高速高進(jìn)給的加工，必須要有高價(jià)的刀具。為減少費(fèi)用，故重視向低速重切削方向發(fā)展。

較典型的立式加工中心機(jī)床，如日本OKK公司的VM660R型，具有高剛性、高可靠性特點(diǎn)，其在努力提高重切削性能。這類機(jī)床，床身采用高剛性的箱形結(jié)構(gòu)、三角形結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)筋，大大提高了機(jī)床剛性。而且，主軸的驅(qū)動(dòng)部分加入了聯(lián)齒輪，具有合適的高扭矩。

2　臥式加工中心

發(fā)展趨勢(shì)：提高加工精度和效率；飛機(jī)、汽車(chē)需求增多。

臥式加工中心，最初開(kāi)發(fā)屬鏜床系列，為對(duì)應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)動(dòng)生產(chǎn)線、生產(chǎn)需求，常裝有自動(dòng)交換工作臺(tái)；而且加工面垂直具有容易排屑優(yōu)點(diǎn)。

近年，飛機(jī)和汽車(chē)產(chǎn)業(yè)對(duì)其需求增多，為適應(yīng)更大范圍加工需求，在大力開(kāi)發(fā)適合于飛機(jī)零件加工的5軸臥式加工中心。

2015年日本生產(chǎn)臥式加工中心4 739臺(tái)，比上年增加7.1%，金額為1 386.68億日元(約合11.36億美元；1美元=122日元)，比上年增加5.6%，連續(xù)2年產(chǎn)量增加。

典型的如日本安田工業(yè)公司的YBM10T-100TT型臥式加工中心。特點(diǎn)是主軸裝備2個(gè)電機(jī)。既適合于高扭矩重切削，又能實(shí)現(xiàn)高精度高光潔度的精加工。工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)軸采用比過(guò)去提高效率30%的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)高剛性、高精度，兩全其美。該機(jī)床中國(guó)和其他亞洲國(guó)家進(jìn)的很多。

3　小型加工中心

發(fā)展趨勢(shì)：實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)零件高效加工，為實(shí)現(xiàn)降低費(fèi)用，對(duì)大零件加工提高效率，提高復(fù)合加工機(jī)集約程度的需求增多。

小型加工中心，為具有高生產(chǎn)率、省占地面積、省能源、低費(fèi)用特征的機(jī)床。汽車(chē)、1T(信息技術(shù))業(yè)等的許多量產(chǎn)零件加工需求廣。目前，世界汽車(chē)工業(yè)等設(shè)備投資活躍，新興國(guó)家的汽車(chē)工業(yè)從日本引進(jìn)合作生產(chǎn)增多。但中國(guó)的汽車(chē)、IT機(jī)械業(yè)界有減少傾向。近年來(lái)，為降低成本，對(duì)大工件提高生產(chǎn)率和復(fù)合加工機(jī)的工序集約程度的需求呼聲增加。

日本的兄弟工業(yè)公司(Brother Co)，30多年來(lái)連續(xù)不斷開(kāi)發(fā)BT30號(hào)主軸的小型加工中心，不但努力提高生產(chǎn)效率、加工能力、環(huán)保性能等特點(diǎn)，還努力擴(kuò)大加工領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)各種新機(jī)床，以對(duì)應(yīng)各種加工需求，并實(shí)現(xiàn)豐富多彩的生產(chǎn)線。不斷提高主軸的剛性、扭矩，刀具制造廠不斷開(kāi)發(fā)新的合用刀具，能對(duì)各種鋼件、不繡鋼件等實(shí)行高速加工。

該公司的“speedeo加速”系列小型加工中心，是機(jī)電一體化的機(jī)床，能優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)加工量產(chǎn)的零件。其采用高效率主軸電動(dòng)機(jī)，從低速區(qū)到高速區(qū)均能充分發(fā)揮高效生產(chǎn)能力。采用自主開(kāi)發(fā)的伺服技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)高速、高精度的加工。今后，機(jī)床還要加入針對(duì)不同特性零件進(jìn)行特性化加工的性能和機(jī)能，使機(jī)床能實(shí)現(xiàn)最高的性價(jià)比。并努力開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)同其他公司產(chǎn)品的差異化。

