鏜床創新
1、鏜銑床和銑鏜床的結構特點有什麼概念簡介?
近幾年來,國內外卧式鏜銑床和落地銑鏜床的技術發展非常快,其特點是產品結構不斷更新,新技術應用層出不窮,工藝性能復合化,速度、效率不斷提高,突出精細化製造。
卧式鏜銑床的發展以其注入加速度概念而倍受關注,為高速運行作技術支撐的傳動元件電主軸、直線電機、線性導軌等得到廣泛應用,將機床的運行速度推向了新的高度。而主軸可更換式卧式鏜銑加工中心的創新設計解決了電主軸與鏜桿移動伸縮式結構各存利弊的不足,具有復合加工與一機兩用的功效,也是卧式鏜銑床的一大技術創新。
落地式銑鏜床的發展以其新的設計理念現代加工的潮流,以高速加工為理念的無鏜軸滑枕式、多種銑頭交換使用的結構型式盡顯風采,大有替代傳統銑削加工的趨勢。以兩坐標擺角銑頭為代表的各種銑頭附件成為實現高速、復合加工的主要手段,其工藝性能更廣,功率更大,剛性更強,是落地銑鏜床發展的一大突破。
卧式鏜銑床結構特點:
卧式鏜銑床的主要關鍵部件是主軸箱,安裝在立柱側面,也有少數廠家採用雙立柱的熱對稱結構,將主軸箱置於立柱中間,這種結構最大特點是剛性、平衡性、散熱性能好,為主軸箱高速運行提供了可靠保證。但是,雙立柱結構不便於維護保養,是當今採用的廠家不多的原因。主軸箱移動多通過電機驅動滾珠絲桿進行傳動,是主軸驅動核心傳動裝置,多採用靜承支承,由伺服電機驅動滾珠絲桿進行驅動。由於主軸轉速越來越高,主軸升溫快,現在,已有很多廠家將採用油霧冷卻以替代油冷卻,更有效地控制主軸升溫,使其精度得到有效保證。
主軸系統主要有兩種結構型式,一種是傳統的鏜桿伸縮式結構,具有鏜深孔及大功率切削的特點;另一種是現代高速電主軸結構,具有轉速高,運行速度快,高精的優點。
高速電主軸在卧式鏜銑床上的應用越來越多,除了主軸速度和精度大幅提高外,還簡化了主軸箱內部結構,縮短了製造周期,尤其是能進行高速切削,電主軸轉速最高可大10000r/min以上。不足之處在於功率受到限制,其製造成本較高,尤其是不能進行深孔加工。而鏜桿伸縮式結構其速度有限,精度雖不如電主軸結構,但可進行深孔加工,且功率大,可進行滿負荷加工,效率高,是電主軸無法比擬的。因此,兩種結構並存,工藝性能各異,卻給用戶提供了更多的選擇。
現在,又開發了一種可更換式主軸系統,具有一機兩用的功效,用戶根據不同的加工對象選擇使用,即電主軸和鏜桿可相互更換使用。這種結構兼顧了兩種結構的不足,還大大降低了成本。是當今卧式鏜銑床的一大創舉。電主軸的優點在於高速切削和快速進給,大大提高了機床的精度和效率。
卧式鏜銑床運行速度越來越高,快速移動速度達到25~30m/min,鏜桿最高轉速6000r/min。而卧式加工中心的速度更高,快速移動高達50m/min,加速度5m/s2,位置精度0.008~0.01mm,重復定位精度0.004~0.005mm。
落地式銑鏜床銑刀:
由於落地式銑鏜床以加工大型零件為主,銑削工藝范圍廣,尤其是大功率、強力切削是落地銑鏜床的一大加工優勢,這也是落地銑鏜床的傳統工藝概念。而當代落地銑鏜床的技術發展,正在改變傳統的工藝概念與加工方法,高速加工的工藝概念正在替代傳統的重切削概念,以高速、高精、帶來加工工藝方法的改變,從而也促進了落地式銑鏜床結構性改變和技術水平的提高。
當今,落地式銑鏜床發展的最大特點是向高速銑削發展,均為滑枕式(無鏜軸)結構,並配備各種不同工藝性能的銑頭附件。該結構的優點是滑枕的截面大,剛性好,行程長,移動速度快,便於安裝各種功能附件,主要是高速鏜、銑頭、兩坐標雙擺角銑頭等,將落地銑鏜床的工藝性能及加工范圍達到,大大提高了加工速度與效率。
傳統的銑削是通過鏜桿進行加工,而現代銑削加工,多由各種功能附件通過滑枕完成,已有替代傳統加工的趨勢,其優點不僅是銑削的速度、效率高,更主要是可進行多面體和曲面的加工,這是傳統加工方法無法完成的。因此,現在,很多廠家都競相開發生產滑枕式(無鏜軸)高速加工中心,在於它的經濟性,技術優勢很明顯,還能大大提高機床的工藝水平和工藝范圍。同時,又提高了加工精度和加工效率。當然,需要各種不同型式的高精密銑頭附件作技術保障,對其要求也很高。
高速銑削給落地式銑鏜床帶來了結構上的變化,主軸箱居中的結構較為普遍,其剛性高,適合高速運行。滑枕驅動結構採用線性導軌,直線電機驅動,這種結構是高速切削所必需的,國外廠家在落地式銑鏜床上都已採用,國內同類產品還不多見,僅在中小規格機床上採用線性導軌。高速加工還對環境、安全提出了更高的要求,這又產生了宜人化生產的概念,各廠家都非常重視機床高速運行狀態下,對人的安全保護與可操作性,將操作台、立柱實行全封閉式結構,既安全又美觀。
工藝特點:
傳統的卧式鏜銑床主要適合各種機械零件的加工,尤其是機械傳動箱體以及各種曲面體零件。由於各種裝備技術水平的提高,對機械結構要求越來越簡化,所需傳動部件更少,特別是作為傳動箱體的零件會越來越少,機械傳動多採取直接驅動,且傳動件的精度要求非常高,這對卧式鏜銑床的工藝性能提出了更高要求。因此,作為傳統的鏜軸式結構的加工對象呈減少的趨勢,將以無鏜軸式電主軸所替代,即以高速加工中心完成各種零件的加工。卧式鏜銑床向高速加工中心發展,一方面工藝適應性更強,另一方面也提高了性能水平和加工精度,在提高了加工工藝范圍的同時,需要各種功能附件作工藝保障,既能鏜銑,又能鑽孔、攻絲,裝上數控擺角銑頭附件,還能加工各種曲面體零件。配備交換式工作台組成柔性加工單元,可對零件進行批量加工。
落地式銑鏜床主要加工各種型面的大型、超大型零件,其工藝特點是配有大型落地式平台(工作台尺寸不受限),可加工超長、超寬的零件。同時,還可配備回轉式工作台,即能作回轉分度,還可作徑向直線運動,通過分度完成對零件的多序加工,大大提高了工藝范圍。現在,義大利Pama(帕瑪)公司生產的落地式銑鏜床專門配備了傾斜式可調角度的工作台,進一步拓寬了加工范圍。而大功率、切削是落地式銑鏜床的一大加工優勢,高速、高精的技術要求越來越影響著落地式銑鏜床的技術發展,是提高落地式銑鏜床工藝水平的重要手段。因此,落地式銑鏜床正在改變單一的大功率、切削,而更多地融入高速、高精的工藝技術內涵。現在,滑枕式結構成已為高速銑鏜加工的主要結構型式,滑枕截面大,剛性高,高速運行穩定性好,便於裝卡各種銑頭附件以實現高速加工。
發展趨勢:
重型機床的發展將呈現兩大趨勢。一方面是技術上以加工中心或大型柔性加工單元、大型組合式復合加工機床為發展方向,其中,卧式鏜銑床將逐步由高速加工中心和柔性加工單元所替代;落地式銑鏜床以發展大型組合式復合加工中心為主,即由兩台或更多主機組合成復合加工機床,以適應大型加工零件的單件小批量生產,工藝復雜,輔助時間和加工周期長的特點,往往由一台機床很難完成所有加工工序,而由兩台組合加工中心就完全可以實現。如:兩台數控龍門鏜銑床組成復合加工中心,並共用床身及導軌,分別配一個矩形工作台和一個回轉工作台(分度),可進行鏜、銑加工;一台落地式銑鏜床與一台數控單柱立車組成大型復合加工中心,共用床身導軌,配一個落地平台和一個回轉台,可完成車、鏜、銑、鑽等加工,回轉台可分度。還有兩台大型落地銑鏜床共用床身導軌等多種組合形式。這樣即節約了佔地面積,降低成本,也提高了加工效率。另一發展趨勢是追求精細化製造,提高裝備製造的工藝含量,體現機床的安安全、環保及人性化的特點。
綜上所述,當代卧式鏜銑床與落地式銑鏜床技術發展非常快,主要體現在設計理念的更新和機床運行速度及製造工藝水平有很大的提高,另一方面是機床結構變化大,新技術的應用層出不窮。卧式鏜銑床的結構向高速電主軸方向發展,落地式銑鏜床向滑枕式(無鏜軸)結構方向發展,功能附件呈高速、多軸聯動、結構型式多樣化的發展態勢,這將是今後一個時期技術發展的新趨勢。
2、瓦特的什麼事例讓你感動
1764年,格拉斯哥大學收到一台要求修理的紐可門蒸汽機,任務交給了瓦特。瓦特將它修好後,看看他工作那麼吃力,就象一個老人在喘氣,顛顛顫顫地負重行走,覺得實在應該將它改進一下。 他注意到毛病主要是缸體隨著蒸汽每次熱了又冷,冷了又熱,白白浪費了許多熱量。能不能讓它一直保持不冷而活塞又照常工作呢?於是他自己出錢租了一個地窖,收集了幾台報廢的蒸汽機,決心要造出一台新式機器來。 從此,瓦特整日擺弄這些機器,兩年後,總算弄出個新機樣子。可是點火一試,那汽缸到處漏氣,瓦特想盡辦法,用氈子包,用油布裹,幾個月過去了,還是治不了這個毛病。 一天他又趴到汽缸前觀察漏氣的原因,不小心一股熱氣沖出,他急忙躲閃,右肩上已是紅腫一片,就像被一把熱刀削過一樣,辣辣地疼起來,弄得他心煩意亂。他真有些灰心了,這時,是他的妻子給了他勇氣,妻子用激將法又激起了繼續研究下去的雄心。 他又回到地下實驗室,將過去的資料重新翻閱一番,打起精神又幹了起來,干累了就守著爐子燒一壺水喝茶。一天,他一邊喝茶,一邊看著那一動一動的壺蓋。他看看爐子上的壺又看看手中的杯子,突然靈感來了:茶水要涼,倒在杯里;蒸汽要冷,何不也把它從汽缸里也「倒」出來呢? 這樣想著,瓦特立即設計了一個和汽缸分開的冷凝器,這下熱效率提高了三倍,用的煤只有原來的四分之一。這關鍵的地方一突破,瓦特頓然覺得前程光明。他又到大學里向布萊克教授請教了一些理論問題,教授又介紹他認識了發明鏜床的威爾金技師,這位技師立即用鏜炮筒的方法制了汽缸和活塞,解決了那個最頭疼的漏氣問題。
3、卧式鏜銑床的主要結構特點是什麼?
