凌天白 何永義
摘 要:隨著國際和國內(nèi)制造業(yè)的高速發(fā)展,傳統(tǒng)的數(shù)控磨床已經(jīng)無法滿足現(xiàn)今制造業(yè)的需求,對高端數(shù)控磨床的發(fā)展提出了更高的要求。由于數(shù)控磨床在處理加工精密、復(fù)雜、多種類等方面表現(xiàn)出了很高的效率,它作為自動化機(jī)床的一種,代表著現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床的發(fā)展方向。高端數(shù)控機(jī)床有效提升了各行業(yè)的生產(chǎn)效率,尤其是在汽車行業(yè)中,產(chǎn)品的更新速度和社會的精細(xì)化分工越來越快,對產(chǎn)品的需求越來越個性化,高端數(shù)控磨床的設(shè)計開始柔性化發(fā)展。
關(guān)鍵詞:高端數(shù)控磨床;發(fā)展;復(fù)合化
前言
數(shù)控機(jī)床代表著國家的生產(chǎn)力,是制造業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)備之一。國家十二五期間,我國的汽車、鐵路、公路、機(jī)械等的高速發(fā)展對數(shù)控機(jī)床的需求發(fā)生了很大的變化,表現(xiàn)在:對機(jī)床的需求增大;機(jī)床的消費重點為國家船用設(shè)備;市場對高端數(shù)控機(jī)床的需求增加。我國的機(jī)床產(chǎn)業(yè)表現(xiàn)出很明顯的區(qū)域性,其中上海、杭州、無錫等地的高端數(shù)控磨床占全國比例的一半以上,已經(jīng)是我國磨床的重要開發(fā)區(qū)域。上海機(jī)床有限公司作為我國高端精密數(shù)控磨床制作企業(yè),在數(shù)控機(jī)床行業(yè)起著舉足輕重的地位。在所有的數(shù)控機(jī)床當(dāng)中,高端數(shù)控磨床是需要精細(xì)加工的數(shù)控機(jī)床,磨床的精度影響著磨床所生產(chǎn)加工的零件、設(shè)備的質(zhì)量和精度。
隨著國內(nèi)外制造行業(yè)的高速發(fā)展,磨床市場越來越大。然而,在我國的高端數(shù)控磨床市場中,我國的磨床的進(jìn)口在一半以上,同時,我國的磨床市場以中端磨床為主,國內(nèi)生產(chǎn)的磨床總體工藝能力要低于進(jìn)口磨床水平。
1 磨床模塊化設(shè)計
隨著制造行業(yè)的精細(xì)化、分工化發(fā)展,磨床的發(fā)展越來越合理化、智能化。目前提出了可重構(gòu)機(jī)床的理念,也就是模塊化機(jī)床,這種機(jī)床的設(shè)計基礎(chǔ)就是機(jī)床結(jié)構(gòu)和功能的模塊化。
上海機(jī)床有限公司在設(shè)計數(shù)控磨床過程中,在整合新舊產(chǎn)品的基礎(chǔ)上形成了非常豐富的功能模塊,通過模塊的差異化組合進(jìn)而加工成不同的產(chǎn)品。磨床模塊化設(shè)計的優(yōu)勢,使得磨床所生產(chǎn)的產(chǎn)品逐步使用模塊化的設(shè)計理念。模塊化磨床的設(shè)計極大地提升了磨床生產(chǎn)產(chǎn)品的效率,一定程度上推動了制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,減小了產(chǎn)品的制作周期。
2 高端數(shù)控磨床的特點及發(fā)展
高端數(shù)控磨床指的是那些精密、大型、智能、高效的數(shù)控機(jī)床,它的功能多樣,可以加工生產(chǎn)復(fù)雜精密零部件,在設(shè)計和制造上有很大的難度,具體表現(xiàn)為以下發(fā)展特點:
2.1 磨削方式的復(fù)合化、多樣化
伴隨著社會各方面的快速發(fā)展,市場對機(jī)械加工的要求越來越高,其中最基本需求就是速度、效率、精度,而傳統(tǒng)的數(shù)控磨床已經(jīng)很難滿足現(xiàn)代加工業(yè)的需求,復(fù)合磨削成為磨削加工方式的主要發(fā)展趨勢。