4　龍門(mén)加工中心

發(fā)展趨勢(shì)：日本從國(guó)外引進(jìn)重型機(jī)床生產(chǎn)，引人注目。

龍門(mén)加工中心，適合于大型工件的重切削和精密加工。裝有立臥式主軸回轉(zhuǎn)頭，裝卸主軸頭附件的5面加工機(jī)床，是適用于加工大件的重型機(jī)床。具有工作臺(tái)式、龍門(mén)式等使用各種良好附件的多種型式。在一臺(tái)機(jī)床上可加工不同大件，并能大大提高生產(chǎn)效率。

目前，在中國(guó)市場(chǎng)上，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)機(jī)床合作生產(chǎn)的趨向在減少。而在日本，由于政府實(shí)行輔助金政策，引進(jìn)國(guó)外重型機(jī)床合作生產(chǎn)的勢(shì)頭正在增加。汽車(chē)和許多大型裝備制造業(yè)對(duì)重型機(jī)床的需求較多，國(guó)內(nèi)外的訂貨十分興旺。

日本的新日本工機(jī)公司，擅長(zhǎng)生產(chǎn)從中型到大型的機(jī)床，為汽車(chē)、飛機(jī)、建筑、能源、造船業(yè)等方面提供各種不同機(jī)床。產(chǎn)品種類多，適合于用戶的具體需求。

為實(shí)現(xiàn)在開(kāi)發(fā)機(jī)床產(chǎn)品時(shí)降低成本，努力重視推進(jìn)模塊化設(shè)計(jì)，該公司重視機(jī)床零部件的通用化技術(shù)開(kāi)發(fā)工作。機(jī)床市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)，用戶的最終要需求是加工質(zhì)量好、穩(wěn)定、機(jī)床價(jià)格便宜。目前，出口韓國(guó)以汽車(chē)工業(yè)需求為中心的“RB系列”、“DC系列”大型機(jī)床，交易旺盛。

5　5軸加工中心

發(fā)展趨勢(shì)：提高加減速和隨動(dòng)性。

5軸加工中心，是在直線運(yùn)動(dòng)和3軸(XYZ軸)之上，再加上2個(gè)回轉(zhuǎn)軸組成。而2個(gè)回轉(zhuǎn)軸的組成，可有多種不同方式。例如：在水平回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上加立式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，在水平回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，加上傾斜角度變化的主軸等。

5軸加工中心還分兩種。一種是使用回轉(zhuǎn)軸不同位置的分度分軸，第二種是直線3軸加回轉(zhuǎn)2軸同時(shí)控制的5軸控制。

其特點(diǎn)是：①工件一次裝夾可實(shí)現(xiàn)多面加工；②卡具簡(jiǎn)化；③縮短刀具長(zhǎng)度；④提高加工精度；⑤排屑和冷卻容易。

直線3軸和回轉(zhuǎn)2軸同時(shí)控制的5軸加工中心的特點(diǎn)：能加工各種復(fù)雜零件的工件。但必須解決好工件和刀具的后干涉難題。

5軸加工中心，在美國(guó)阿波羅登月計(jì)劃中火箭的復(fù)雜零件的加工中曾經(jīng)采用。其后，飛機(jī)的翼部和輪船的螺旋漿等零件的加工都曾使用。主要是在宇航業(yè)、造船業(yè)、軍工業(yè)有關(guān)設(shè)備制造加工中。近年來(lái)，宇航業(yè)的需求更活躍，飛機(jī)、汽車(chē)、家電方面等許多復(fù)雜零件的加工，需求活躍。