卧式鏜銑床的發展以其注入加速度概念而倍受關注,為高速運行作技術支撐的傳動元件電主軸、直線電機、線性導軌等得到廣泛應用,將機床的運行速度推向了新的高度。而主軸可更換式卧式鏜銑加工中心的創新設計解決了電主軸與鏜桿移動伸縮式結構各存利弊的不足,具有復合加工與一機兩用的功效,也是卧式鏜銑床的一大技術創新。
落地式銑鏜床的發展以其新的設計理念引領現代加工的潮流,以高速加工為理念的無鏜軸滑枕式、多種銑頭交換使用的結構型式盡顯風采,大有替代傳統銑削加工的趨勢。以兩坐標擺角銑頭為代表的各種銑頭附件成為實現高速、高效復合加工的主要手段,其工藝性能更廣,功率更大,剛性更強,是落地銑鏜床發展的一大突破。
卧式鏜銑床結構特點:
卧式鏜銑床的主要關鍵部件是主軸箱,安裝在立柱側面,也有少數廠家採用雙立柱的熱對稱結構,將主軸箱置於立柱中間,這種結構最大特點是剛性、平衡性、散熱性能好,為主軸箱高速運行提供了可靠保證。但是,雙立柱結構不便於維護保養,是當今採用的廠家不多的原因。主軸箱移動多通過電機驅動滾珠絲桿進行傳動,是主軸驅動核心傳動裝置,多採用靜壓軸承支承,由伺服電機驅動滾珠絲桿進行驅動。由於主軸轉速越來越高,主軸升溫快,已有很多廠家將採用油霧冷卻以替代油冷卻,更有效地控制主軸升溫,使其精度得到有效保證。
主軸系統主要有兩種結構型式,一種是傳統的鏜桿伸縮式結構,具有鏜深孔及大功率切削的特點;另一種是現代高速電主軸結構,具有轉速高,運行速度快,高效、高精的優點。
高速電主軸在卧式鏜銑床上的應用越來越多,除了主軸速度和精度大幅提高外,還簡化了主軸箱內部結構,縮短了製造周期,尤其是能進行高速切削,電主軸轉速最高可大10000r/min以上。不足之處在於功率受到限制,其製造成本較高,尤其是不能進行深孔加工。而鏜桿伸縮式結構其速度有限,精度雖不如電主軸結構,但可進行深孔加工,且功率大,可進行滿負荷加工,效率高,是電主軸無法比擬的。因此,兩種結構並存,工藝性能各異,卻給用戶提供了更多的選擇。
卧式鏜銑床又開發了一種可更換式主軸系統,具有一機兩用的功效,用戶根據不同的加工對象選擇使用,即電主軸和鏜桿可相互更換使用。這種結構兼顧了兩種結構的不足,還大大降低了成本。是當今卧式鏜銑床的一大創舉。電主軸的優點在於高速切削和快速進給,大大提高了機床的精度和效率。
卧式鏜銑床運行速度越來越高,快速移動速度達到25~30m/min,鏜桿最高轉速6000r/min。而卧式加工中心的速度更高,快速移動高達50m/min,加速度5m/s2,位置精度0.008~0.01mm,重復定位精度0.004~0.005mm。
4、龍門鏜銑床改造與更新有什麼對比分析?
近年來,我國龍門鏜銑床製造行業受益於國家振興裝備製造業的大環境有了長足進展,這其中領先當今機床製造技術水平的數控機床產業更勝一籌,國內龍門鏜銑床市場的巨大需求,讓國內外機床廠商都在極力搶占國內市場的先機,很多國內外著名的龍門鏜銑床廠商都幾乎是歷史最大展出面積、最大展出規模參展,展品都是先進技術的產品,都是些非常重視配套產品的開發。
龍門鏜銑床是組合銑床,工作台採用1XG系列,銑削頭採用1TX系列。數顯龍門鏜銑床主傳動為斜齒輪傳動,傳動平穩,進給傳動採用滾珠絲杠傳動。龍門鏜銑床的主要特點是剛性好、精度高、效率高,配以適當的銑刀盤每分鍾走刀量可達800mm。最大切削深度8-10mm,實現切削加工,可用於對鑄件、鋼件及有色金屬件的大平面銑削,數顯龍門鏜銑床一般用於些油機、拖拉機等行業箱體類零件的生產線,可適應年產量10-20萬台的生產能力要求。
由於龍門鏜銑床高加工精度、高生產率的特點,在製造業中的應用比例越來越大,有效地保證了產品質量和產量。購置新的龍門鏜銑床是提高機床數控化效率的途徑,對舊機床進行龍門鏜銑床改造也是提高機床數控化效率的重要途徑。龍門鏜銑床改造可降低采購數控機床的成本,為企業節約資金。
1、龍門鏜銑床改造與更新的性價比分析
舊龍門鏜銑床改造前,應調查市場上同性能的龍門鏜銑床的價格。對二者價格進行對比的同時還應考慮供貨時間。對於價格不高的小型數控車、銑床,建議更新購置新機床,不進行舊機床改造。因為二者費用相差不多,節省資金較少,機床改造時間約為2個月。對於小型龍門鏜銑床廠家一般都有現貨。對於大型、價格較高的進行龍門鏜銑床改造是較佳地選擇,不僅可以節省較多資金,還可以縮短購置時間。
2、對需改造的龍門鏜銑床進行現狀調查
不是所有的舊機床都適合進行改造,對需改造的龍門鏜銑床要進行全面地了解。對機床的機械繫統要進行測繪做出正確判斷,良好的機械性能是機床龍門鏜銑床改造成功的基礎條件,否則,再好的龍門鏜銑床系統也無法發揮其應有的性能。因此,在龍門鏜銑床改造前應對機床進行機械精度的檢測,發現問題可以在機床改造實施過程中進行修復。若龍門鏜銑床系統存在較多問題,如舊龍門鏜銑床在機械結構設計、製造時存在缺陷,龍門鏜銑床改造就不會有太大的意義。
3、龍門鏜銑床改造方案的確定
在對龍門鏜銑床測繪的基礎上,根據用戶的要求,確定總體龍門鏜銑床改造方案。
龍門鏜銑床系統的改造方案:
龍門鏜銑床的改造,首先就是數控系統的改造,選擇龍門鏜銑床系統時需要考慮主流廠家產品,還應盡可能與機床用戶現有其它數控機床的數控系統選擇一致,這樣做的好處是便於維修人員日常維修機床;較集中的數控系統也便於縮減備件種類。數控系統選擇時以實用為原則,沒必要為追求高一檔次而浪費資金。
從國外成熟經驗來看,再製造是龍門鏜銑床再次利用的最有效辦法。龍門鏜銑床改造就是運用技術創新與技術改造相結合,改造傳統產業與發展新興產業相結合,突出重點與全面提升相結合,並將促進安全生產作為技術改造的重點任務,龍門鏜銑床的發展勢頭還是客觀的,相信在不久的將來我們國產的企業定會生產出技術更高的龍門銑床。
5、鏜床國內外的研究現狀
鏜床作為常用機床,我國投入了巨大精力進行研發。我國鏜床雖然在結構性能、技術水平、產品質量等方面,都有很大提高。但是,與發達國家同類產品相比,還有較大差距,首先是自主創新能力不夠,當前多以仿製為主,或引進技術合作生產,缺乏自主知識品牌的高檔產品,往往關鍵的核心技術,關鍵的功能部件,還是從國外購買。其次是產品質量,尤其是整機可靠性,還有較大差距,這也是用戶最關注的問題之一,影響了國產鏜床的市場佔有率。
6、坐標鏜床都有哪些類型特點?
