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標題: 我國數控機床技術離世界先進水平有多遠 [打印本頁]
作者: 東北大俠    時間: 2008-11-4 20:24
標題: 我國數控機床技術離世界先進水平有多遠
近年來，我國數控機床產品的快速發展引起國內外關注。其中，多軸、調整、復合型數控機床格外引人注目。         五軸 ( 及以上 ) 聯動數控機床      五軸 ( 及以上 ) 聯動數控機床是現代國防工業急需的戰略性裝備，也是制造現代模具的基礎裝備，一直被西方某些大國列為對我禁運的戰略物資。 1999 年，江蘇多棱機床公司率先推出我國第一臺五軸聯動龍門加工中心。接著，北京第一機床廠于 2000 年，桂林機床廠于 2001 年，濟南第二機床廠、上海重型機床廠于 2002 年相繼推出五軸聯動龍門鏜銑 / 加工中心。      同時，北京機電研究院、四川長征機床廠也推出五軸聯動數控銑。天津第一機床廠、重慶機床廠、南京第二機床廠、秦川機床廠先后推出多軸聯動數控齒輪機床。昆明機床廠與清華大學合作、天津第一機床廠與天津大學合作、哈爾濱量具刃具廠與哈爾濱工業大學合作、大連機床廠與清華大學合作，先后推出五軸 ( 及以上 ) 聯動虛擬機床。在五軸 ( 及以上 ) 聯動數控機床的開發上，近年來我國形成了長江后浪推前浪之勢。上述產品開發中，有兩項關鍵技術值得注意。     1 ．萬能自動鏜銑頭。      萬能自動鏜銑頭在五軸數控機床中是第一關鍵部件，也是五軸數控機床制造企業市場競爭的焦點之一。在有些國外廠商的產品售價中，萬能自動鏜銑頭占有高達 30% 的比率，因而國際合作開發難度較大。      萬能自動鏜銑頭可分為萬能式鏜銑頭和擺動式鏜銑頭。在用于五軸聯動時，要求雙回轉軸 (A/B 或 A/C) 都有聯動功能。如用于多 ( 或五 ) 面加工，只能采用有級分度的萬能式鏜銑頭，不需要聯動 ( 即 3+2 軸加工方式 ) 。      世紀之交， 5 家五軸聯動龍門鏜銑 / 加工中心研制企業，先后開發出具有 80 年代國際水平的萬能自動鏜銑頭。包括萬能式自動鏜銑頭、擺角式自動鏜銑頭。其中的復雜、高精、高剛殼體，精密弧齒錐齒輪副，精密蝸輪副，精密細齒鼠牙盤，精密分度夾緊等關鍵零件設計制造技術，以及回轉軸閉環技術等都有突破。桂林機床廠已有 10 臺在用戶中使用。      目前的問題是，精度、性能 ( 特別是高速、重載性能 ) 與國際先進水平還有差距。國際萬能自動鏜銑頭轉角分度定位精度 / 重復定位精度為 10arc.sec/5arc.sec(VDI 標準 ) ，高速、重載性能優越，并且技術仍在不斷發展。如美國 cincinnaty 公司在 IMTS2000 上展出了虛擬軸萬能自動鏜銑頭，結構更簡單，更適于安置電主軸。意大利 FPT 公司萬能自動鏜銑頭可細分為 360°×0.01° 。     2 ．換頭技術。      為滿足現代模具、飛機結構件高速加工需要，上述 5 臺五軸龍門銑 / 加工中心，全部配有高速電主軸。轉速 10000~16000rpm 。      由于在模具加工中，五軸銑削只占 3%~5% ，高速主軸的使用率也只有 5% 左右，故五軸聯動龍門式、落地式鏜銑床 / 加工中心必須具有換頭技術。而且，在擁有換頭技術后，可成為五軸 -- 多 ( 或五 ) 面龍門式、落地式鏜銑床 / 加工中心。機床的工藝范圍大大擴大，使用率大大提高。國際先進企業都有自動換頭技術。北京第一機床廠、濟南第二機床廠引進德國、法國著名企業自動換頭技術，具有先進水平。江蘇多棱機床公司、上海重型機床廠自行開發了換頭技術，但屬于剛剛起步階段。      換頭技術除要求定位準確外，還要求快速、簡潔。國際先進企業自動換頭技術大都有一些獨到之處。意大利 JOBS 公司還開發了插入式主軸更換系統，用換軸代替換頭，更快速、簡潔。 快速發展的高速機床      為適應市場對調整加工設備的需求，目前我國能夠生產高速切削機床的企業已有約 20 家，大部分以引進技術為主，基本上是調整加工中心。主軸轉速 10000~ 4 0000r/min ，快移速度 30~60m/min ，加速度 0.5~1G ，換刀時間在 1.5~2s 左右 (T-T) 。其中，已有達到國際一流水平的產品。如：大連機床公司與德國阿亨 (Aachen) 大學共同研發的 DHSC500 高速加工中心，相當國際 90 年代后期水平。其主要特點如下：      采用國際流行的箱中箱結構。為增強 X 軸送進時的剛性 ( 這時移動慣量高達 1 噸 ) ，在運動箱上、下配置了雙伺服電機同步驅動 ( 雙反饋 ) ；電主軸采用德國 GMN 公司名牌產品，油加氣潤滑，轉速 18000r/min ；回轉工作臺采用內裝轉臺伺服電機 (B 軸 ) ；閉環控制，整機四軸聯動；全閉環，采用絕對型光柵尺，即使在斷電后也可識別所在位置；四托盤自動交換，可多工件、夾具工作；具有較高精度。