三井精機(jī)公司，擅長(zhǎng)5軸加工中心的制造開(kāi)發(fā)，在飛機(jī)、模具上都采用其機(jī)床，十分興旺。以北美為中心的宇航業(yè)的許多用戶，對(duì)5軸加工中心的技術(shù)要求十分嚴(yán)格，針對(duì)產(chǎn)品加工要求開(kāi)發(fā)機(jī)床。要對(duì)應(yīng)鈦合金等難切削材料的高效加工、用戶的特殊要求，相應(yīng)的柔性化等需要供應(yīng)優(yōu)質(zhì)機(jī)床。近來(lái)，機(jī)床開(kāi)發(fā)的注意力主要集中在對(duì)機(jī)床采用回轉(zhuǎn)軸的直接傳動(dòng)(DD)電機(jī)、提高加減速和隨動(dòng)性上。三井精加工業(yè)公司的Vertex 55xII葉片加工5軸MC。

6　NC立式車(chē)床

發(fā)展趨勢(shì)：超高壓冷卻部加工難切削材料。

NC立式車(chē)床，是主軸垂直的車(chē)床，直徑大的重型工件加工時(shí)使用。當(dāng)其裝有刀具自動(dòng)交換裝置時(shí)，成為加工中心一類的產(chǎn)品。最近，航空方面、發(fā)電業(yè)等需要高質(zhì)量的軸承，其制造廠對(duì)比試車(chē)床多有需求。

飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)零件，大都采用鈦合金、鎳基合金等材料，立式車(chē)床為了提高難切削材料切削效率和生產(chǎn)率，常采用超過(guò)7 MPa的超高壓冷卻液。

日本的O-M公司，應(yīng)顧客需要，常采用切屑罩、混合冷卻液、冷卻液專門(mén)裝置等最適用的冷卻系統(tǒng)方案。其主力機(jī)種“V1Lex”系列NC立式車(chē)床，具有高效率、高耐性、高精度的特征，適合于飛機(jī)零件，特別是火箭、導(dǎo)彈、引擎、零件的加工。

在國(guó)內(nèi)外，顧客要求加工面精銑和削減人工費(fèi)用兩全；要求大力開(kāi)發(fā)機(jī)床自動(dòng)化、機(jī)床操作的輔助軟件等。O—M公司在致力于提高生產(chǎn)率、自動(dòng)化、無(wú)人化，對(duì)應(yīng)環(huán)境和提高操作性的各種新開(kāi)發(fā)課題。

7　NC車(chē)床

發(fā)展趨勢(shì)：需求硬切削增多。

車(chē)床是利用工件裝在主軸上實(shí)行旋轉(zhuǎn)，用裝在刀架上的刀具，對(duì)工件進(jìn)行圓筒形外圓切削的機(jī)床。NC車(chē)床是刀具的運(yùn)動(dòng)由數(shù)字控制按照一定程序?qū)ぜ煌课贿M(jìn)行加工，主要優(yōu)點(diǎn)是不需要依靠熟練操作工人的手腕而能實(shí)現(xiàn)優(yōu)良品質(zhì)的工件加工。

日本2015年NC車(chē)床的生產(chǎn)為6 765臺(tái)，比上年增1.0%，金額達(dá)2 639.53億日元(約合21.63億美元匯率1美元=122日元)。

近年，汽車(chē)零件業(yè)界交易良好。特別是近年來(lái)為減少費(fèi)用，硬切削的需求增多，工件淬火后，過(guò)去需要進(jìn)行磨削精加工，現(xiàn)在可以由硬車(chē)削來(lái)完成。設(shè)備的小型化需求更強(qiáng)烈。

從事量產(chǎn)的工用車(chē)床生產(chǎn)的村田機(jī)械公司已實(shí)現(xiàn)了硬車(chē)削、高剛性機(jī)床的組成自動(dòng)線，不僅可單機(jī)使用，而且配有傳送裝置和計(jì)測(cè)設(shè)施，以交鑰匙方式提供給用戶。

8　自動(dòng)車(chē)床

發(fā)展趨勢(shì)：機(jī)床和網(wǎng)絡(luò)融合，實(shí)現(xiàn)價(jià)值。

自動(dòng)車(chē)床是用棒料毛坯連續(xù)加工出成品零件的機(jī)床，裝上棒料毛坯上下料裝置可實(shí)現(xiàn)機(jī)床長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，還有主軸箱可移動(dòng)的結(jié)構(gòu)，對(duì)細(xì)長(zhǎng)棒料毛坯實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)加工。