坐標鏜床,是具有精密坐標定位裝置,用於加工高精度孔或孔系的一種鏜床。在坐標鏜床上還可進行鑽孔、擴孔(見鑽削)、鉸孔(見鉸削)、銑削、精密刻線和精密劃線等工作,也可作孔距和輪廓尺寸的精密測量。坐標鏜床適於在工具車間加工鑽模、鏜模和量具等,也用在生產車間加工精密工件,是一種用途較廣泛的高精度機床。坐標鏜床是高精度機床的一種。它的結構特點是有坐標位置的精密測量裝置。坐標鏜床可分為單柱式坐標鏜床、雙柱式坐標鏜床和卧式坐標鏜床。坐標鏜床有單柱、雙柱和卧式3種。
1、單柱式坐標鏜床:主軸垂直布置,並由主軸套筒帶動作上下移動以實現垂直進給,有的主軸箱可沿立柱導軌上下移動以適應不同高度的工件。工作台沿滑座作縱向移動,滑座沿床身導軌作橫向移動,以配合坐標定位。工作台三面敞開,操作方便。中小型坐標鏜床大多採用這種布局形式,坐標定位精度為2~4微米。主軸帶動刀具作旋轉主運動,主軸套筒沿軸向作進給運動。特點:結構簡單,操作方便,特別適宜加工板狀零件的精密孔,但它的剛性較差,所以這種結構只適用於中小型坐標鏜床。
2、雙柱式坐標鏜床:兩立柱上部通過頂梁連接,橫梁可沿立柱導軌上下調整位置。主軸箱沿橫梁導軌作橫向移動,工作台沿床身導軌作縱向移動,以配合坐標定位。大型的雙柱坐標鏜床在立柱上還配有水平主軸箱。採用雙柱框架式結構,剛度很高,大中型坐標鏜床多為這種形式,坐標定位精度為3~10微米。主軸上安裝刀具作主運動,工件安裝在工作台上隨工作台沿床身導軌作縱向直線移動。它的剛性較好,大型坐標鏜床都採用這種結構。雙柱式坐標鏜床的主參數為工作檯面寬度。
3、卧式坐標鏜床:由於主軸平行於工作檯面,利用精密回轉工作台可在一次安裝工件後很方便地加工箱體類零件四周所有的坐標孔,而且工件安裝方便,生產效率較高。這種鏜床適合箱體類零件的加工。工作台能在水平面內做旋轉運動,進給運動可以由工作台縱向移動或主軸軸向移動來實現。它的加工精度較高。
卧式坐標深孔鑽鏜床根據工件的長短,該產品選用兩種加工工件藝:短工件採用授油器授油並液壓頂緊;長工件採用由鏜桿尾部授油,四爪卡盤夾緊。授油器採用創新的主軸式結構形式,承重性能有很大提高,旋轉精度更高。床身導軌採用適宜深孔加工機床的雙矩形導軌,承載能力大,導向精度好;導軌經過了淬火處理,耐磨性較高。適用於機床製造、機車、船舶、煤機、液壓、動力機械、風動機械等行業的鏜削、滾壓加工,使工件粗糙度達0.4-0.8μm。本系列深孔鏜床根據工件情況,可選擇下列幾種工作形式:1、工件旋轉、刀具旋轉和往復進給運動;2、工件旋轉、刀具不旋轉只作往復進給運動;3、工件不旋轉、刀具旋轉和往復進給運動。
7、數控車床未來有多大的發展空間?