高端復(fù)合化磨削是現(xiàn)代制造產(chǎn)業(yè)的一種精細(xì)加工設(shè)備之一,在汽車、鐵路、橋梁、軍工等方面可以解決很多制造難題,尤其是動力裝置、傳動設(shè)備等零部件的加工,加工過程中要確保零部件的質(zhì)量、精度和效率,高端數(shù)控磨床已經(jīng)成為國外制造業(yè)的重要加工保障。而我國這方面的數(shù)控磨床設(shè)備大都需要進(jìn)口,國內(nèi)的磨床工藝和國外的相比還有很大的差距,國外的磨床復(fù)合化技術(shù)先進(jìn),同時設(shè)備價格也非常昂貴。國內(nèi)高端復(fù)合磨床的起步晚、技術(shù)積累低,和國外的同種數(shù)控磨床相比,磨床數(shù)量少、制作工藝低。但是從10年以后,我國的高端復(fù)合數(shù)控磨床有了很大的發(fā)展,大力振興生產(chǎn)制造業(yè),國內(nèi)的機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)都開始重視對復(fù)合磨床的自主研發(fā)。
2.2 磨削速度的高速發(fā)展
高速磨削速度指的是五倍以上普通磨削速度,和普通磨削速度相比,高速磨削有以下優(yōu)勢:磨床的高速磨削改善了數(shù)控磨床的磨削效率;高速磨削的加工精度和質(zhì)量較高;高速磨削可以增強(qiáng)砂輪的使用,降低材料的消耗。近幾年來,國外的超高速磨床磨削有了很大的發(fā)展,具體表現(xiàn)為磨削機(jī)理和磨削速度上,立方氮化硼、金剛石等材料在砂輪中的使用,使得高速磨削有了發(fā)展基礎(chǔ)。目前,我國的高速磨削成果還沒有實現(xiàn)商業(yè)化,上海機(jī)床有限公司設(shè)計出的磨床最高磨削速度為150m/s,主要用于對超硬材料、復(fù)合材料的精密加工。高速磨削作為現(xiàn)代制造產(chǎn)業(yè)中的先進(jìn)、前沿工藝,加工范圍廣、效率高、精度高。在我國推廣發(fā)展高速磨床,可以有效提升我國制造業(yè)的加工能力。
2.3 磨床切削的精度發(fā)展
磨床的切削加工可以分為普通、精密和超精密加工,對于不同的生產(chǎn)零部件有不同的加工精度要求,超精密加工切削后的產(chǎn)品表面粗糙度低,加工精度高,可以達(dá)到納米級別。超精密磨削加工的基礎(chǔ)是超精密磨床,現(xiàn)今超精密磨床的發(fā)展趨勢是自動、精度化。我國精密磨床的切削還在初級階段,哈工大的袁哲俊教授在國產(chǎn)數(shù)控磨床上研發(fā)了磨削設(shè)備,實現(xiàn)了傳統(tǒng)難以加工材料的精密磨削加工。
3 我國磨床工藝以及存在的問題
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,高端數(shù)控機(jī)床進(jìn)入了高速發(fā)展期,通過對國外先進(jìn)磨床工藝技術(shù)的引進(jìn)、自身工藝的創(chuàng)新等,堅持產(chǎn)學(xué)研的發(fā)展合作,已經(jīng)基本具備高端數(shù)控磨床的自主研發(fā)能力,國內(nèi)數(shù)控機(jī)床行業(yè)涌現(xiàn)出了一大批實力強(qiáng)、有特色的公司,以市場為導(dǎo)向、以需求為動力,開發(fā)出了有競爭力的數(shù)控磨床。雖然我國在高端數(shù)控磨床上有了很大的進(jìn)步,但是,和國外的先進(jìn)高端磨床相比,國產(chǎn)的磨床在加工效率、質(zhì)量、復(fù)合性和智能化等方面還有很大的差距,表現(xiàn)為:磨床零部件功能配套的薄弱性;磨床設(shè)計理念的滯后性;高端磨床控制方式的落后性。
分析國內(nèi)外高端數(shù)控磨床之間的差距,主要原因是我國數(shù)控磨床技術(shù)落后、零部件的制造工藝較低、重要零部件的設(shè)計理念落后以及核心技術(shù)的不足等等都是影響我國高端數(shù)控磨床發(fā)展的重要因素。
4 結(jié)束語
通過把國內(nèi)高端磨床公司和國外先進(jìn)磨床公司相互對比,追蹤國外先進(jìn)磨床公司工藝,以市場為導(dǎo)向,提升自主研發(fā)能力、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。隨著我國“高端數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制作設(shè)備”這一科技重大專項的實施,希望國內(nèi)的高端數(shù)控磨床公司以此為契機(jī),加強(qiáng)物理和仿真實驗的并重,重視實驗基地的建設(shè);將研究所、企業(yè)、高校緊密結(jié)合,加強(qiáng)合作,把高??蒲谐晒袌龌?、工業(yè)化;調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變發(fā)展方式,促使我國高端數(shù)控磨床向著超高精度、高磨削速度、復(fù)合智能化方向發(fā)展。
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