主軸箱不移動(dòng)的結(jié)構(gòu)，則能實(shí)現(xiàn)短工件的加工，加工內(nèi)容可包括車(chē)削、開(kāi)孔、鉆孔、鉆削、鏜削等。還可附有主軸停止裝置，實(shí)現(xiàn)銑削、切斷等二次加工。

西鐵城機(jī)械公司，近年來(lái)開(kāi)發(fā)了對(duì)應(yīng)新形勢(shì)不同新型棒材毛坯加工的多工位加工中心MC20型NC自動(dòng)車(chē)床。而且為提高性價(jià)比還考慮用戶的使用環(huán)境，開(kāi)發(fā)適應(yīng)用戶環(huán)境的新型機(jī)床，今后其努力方向是進(jìn)一步提高性能復(fù)合化程度，減少空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，進(jìn)一步提高生產(chǎn)率。

該公司還提供在機(jī)床上具有強(qiáng)切削切割的低周波振動(dòng)切削技術(shù)，組入激光加工機(jī)能的機(jī)床。目前國(guó)內(nèi)外多購(gòu)買(mǎi)中高級(jí)水平的機(jī)床，特別是日本、美國(guó)先進(jìn)國(guó)家的銷售情況良好。其中，L系列、M系列、BNJ系列、BNA系列的機(jī)床，聲望很高。

9　其他NC銑床

發(fā)展趨勢(shì)：開(kāi)發(fā)對(duì)應(yīng)專用加工的機(jī)床技術(shù)能力。

銑床是刀具旋轉(zhuǎn)進(jìn)行切削的機(jī)床，是萬(wàn)能型加工機(jī)床，現(xiàn)在還有一些用于特殊加工的專用NC銑床，平面銑、仿形銑、溝槽銑、半月形溝槽銑、曲軸銑等等，也都是用戶所需要。

要求品質(zhì)好、可靠、加工性能穩(wěn)定、縮短循環(huán)時(shí)間、減少運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用等，特別是特殊的鍵槽銑床。這種銑床專用性強(qiáng)，機(jī)床含有專用卡具、刀具、鍵槽特殊加工用裝置等。

日本的元久保工作所，專門(mén)開(kāi)發(fā)特殊用途鍵槽銑、銷子銑、花鍵銑、半月形溝槽銑等專用銑床，價(jià)格實(shí)惠，能使用10～20年，性能穩(wěn)定可靠?，F(xiàn)在汽車(chē)業(yè)零件、摩托車(chē)零件，各種產(chǎn)業(yè)需用的專用銑床需求活躍。

10　鏜床

發(fā)展趨勢(shì)：能源業(yè)等購(gòu)買(mǎi)活躍大大提高自動(dòng)化。

鏜床，在回轉(zhuǎn)主軸和鏜桿上裝銑刀對(duì)工件進(jìn)行孔加工，達(dá)到規(guī)定尺寸和高精度。一般不僅進(jìn)行鏜削，還裝鉸刀進(jìn)行鉸制加工，可進(jìn)行平面切削、銑加工等。最近，在鏜床上還像加工中心(MC)一樣，裝有自動(dòng)換刀裝置(ATC)。

日本2015年鏜床的產(chǎn)量為318臺(tái)比上年增23.7%，金額為150.92億日元(約合1.23億美元，按匯率1美元=122日元計(jì)算)，增幅較大，創(chuàng)經(jīng)濟(jì)危機(jī)以來(lái)最高額。

活躍的能源業(yè)等有關(guān)長(zhǎng)遠(yuǎn)性發(fā)展產(chǎn)業(yè)需求活躍，日本野村制作所從1958年以來(lái)一直生產(chǎn)開(kāi)發(fā)鏜床，重點(diǎn)針對(duì)美國(guó)能源市場(chǎng)。該廠的著力點(diǎn)是在NC臥式或鏜床上裝有面盤(pán)，安裝工件成為“面削中心”。在臥式鏜床上進(jìn)行車(chē)削，必須裝有可卸式面盤(pán)。該廠的“面削中心”組入面盤(pán)，對(duì)工件的安裝大大縮短調(diào)整時(shí)間，實(shí)現(xiàn)高剛性、高效率生產(chǎn)。