數控車床前景如何
數控技術是指用數字、文字和符號組成的數字指令來實現一台或多台機械設備動作控制的技術。它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和與機械能量流向有關的開關量。數控的產生依賴於數據載體和二進制形式數據運算的出現。1908年,穿孔的金屬薄片互換式數據載體問世;19世紀末,以紙為數據載體並具有輔助功能的控制系統被發明;1938年,香農在美國麻省理工學院進行了數據快速運算和傳輸,奠定了現代計算機,包括計算機數字控制系統的基礎。數控技術是與機床控制密切結合發展起來的。1952年,第一台數控機床問世,成為世界機械工業史上一件劃時代的事件,推動了自動化的發展。
現在,數控技術也叫計算機數控技術,目前它是採用計算機實現數字程序控制的技術。這種技術用計算機按事先存貯的控製程序來執行對設備的控制功能。由於採用計算機替代原先用硬體邏輯電路組成的數控裝置,使輸入數據的存貯、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能的實現,均可通過計算機軟體來完成。
數控機床是一種技術密集度及自動化程度很高的機電一體化加工設備,是綜合應用計算機、自動控制、自動檢測及精密...加工精度高,質量容易保證,發展前景十分廣闊,因此掌握數控車床的加工編程技術尤為重要
數控機床發展趨勢
4月19日從第七屆中國國際機床展獲悉,隨著科學技術不斷發展,數控機床的發展也越來越快,數控機床也正朝著高性能、高精度、高速度、高柔性化和模塊化方向發展。 高性能:隨著數控系統集成度的增強,數控機床也實現多台集中控制,甚至遠距離遙控。高精度:數控機床本身的精度和加工件的精度越來越高,而精度的保持性要好。高速度:數控機床各軸運行的速度將大大加快。高柔性:數控機床的柔性化將向自動化程度更高的方向發展,將管理、物流及各相應輔機集成柔性製造系統。模塊化:數控機床要縮短周期和降低成本,就必然向模塊化方向發展,這既有利於製造商又有利於客戶。 我國近幾年數控機床雖然發展較快,但與國際先進水平還存在一定的差距,主要表現在:可靠性差,外觀質量差,產品開發周期長,應變能力差。為了縮小與世界先進水平的差距,有關專家建議機床企業應在以下6個方面著力研究:1.加大力度實施質量工程,提高數控機床的無故障率。2.跟蹤國際水平,使數控機床向高效高精方面發展。3.加大成套設計開發能力上求突破。4.發揮服務優勢,擴大市場佔有率。5.多品種製造,滿足不同層次的用戶。6.模塊化設計,縮短 開發周期,快速響應市場。 數控機床使用范圍越來越大,國內國際市場容量也越來越大,但競爭也會加劇,我們只有緊跟先進技術進步的大方向,並不斷創新,才能趕超世界先進水平。 中國冶金報
數控技術和裝備發展趨勢及對策
1 數控技術的發展趨勢
數控技術的應用不但給傳統製造業帶來了革命性的變化,使製造業成為工業化的象徵,而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大,他對國計民生的一些重要行業(it、汽車、輕工、醫療等)的發展起著越來越重要的作用,因為這些行業所需裝備的數字化已是現代發展的大趨勢。從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看,其主要研究熱點有以下幾個方面〔1~4〕。
1.1 高速、高精加工技術及裝備的新趨勢
效率、質量是先進製造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率,提高產品的質量和檔次,縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代製造技術之一,國際生產工程學會(cirp)將其確定為21世紀的中心研究方向之一。 在轎車工業領域,年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛,而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一;在航空和宇航工業領域,其加工的零部件多為薄壁和薄筋,剛度很差,材料為鋁或鋁合金,只有在高切削速度和切削力很小的情況下,才能對這些筋、壁進行加工。近來採用大型整體鋁合金坯料「掏空」的方法來製造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝,使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
從emo2001展會情況來看,高速加工中心進給速度可達80m/min,甚至更高,空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠,包括我國的上海通用汽車公司,已經採用以高速加工中心組成的生產線部分替代組合機床。美國cincinnati公司的hypermach機床進給速度最大達60m/min,快速為100m/min,加速度達2g,主軸轉速已達60 000r/min。加工一薄壁飛機零件,只用30min,而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h,在普通銑床加工需8h;德國dmg公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*!000r/mm和1g。 在加工精度方面,近10年來,普通級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密級加工中心則從3~5μm,提高到1~1.5μm,並且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。
在可靠性方面,國外數控裝置的mtbf值已達6 000h以上,伺服系統的mtbf值達到30000h以上,表現出非常高的可靠性。
為了實現高速、高精加工,與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發展,應用領域進一步擴大。
1.2 5軸聯動加工和復合加工機床快速發展
採用5軸聯動對三維曲面零件的加工,可用刀具最佳幾何形狀進行切削,不僅光潔度高,而且效率也大幅度提高。一般認為,1台5軸聯動機床的效率可以等於2台3軸聯動機床,特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時,5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因,其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍,加之編程技術難度較大,制約了5軸聯動機床的發展。 當前由於電主軸的出現,使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化,其製造難度和成本大幅度降低,數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床(含5面加工機床)的發展。