定位精度 / 重復定位精度： ±5μm/±3μm(VDI 標準 ) ；快移速度 62m/min ；加速度 1G ，屬國際先進水平。      另外，還有南京四開公司研制的直線電機驅動數控車床，在高速加工一種釬具行業的非圓截面異型螺紋時，最大加速度達到 4 ~5G ，最大進給速度超過了 100m/min 。鑿巖機與釬桿的連接螺紋為異型螺紋，不能采用通常的成型車刀加工，一般采用液壓仿形車床，用靠模及尖刀加工，精度差且效率低，靠模的制造也比較困難。這臺數控直線電機車床加工時， X 軸用直線電機代替靠模快速往復運動， Z 軸及主軸聯動 ( 也可以采用隨動方式 ) 。綜合運動空間關系由程序控制，螺紋輪廓完全數字化，是一種數字化螺紋加工方式，用尖刀像車外圓一樣一刀完成，速度快，精度高，表面質量好。      復合化數控機床      上述五軸多面龍門加工中心，同時也是復合化數控機床的典型事例。此外，還有值得稱道的代表。如：      沈陽機床股份有限公司開發的五軸車銑中心。刀庫容量 16 ，數控系統： Siemens8 4 0D ，可控 X 、 Y 、 Z 、 B 、 C 五個軸，具有車削中心加銑削中心的特點。      沈陽第一機床廠、齊齊哈爾第一機床廠開發的立式車削中心，配有刀庫，能在一次裝夾情況下，完成車削、銑削、鉆孔、攻絲等工序。保證加工精度，減少輔助時間，提高生產效率。      上海重型機床廠開發的雙主軸倒順式立式車削中心，第一主軸正置，第二主軸倒置。主軸具有 C 軸功能，采用 12 工位動力刀架，具有自動上下料裝置和全封閉等多道防護裝置，可一次上料完成零件的正反面加工，包括車削、鏜孔、鉆孔、攻絲等多道工序。適用于大批量輪轂、盤類零件加工。      江蘇金方圓公司開發的數控沖床 -- 激光復合機，是由數控液壓轉塔沖床和數控激光切割機床復合而成。一次裝卡完成沖孔、激光切割工藝，且屬高速型，最高沖孔頻率 800/1000SPM 。      我國數控機床技術與世界先進水平的差距      首先是精度普遍不夠。只有少數幾種產品達到歐洲標準定位精度。精度差距只是表面現象。其實質是基礎技術差距的反映。如普遍未進行有限元分析，未做動剛度試驗；大多未采用定位精度軟件補償技術、溫度變形補償技術、高速主軸系統的動平衡技術等。      其次，基礎材料開發方面的差距，未普及高強度密烘鑄鐵，在歐美已有一批先進產品采用聚合物混凝土，我國則還是空白。      再次，高動、靜剛度主機結構和整機性能開發的差距，高速機床主機結構設計方向是增強剛性和減輕移動部件重量，如國際普遍采用龍門式、框式、 O 型整體結構，箱中箱式結構， L 型床身，三軸移動移出機身，側掛箱式臥式加工中心等。我們則大多未開發。      還有一重要差距就是應用技術差距。如國外已開始普及的遠程服務技術，我們尚待開發；交鑰匙工程 -- 從機床選擇、工藝裝備 ( 刀、夾、附、檢具 ) 配置與提供到切削用量的確定，尚待開發；展出的高速機床，普遍不能做硬切削、干切削表演，高速切削機理及切削數據庫的研究我國近乎空白；不能提供高速切削軟件包，等等。      當然，關鍵配套件，特別是新興配套件差距較大。如電主軸、高速滾珠絲杠副、直線電機、高速高精全數字式數控系統、高精度高頻響的位置檢測系統等。      任重道遠，要趕上國際先進水平，我們還要不斷提高產品開發能力。為中華民族的再次崛起而努力吧。
作者: yuan6238    時間: 2008-11-5 08:36
學習了,不學習不比較不能進步!我們大步前進吧!
作者: 目言    時間: 2008-11-5 11:37
唯有努力學習，潛心研究 戒驕戒躁奮斗10幾年！
作者: chyj361    時間: 2008-11-6 00:27
大家共同努力，為未來機械界貢獻力量！
作者: 陳茂濤    時間: 2009-5-3 10:32
趕上國際先進水平，我們還要不斷提高產品開發能力,大家共同努力
作者: 勞拉    時間: 2009-5-3 13:44
美國和日本這方面強
作者: 夢想照進現實    時間: 2009-5-3 15:41
中國的希望在哪里呢？
作者: wazgwazg    時間: 2009-5-5 10:03
已經有很大進步了
作者: chenhang1101    時間: 2009-5-13 10:56
說是 推出了五軸，但是真正用于市場的，90%多 還是兩、三軸吧，所以說差距還不是一般的大~！~！



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