11　NC外圓磨床

發(fā)展趨勢(shì)：提高生產(chǎn)效率，節(jié)省占地面積呼聲高。

外圓磨床是用回轉(zhuǎn)軸砂輪，對(duì)圓筒形回轉(zhuǎn)工件進(jìn)行外圓面加工機(jī)床，用于對(duì)工件實(shí)現(xiàn)高精度加工。

磨削的方法有：①砂輪對(duì)回轉(zhuǎn)工件進(jìn)行切入式磨削。②工作臺(tái)左右移動(dòng)，砂輪對(duì)裝在工作臺(tái)上的工件進(jìn)行切入和往復(fù)運(yùn)動(dòng)磨削。③傾斜的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，對(duì)工件進(jìn)行圓錐形加工等。

2015年，日本生產(chǎn)NC外圓磨床1 704臺(tái)，比上年增10.4%。金額為417.2億日元(約合3.4億美元，以比率1美元=122日元計(jì))。

近年來(lái)，汽車(chē)業(yè)等有關(guān)行業(yè)對(duì)NC外圈磨床購(gòu)置活躍，特別是汽車(chē)傳動(dòng)部件的市場(chǎng)需求更多。由于燃料費(fèi)提高，在進(jìn)一步加強(qiáng)傳動(dòng)部件的小型化、輕量化產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)上，競(jìng)爭(zhēng)激烈，因此國(guó)內(nèi)外對(duì)NC外圓磨床在提高生產(chǎn)效率、省占地面積等的呼聲更強(qiáng)烈。日本杰伊德克特公司按照需要，于2016年4月11日推出了新的NC外圓磨床e500G系列。該機(jī)床系采用自行開(kāi)發(fā)的軸承，剛性和減衰性能大大提高，能實(shí)現(xiàn)更可靠穩(wěn)定的磨削與精度。

12　NC內(nèi)圓磨床

發(fā)展趨勢(shì)：適于汽車(chē)重要零件加工向高精、高效、高自動(dòng)化發(fā)展。

NC內(nèi)圓磨床，磨削各種零件的內(nèi)孔，適合于各種裝備和精密部體零件的精密加工，不能磨削與孔垂直的端面。砂輪架上采用內(nèi)裝飾式電動(dòng)機(jī)，是剛性大大提高的機(jī)床。

內(nèi)圓磨床在向智能化發(fā)展。砂輪對(duì)工件的粗磨和精磨，可由時(shí)間來(lái)自動(dòng)控制，機(jī)床配有學(xué)習(xí)最適磨削條件的CNC系統(tǒng)。裝有各種傳感器，來(lái)幫助實(shí)現(xiàn)磨削的自動(dòng)化、智能化。

近年來(lái)，汽車(chē)、風(fēng)力、太陽(yáng)能發(fā)電等再生能源、機(jī)器人有關(guān)裝備的需求形勢(shì)良好，從而軸承、齒輪等配套的需求也增多。為提高加工效率和精度，對(duì)NC內(nèi)圓磨床的需求增多，因此，機(jī)床上配裝傳送裝置，采用機(jī)器人實(shí)現(xiàn)無(wú)人化、省力化的需求不斷增多。為對(duì)應(yīng)這些需求，日本的豐田歐以迪克公司開(kāi)發(fā)了裝有自動(dòng)換砂輪裝置(ATC)機(jī)器人、儲(chǔ)存器、傳送裝置等能實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、穩(wěn)定工作的內(nèi)外圓磨削加工TVG—20C系列機(jī)床。該機(jī)床的砂輪主軸和控制輪體均由其自行開(kāi)發(fā)。

該公司對(duì)機(jī)床的開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵詞為自動(dòng)化、工序集約、高精度三點(diǎn)。自動(dòng)化，目標(biāo)為安裝、調(diào)整的省力化、無(wú)人化。工序集約為一次工件裝夾，能實(shí)現(xiàn)復(fù)數(shù)面的加工，大大提高工件加工的質(zhì)量精度。機(jī)床的性價(jià)比高，對(duì)用戶的需求密切重視。