在emo2001展會上,新日本工機的5面加工機床採用復合主軸頭,可實現4個垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5軸加工可在同一台機床上實現,還可實現傾斜面和倒錐孔的加工。德國dmg公司展出dmuvoution系列加工中心,可在一次裝夾下5面加工和5軸聯動加工,可由cnc系統控制或cad/cam直接或間接控制。 1.3 智能化、開放式、網路化成為當代數控系統發展的主要趨勢
21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統,智能化的內容包括在數控系統中的各個方面:為追求加工效率和加工質量方面的智能化,如加工過程的自適應控制,工藝參數自動生成;為提高驅動性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等;簡化編程、簡化操作方面的智能化,如智能化的自動編程、智能化的人機界面等;還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。 為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟體的產業化生產存在的問題。目前許多國家對開放式數控系統進行研究,如美國的ngc(the next generation work-station/machine control)、歐共體的osaca(open system architecture for control within automation systems)、日本的osec(open system environment for controller),中國的onc(open numerical control system)等。數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平台上,面向機床廠家和最終用戶,通過改變、增加或剪裁結構對象(數控功能),形成系列化,並可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中,快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統,形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平台、數控系統功能庫以及數控系統功能軟體開發工具等是當前研究的核心。
網路化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網路化將極大地滿足生產線、製造系統、製造企業對信息集成的需求,也是實現新的製造模式如敏捷製造、虛擬企業、全球製造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統製造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機,如在emo2001展中,日本山崎馬扎克(mazak)公司展出的「cyberproction center」(智能生產控制中心,簡稱cpc);日本大隈(okuma)機床公司展出「it plaza」(信息技術廣場,簡稱it廣場);德國西門子(siemens)公司展出的open manufacturing environment(開放製造環境,簡稱ome)等,反映了數控機床加工向網路化方向發展的趨勢。
1.4 重視新技術標准、規范的建立 1.4.1 關於數控系統設計開發規范
如前所述,開放式數控系統有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性,美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰略發展計劃,並進行開放式體系結構數控系統規范(omac、osaca、osec)的研究和制定,世界3個最大的經濟體在短期內進行了幾乎相同的科學計劃和規范的制定,預示了數控技術的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進行中國的onc數控系統的規范框架的研究和制定。 1.4.2 關於數控標准
數控標準是製造業信息化發展的一種趨勢。數控技術誕生後的50年間的信息交換都是基於iso6983標准,即採用g,m代碼描述如何(how)加工,其本質特徵是面向加工過程,顯然,他已越來越不能滿足現代數控技術高速發展的需要。為此,國際上正在研究和制定一種新的cnc系統標准iso14649(step-nc),其目的是提供一種不依賴於具體系統的中性機制,能夠描述產品整個生命周期內的統一數據模型,從而實現整個製造過程,乃至各個工業領域產品信息的標准化。
step-nc的出現可能是數控技術領域的一次革命,對於數控技術的發展乃至整個製造業,將產生深遠的影響。首先,step-nc提出一種嶄新的製造理念,傳統的製造理念中,nc加工程序都集中在單個計算機上。而在新標准下,nc程序可以分散在互聯網上,這正是數控技術開放式、網路化發展的方向。其次,step-nc數控系統還可大大減少加工圖紙(約75%)、加工程序編制時間(約35%)和加工時間(約50%)。
目前,歐美國家非常重視step-nc的研究,歐洲發起了step-nc的ims計劃(1999.1.1~2001.12.31)。參加這項計劃的有來自歐洲和日本的20個cad/cam/capp/cnc用戶、廠商和學術機構。美國的step tools公司是全球范圍內製造業數據交換軟體的開發者,他已經開發了用作數控機床加工信息交換的超級模型(super model),其目標是用統一的規范描述所有加工過程。目前這種新的數據交換格式已經在配備了siemens、fidia以及歐洲osaca-nc數控系統的原型樣機上進行了驗證。
2 對我國數控技術及其產業發展的基本估計
我國數控技術起步於1958年,近50年的發展歷程大致可分為3個階段:第一階段從1958年到1979年,即封閉式發展階段。在此階段,由於國外的技術封鎖和我國的基礎條件的限制,數控技術的發展較為緩慢。第二階段是在國家的「六五」、「七五」期間以及「八五」的前期,即引進技術,消化吸收,初步建立起國產化體系階段。在此階段,由於改革開放和國家的重視,以及研究開發環境和國際環境的改善,我國數控技術的研究、開發以及在產品的國產化方面都取得了長足的進步。第三階段是在國家的「八五」的後期和「九五」期間,即實施產業化的研究,進入市場競爭階段。在此階段,我國國產數控裝備的產業化取得了實質性進步。在「九五」末期,國產數控機床的國內市場佔有率達50%,配國產數控系統(普及型)也達到了10%。
縱觀我國數控技術近50年的發展歷程,特別是經過4個5年計劃的攻關,總體來看取得了以下成績。