13　NC平面磨床

發(fā)展趨勢(shì)：注重在機(jī)床上測(cè)量和復(fù)合化加工。

平面磨床，是用砂輪對(duì)工件表面進(jìn)行精密加工的機(jī)床。角形、板形件的精密加工都需采用。平面磨床有多種型式，砂輪軸有水平的臥式、垂直的立式平磨，還有橫梁移動(dòng)的龍門(mén)式磨床多種。

日本2015年的平面磨床產(chǎn)量為600臺(tái)，比上年增加10.9%，金額為118.48億日元(約合0.97億美元，匯率1美元=122日元)，比上年增加3.6%。

目前，汽車(chē)業(yè)需要的壓力機(jī)模具和鍛造機(jī)用的模具需求情況活躍。模具的成套件增多，精度要求不斷提高，另外鑄造模具不用切削加工而用精密成形法制成。近年來(lái)，工件在機(jī)床上測(cè)量，內(nèi)圓、外圓磨削復(fù)合化需求增加。

針對(duì)這些需求，日本岡本機(jī)床制作所作為綜合性的砂輪加工機(jī)床制造者，對(duì)機(jī)床和砂輪等總的技術(shù)需求，發(fā)展方向研究強(qiáng)化。而且，不斷投入人才，加強(qiáng)對(duì)高效率磨削、復(fù)合磨削、機(jī)上測(cè)量/自動(dòng)補(bǔ)償?shù)戎卮蠹夹g(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

14　NC無(wú)心磨床

發(fā)展趨勢(shì)：國(guó)內(nèi)外對(duì)提高自動(dòng)化需求上升。

無(wú)心磨床，是用磨削砂輪、支持導(dǎo)輪、支數(shù)3點(diǎn)支承，對(duì)圓形工件進(jìn)行精密磨削的機(jī)床。主要特點(diǎn)：當(dāng)工件加工時(shí)，無(wú)車(chē)床外圓磨床那樣的卡盤(pán)和頂尖支承，節(jié)省了工件的裝夾。工件上供料和卸料快，能實(shí)現(xiàn)大量生產(chǎn)。圓形工件的磨削，采用通過(guò)法，錐形工件等采用切入磨削法。

日本2015年，無(wú)心磨床出口117臺(tái)，金額16.47億日元(約合0.135億美元，以匯率1美元=122日元計(jì))。其中，對(duì)中國(guó)的出口金額為6.32億日元(約0.051億美元)，占全體的40%。

15　NC工具磨床

發(fā)展趨勢(shì)：提高自動(dòng)化程度，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人化運(yùn)轉(zhuǎn)。

NC工具磨床，目的是磨削各種不同刀具，無(wú)特殊結(jié)構(gòu)。主要是應(yīng)用外圓磨床和平面磨床的一些技術(shù)。加工對(duì)象為可換端銑刀，錐形端銑刀、鏜削端銑刀、弧形端銑刀、鉸刀等。正面銑等復(fù)雜形狀的刀具較多。為此，需要多軸控制，多的甚至要10軸控制。工件一次裝夾，對(duì)外圓、尖端、圓弧等全自動(dòng)磨成。能實(shí)現(xiàn)刀具的連續(xù)加工。

目前，汽車(chē)、飛機(jī)產(chǎn)業(yè)對(duì)NC工具磨床的需求活躍。而切削刀具的消費(fèi)量增多，刀具制造者和磨削行業(yè)的銷售情況良好。對(duì)高精、高效磨削，難切削材料的自動(dòng)化加工、自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)補(bǔ)償自動(dòng)加工的自動(dòng)化需求增多，也需求進(jìn)一步充實(shí)砂輪冷卻裝置。自動(dòng)潤(rùn)滑油供給裝置搭載，對(duì)切削刀具的重磨、刀具制造的效率和高精度機(jī)能進(jìn)一步充實(shí)。