a.奠定了數控技術發展的基礎,基本掌握了現代數控技術。我國現在已基本掌握了從數控系統、伺服驅動、數控主機、專機及其配套件的基礎技術,其中大部分技術已具備進行商品化開發的基礎,部分技術已商品化、產業化。
b.初步形成了數控產業基地。在攻關成果和部分技術商品化的基礎上,建立了諸如華中數控、航天數控等具有批量生產能力的數控系統生產廠。蘭州電機廠、華中數控等一批伺服系統和伺服電機生產廠以及北京第一機床廠、濟南第一機床廠等若干數控主機生產廠。這些生產廠基本形成了我國的數控產業基地。
c.建立了一支數控研究、開發、管理人才的基本隊伍。
雖然在數控技術的研究開發以及產業化方面取得了長足的進步,但我們也要清醒地認識到,我國高端數控技術的研究開發,尤其是在產業化方面的技術水平現狀與我國的現實需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國的發展速度很快,但橫向比(與國外對比)不僅技術水平有差距,在某些方面發展速度也有差距,即一些高精尖的數控裝備的技術水平差距有擴大趨勢。從國際上來看,對我國數控技術水平和產業化水平估計大致如下。
a.技術水平上,與國外先進水平大約落後10~15年,在高精尖技術方面則更大。 b.產業化水平上,市場佔有率低,品種覆蓋率小,還沒有形成規模生產;功能部件專業化生產水平及成套能力較低;外觀質量相對差;可靠性不高,商品化程度不足;國產數控系統尚未建立自己的品牌效應,用戶信心不足。
c.可持續發展的能力上,對競爭前數控技術的研究開發、工程化能力較弱;數控技術應用領域拓展力度不強;相關標准規范的研究、制定滯後。
分析存在上述差距的主要原因有以下幾個方面。
a.認識方面。對國產數控產業進程艱巨性、復雜性和長期性的特點認識不足;對市場的不規范、國外的封鎖加扼殺、體制等困難估計不足;對我國數控技術應用水平及能力分析不夠。 b.體系方面。從技術的角度關注數控產業化問題的時候多,從系統的、產業鏈的角度綜合考慮數控產業化問題的時候少;沒有建立完整的高質量的配套體系、完善的培訓、服務網路等支撐體系。
c.機制方面。不良機製造成人才流失,又制約了技術及技術路線創新、產品創新,且制約了規劃的有效實施,往往規劃理想,實施困難。
d.技術方面。企業在技術方面自主創新能力不強,核心技術的工程化能力不強。機床標准落後,水平較低,數控系統新標准研究不夠。 3 對我國數控技術和產業化發展的戰略思考 3.1 戰略考慮
我國是製造大國,在世界產業轉移中要盡量接受前端而不是後端的轉移,即要掌握先進製造核心技術,否則在新一輪國際產業結構調整中,我國製造業將進一步「空芯」。我們以資源、環境、市場為代價,交換得到的可能僅僅是世界新經濟格局中的國際「加工中心」和「組裝中心」,而非掌握核心技術的製造中心的地位,這樣將會嚴重影響我國現代製造業的發展進程。 我們應站在國家安全戰略的高度來重視數控技術和產業問題,首先從社會安全看,因為製造業是我國就業人口最多的行業,製造業發展不僅可提高人民的生活水平,而且還可緩解我國就業的壓力,保障社會的穩定;其次從國防安全看,西方發達國家把高精尖數控產品都列為國家的戰略物質,對我國實現禁運和限制,「東芝事件」和「考克斯報告」就是最好的例證。 3.2 發展策略
從我國基本國情的角度出發,以國家的戰略需求和國民經濟的市場需求為導向,以提高我國製造裝備業綜合競爭能力和產業化水平為目標,用系統的方法,選擇能夠主導21世紀初期我國製造裝備業發展升級的關鍵技術以及支持產業化發展的支撐技術、配套技術作為研究開發的內容,實現製造裝備業的跨躍式發展。
強調市場需求為導向,即以數控終端產品為主,以整機(如量大面廣的數控車床、銑床、高速高精高性能數控機床、典型數字化機械、重點行業關鍵設備等)帶動數控產業的發展。重點解決數控系統和相關功能部件(數字化伺服系統與電機、高速電主軸系統和新型裝備的附件等)的可靠性和生產規模問題。沒有規模就不會有高可靠性的產品;沒有規模就不會有價格低廉而富有競爭力的產品;當然,沒有規模中國的數控裝備最終難以有出頭之日。 在高精尖裝備研發方面,要強調產、學、研以及最終用戶的緊密結合,以「做得出、用得上、賣得掉」為目標,按國家意志實施攻關,以解決國家之急需。
在競爭前數控技術方面,強調創新,強調研究開發具有自主知識產權的技術和產品,為我國數控產業、裝備製造業乃至整個製造業的可持續發展奠定基礎。
8、卧式鏜床的鏜床樣例
刨台式卧式鏜銑床(圖2)的床身呈T字形,工作台在床身上作橫向移動,立柱作縱向移動;也有立柱不動,而工作台兼作縱向移動的。這種機床適用於長箱體、機架和成組工件的鏜孔和銑削。
卧式鏜床是在老牌T2250基礎上開發研製的新一代深孔鑽鏜床產品,根據工件的長短,該產品選用兩種加工工藝,短工件採用授油器授油並液壓頂緊:長工件採用鏜桿尾部授油,四爪卡盤夾緊,授油器採用創新的主軸結構形式,承重能力有很大提高,旋轉精度更高,床身採用適宜深孔加工機床的雙面導軌,承載能力大,導向精度更好,導軌經過淬火處理,耐磨性較高,適用於機床製造,機車,船舶,煤機,液壓,動力機械,風動機械,等行業的鏜削,液壓加工,使工件粗糙度達0.4-0.8微米。
9、生產重型深孔鑽鏜床的廠家哪家比較好
德州德眾深孔機床有限公司具有先進的深孔加工技術,擁有一支精益求精、不懈創新的科研團隊。公司本著「精誠互信,服務第一,質量至上」的經營理念,以設計為主組裝為輔的發展方針專注用戶需求的每一個細節,為用戶提供經濟、合理的深孔加工方案。
我公司致力於深孔技術的開發與研究,不斷創新,精心設計、製造各種槍鑽機床及配套產品。雄厚的技術力量和設計能力,豐富的深孔加工經驗,為達到客戶的深孔加工要求提供了技術保障。
我們可根據用戶不同的需要為您量身定做專用的深孔加工設備,設計製造專用刀具、夾具、量具等。
我們可為用戶提供如下產品:
深孔加工機床:加工孔徑范圍3mm--1000mm。
槍鑽機床:加工孔徑3mm-40mm.最大加工孔深2500mm。
深孔鑽鏜床;加工孔徑20mm--1000mm.最大加工孔深15000mm。
深孔珩磨機床:加工孔徑30mm-1000mm.最大加工孔深15000mm。 深孔機床實行對外加工業務等。
我們將努力做到:為客戶提供優質的產品、優惠的價格讓用戶的加工成本降到最低。以我們快捷、周到的售前售後服務做到讓客戶滿意。
公司規模
2003年5月在德州經濟開發區蒙山路北段征購土地一萬平方米,修建六千平方米車間、一千平米的技術開發中心綜合辦公樓及圍牆、傳達室、供變電設施等
公司現有多種先進機械加工設備,如:數控深孔鑽鏜床、數控珩磨機床、數控鑽銑床、立式加工中心等。
我公司是山東省高新技術企業。
近年來多次承擔省市科技攻關項目。如下;
1. 高爐冷卻壁加工專用數控機床及應用軟體、
2. 超大型油缸加工數控設備及應用軟體、
3. 與北京航空航天大學、首都航空航天設備公司合作研製開發深孔振動鑽削數控加工設備及應用軟體。
4. 現正與中國工程院院士張仲華領導的課題組聯合研製深孔加工中的主動測量裝置。
5. 目前研製開發成功的石油鑽鋌專用數控深孔加工機床,解決了石油鑽鋌加工中的重大難題,產品性能達到國內先進水平。
6. 研製開發成功的風力發電機主軸專用深孔鑽鏜床投入市場獲得良好的經濟效益。
10、落地鏜銑床和卧式銑床有什麼區別?操作是否相同?