牧野機(jī)床精機(jī)公司的NC工具磨床，擁有熱變形對(duì)策，減少振動(dòng)特點(diǎn)的卡盤(pán)，有高功率的砂輪軸，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)無(wú)人化運(yùn)轉(zhuǎn)，長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定，高精、高效的磨削。對(duì)中國(guó)、泰國(guó)、印度尼西亞等國(guó)的銷售情況良好。其主力產(chǎn)品為AGE30型高精度CNC工具磨床。機(jī)床具有高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。搭載自動(dòng)化裝置，采用獨(dú)自開(kāi)發(fā)的編程系統(tǒng)，操作性好，加工效率高。

16　NC齒輪磨床

發(fā)展趨勢(shì)：提供平衡的良好加工方法。

NC齒輪磨床，是對(duì)液化后的齒輪進(jìn)行高精、高效加工的機(jī)床，加工方式主要有2種：一種是創(chuàng)成式，采用滾齒形式砂輪的瑞士Reishauer方式；一種是采用2片碟狀砂輪磨削的美國(guó)Maag方式。最近，汽車(chē)減速機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械等事業(yè)發(fā)展，對(duì)高精度齒輪的需求增多。

用戶的需求是高精度、低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，縮短循化時(shí)間。

日本清和鐵工公司的開(kāi)發(fā)方針是針對(duì)用戶的不同需求提供最佳方案。對(duì)精度、效率、減少費(fèi)用三者進(jìn)行平衡，研究提供最佳加工方法。采用CBN砂輪進(jìn)行創(chuàng)成，成形齒輪磨削、CBN砂輪壽命長(zhǎng)，不需要砂輪修正，加工費(fèi)用下降。創(chuàng)成磨削法，能進(jìn)行粗、精加工，適合于汽車(chē)傳動(dòng)齒輪等的大量生產(chǎn)。成形磨削機(jī)床，對(duì)建筑機(jī)械等的大型齒輪精加工比較合適。

17　NC滾齒機(jī)

發(fā)展趨勢(shì)：汽車(chē)關(guān)連產(chǎn)業(yè)，購(gòu)買(mǎi)情況良好，要求高速化、復(fù)合化。

NC滾齒機(jī)，是齒輪加工方面的主力機(jī)種。齒輪的用途和要求性能各異，對(duì)滾齒機(jī)的要求也有所不同。例如，汽車(chē)傳動(dòng)用齒輪高速運(yùn)轉(zhuǎn)，要求高精度、高生產(chǎn)率、低振動(dòng)、低噪音。

隨著排氣新規(guī)則、新型傳動(dòng)的開(kāi)發(fā)，汽車(chē)業(yè)有關(guān)方面對(duì)齒輪的需求增多。日本國(guó)內(nèi)最近對(duì)機(jī)床在縮短循環(huán)時(shí)間、加工高速化、復(fù)合化的要求增多。特別是齒輪加工的復(fù)合化程度要求提高。

日本2015年NC滾齒機(jī)生產(chǎn)611臺(tái)，比上年增加18.4%，金額為235.62億日元(約合1.93億美元，按匯率1美元=122日元計(jì))，比上年增加32.9%。

近年來(lái)，齒輪加工引人注目的是開(kāi)發(fā)出一種琢齒加工法(scabbing)，日本卡西富士公司在研究開(kāi)發(fā)琢齒專用機(jī)系列。而且硬齒面滾切加工業(yè)也在發(fā)展，還在開(kāi)發(fā)切削水平更高的高精度加工方法。

18　NC放電線切割機(jī)

發(fā)展趨勢(shì)：向高精度和無(wú)人化兩方面發(fā)展。

放電線切割機(jī)，是用線作為電極，通過(guò)放電時(shí)工件的互相作用、進(jìn)行加工。壓模、沖橫加工等使用。能進(jìn)行精密加工，缺點(diǎn)是時(shí)間長(zhǎng)。用戶大多在夜間開(kāi)動(dòng)，希望實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化無(wú)人化。

日本2015年產(chǎn)量2 516臺(tái)，金額為306.62億日元(約合2.51億美元，以匯率1美元=122日元計(jì))，是經(jīng)濟(jì)危機(jī)以來(lái)最高額。