卧式鏜銑床的發展以其注入加速度概念而倍受關注,為高速運行作技術支撐的傳動元件電主軸、直線電機、線性導軌等得到廣泛應用,將機床的運行速度推向了新的高度。而主軸可更換式卧式鏜銑加工中心的創新設計解決了電主軸與鏜桿移動伸縮式結構各存利弊的不足,具有復合加工與一機兩用的功效,也是卧式鏜銑床的一大技術創新。 落地式銑鏜床的發展以其新的設計理念引領現代加工的潮流,以高速加工為理念的無鏜軸滑枕式、多種銑頭交換使用的結構型式盡顯風采,大有替代傳統銑削加工的趨勢。以兩坐標擺角銑頭為代表的各種銑頭附件成為實現高速、高效復合加工的主要手段,其工藝性能更廣,功率更大,剛性更強,是落地銑鏜床發展的一大突破。 結構特點 卧式鏜銑床 卧式鏜銑床的主要關鍵部件是主軸箱,安裝在立柱側面,也有少數廠家採用雙立柱的熱對稱結構,將主軸箱置於立柱中間,這種結構最大特點是剛性、平衡性、散熱性能好,為主軸箱高速運行提供了可靠保證。但是,雙立柱結構不便於維護保養,是當今採用的廠家不多的原因。主軸箱移動多通過電機驅動滾珠絲桿進行傳動,是主軸驅動核心傳動裝置,多採用靜壓軸承支承,由伺服電機驅動滾珠絲桿進行驅動。由於主軸轉速越來越高,主軸升溫快,現在,已有很多廠家將採用油霧冷卻以替代油冷卻,更有效地控制主軸升溫,使其精度得到有效保證。 主軸系統主要有兩種結構型式,一種是傳統的鏜桿伸縮式結構,具有鏜深孔及大功率切削的特點;另一種是現代高速電主軸結構,具有轉速高,運行速度快,高效、高精的優點。 高速電主軸在卧式鏜銑床上的應用越來越多,除了主軸速度和精度大幅提高外,還簡化了主軸箱內部結構,縮短了製造周期,尤其是能進行高速切削,電主軸轉速最高可大10000r/min以上。不足之處在於功率受到限制,其製造成本較高,尤其是不能進行深孔加工。而鏜桿伸縮式結構其速度有限,精度雖不如電主軸結構,但可進行深孔加工,且功率大,可進行滿負荷加工,效率高,是電主軸無法比擬的。因此,兩種結構並存,工藝性能各異,卻給用戶提供了更多的選擇。 現在,又開發了一種可更換式主軸系統,具有一機兩用的功效,用戶根據不同的加工對象選擇使用,即電主軸和鏜桿可相互更換使用。這種結構兼顧了兩種結構的不足,還大大降低了成本。是當今卧式鏜銑床的一大創舉。電主軸的優點在於高速切削和快速進給,大大提高了機床的精度和效率。 卧式鏜銑床運行速度越來越高,快速移動速度達到25~30m/min,鏜桿最高轉速6000r/min。而卧式加工中心的速度更高,快速移動高達50m/min,加速度5m/s2,位置精度0.008~0.01mm,重復定位精度0.004~0.005mm。 落地式銑鏜床 由於落地式銑鏜床以加工大型零件為主,銑削工藝范圍廣,尤其是大功率、強力切削是落地銑鏜床的一大加工優勢,這也是落地銑鏜床的傳統工藝概念。而當代落地銑鏜床的技術發展,正在改變傳統的工藝概念與加工方法,高速加工的工藝概念正在替代傳統的重切削概念,以高速、高精、高效帶來加工工藝方法的改變,從而也促進了落地式銑鏜床結構性改變和技術水平的提高。 當今,落地式銑鏜床發展的最大特點是向高速銑削發展,均為滑枕式(無鏜軸)結構,並配備各種不同工藝性能的銑頭附件。該結構的優點是滑枕的截面大,剛性好,行程長,移動速度快,便於安裝各種功能附件,主要是高速鏜、銑頭、兩坐標雙擺角銑頭等,將落地銑鏜床的工藝性能及加工范圍達到極致,大大提高了加工速度與效率。 傳統的銑削是通過鏜桿進行加工,而現代銑削加工,多由各種功能附件通過滑枕完成,已有替代傳統加工的趨勢,其優點不僅是銑削的速度、效率高,更主要是可進行多面體和曲面的加工,這是傳統加工方法無法完成的。因此,現在,很多廠家都競相開發生產滑枕式(無鏜軸)高速加工中心,在於它的經濟性,技術優勢很明顯,還能大大提高機床的工藝水平和工藝范圍。同時,又提高了加工精度和加工效率。當然,需要各種不同型式的高精密銑頭附件作技術保障,對其要求也很高。 高速銑削給落地式銑鏜床帶來了結構上的變化,主軸箱居中的結構較為普遍,其剛性高,適合高速運行。滑枕驅動結構採用線性導軌,直線電機驅動,這種結構是高速切削所必需的,國外廠家在落地式銑鏜床上都已採用,國內同類產品還不多見,僅在中小規格機床上採用線性導軌。高速加工還對環境、安全提出了更高的要求,這又產生了宜人化生產的概念,各廠家都非常重視機床高速運行狀態下,對人的安全保護與可操作性,將操作台、立柱實行全封閉式結構,既安全又美觀。 工藝特點 傳統的卧式鏜銑床主要適合各種機械零件的加工,尤其是機械傳動箱體以及各種曲面體零件。由於各種裝備技術水平的提高,對機械結構要求越來越簡化,所需傳動部件更少,特別是作為傳動箱體的零件會越來越少,機械傳動多採取直接驅動,且傳動件的精度要求非常高,這對卧式鏜銑床的工藝性能提出了更高要求。因此,作為傳統的鏜軸式結構的加工對象呈減少的趨勢,將以無鏜軸式電主軸所替代,即以高速加工中心完成各種零件的加工。卧式鏜銑床向高速加工中心發展,一方面工藝適應性更強,另一方面也提高了性能水平和加工精度,在提高了加工工藝范圍的同時,需要各種功能附件作工藝保障,既能鏜銑,又能鑽孔、攻絲,裝上數控擺角銑頭附件,還能加工各種曲面體零件。配備交換式工作台組成柔性加工單元,可對零件進行批量加工。 落地式銑鏜床主要加工各種型面的大型、超大型零件,其工藝特點是配有大型落地式平台(工作台尺寸不受限),可加工超長、超寬的零件。同時,還可配備回轉式工作台,即能作回轉分度,還可作徑向直線運動,通過分度完成對零件的多序加工,大大提高了工藝范圍。現在,義大利Pama(帕瑪)公司生產的落地式銑鏜床專門配備了傾斜式可調角度的工作台,進一步拓寬了加工范圍。而大功率、高效切削是落地式銑鏜床的一大加工優勢,高速、高精的技術要求越來越影響著落地式銑鏜床的技術發展,是提高落地式銑鏜床工藝水平的重要手段。因此,落地式銑鏜床正在改變單一的大功率、高效切削,而更多地融入高速、高精的工藝技術內涵。現在,滑枕式結構成已為高速銑鏜加工的主要結構型式,滑枕截面大,剛性高,高速運行穩定性好,便於裝卡各種銑頭附件以實現高速加工。 落地式的X行程上有很大優勢,在加工重型工件時,更能達到一次裝夾就出產品。卧式的精度穩定性比較好,操作更靈活,小型件加工工效高。最大的區別就是X行程,僅此而已。