汽車(chē)業(yè)關(guān)連的連結(jié)加工模具和探測(cè)器用的聯(lián)接頭模具等，市場(chǎng)情況良好。最近，對(duì)提高加工光潔度、精度、效率、微細(xì)加工的需求增多。日本西部電機(jī)公司生產(chǎn)的新型機(jī)床和新型電路，為自主開(kāi)發(fā)，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、無(wú)人化加工。而且電線的自動(dòng)結(jié)線和核心針腳機(jī)能、熱調(diào)節(jié)等技術(shù)均為自主開(kāi)發(fā)，高精度、無(wú)人化兩全其美。

19　NC電加工成形機(jī)床

發(fā)展趨勢(shì)：需求進(jìn)一步提高精度和效率。

NC電加工成形機(jī)床，是利用電極和工件之間的從千分之一秒到百萬(wàn)分之一秒的電脈沖放電作用，將電極的形狀轉(zhuǎn)變成為工件形狀的機(jī)床。這種加工方法的優(yōu)點(diǎn)，是不受工件硬度的限制，可對(duì)淬火鋼、超硬合金，各種難切削材料進(jìn)行高精度加工。電極材料采用銅和石墨材料，電極的控備遠(yuǎn)比復(fù)雜加工更為簡(jiǎn)單。

2015年日本的NC電加工成形機(jī)床為646臺(tái)，比上年增加20.7%，金額為76.97億日元(約合0.63億美元，按匯率1美元=122日元計(jì))，是經(jīng)濟(jì)危機(jī)后的最高額。

近年來(lái)，汽車(chē)關(guān)連和手機(jī)等情報(bào)終端的市場(chǎng)活躍。汽產(chǎn)業(yè)為提高生產(chǎn)率，推進(jìn)鍛造化，對(duì)鍛造模具需求增多。情報(bào)末端部件要求小型化，微細(xì)高精度模具需求增加。而且，模具加工，迫切要求提高精度和效率。

日本三菱電機(jī)公司的NC放電成型加工機(jī)，有自主開(kāi)發(fā)的“消熱功能”創(chuàng)新技術(shù)。能實(shí)現(xiàn)高精度加工。組入人機(jī)交互網(wǎng)絡(luò)，能大大提高電加工的生產(chǎn)效率。

20　NC小孔電加工機(jī)床

發(fā)展趨勢(shì)：向微細(xì)化和超高速加工發(fā)展。

NC小孔電加工機(jī)床，是在從為加工線切割機(jī)的初始小孔和模具放氣通孔開(kāi)始而普及的機(jī)床?？蓱?yīng)用于加工φ0.1 mm以下的小孔。一般的小孔加工，是用電加工機(jī)床、激光加工機(jī)、小孔鉆床切割而成。而NC小孔電加工機(jī)床，則用于深孔、孔深/直徑(L/D)超過(guò)500的加工。近年來(lái)汽車(chē)、飛機(jī)、醫(yī)療機(jī)械、半導(dǎo)體的陶瓷模具、各種精密件、特殊開(kāi)發(fā)加工等的小孔加工需求增多。

為提高飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率，不斷開(kāi)發(fā)能耐引擎燃燒突高溫的鈦合金和鎳合金難削材料，不受材料硬度約制的小孔電加工機(jī)床各方面需求增加。另外，由于各種復(fù)雜的小孔加工情況特殊，對(duì)機(jī)床技術(shù)本身提出了許多要求，如平平板加工時(shí)，為了使用解析技術(shù)達(dá)到冷氣流動(dòng)最適角度，必需加工復(fù)雜角度的小孔；醫(yī)療機(jī)械零件的小孔加工，有各種不同復(fù)雜情況，要求機(jī)床的主軸頭能擺動(dòng)，工作臺(tái)能轉(zhuǎn)動(dòng)等等。

日本的阿司迪克公司，不僅重視開(kāi)發(fā)性價(jià)比高的通用性NC小孔加工機(jī)床，還重視開(kāi)發(fā)連續(xù)加工、針對(duì)各種不同小孔加工需求的專用機(jī)床。

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Technical level, characteristic and developing trend of current Japanese machine tools

CHEN Xunjie

(Beijing Machine Tool Research Institute)

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