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机床先进制造技术发展趋势:极端制造

2009年07月08日 10:42中国机床商务网点击:3715

  我国的精密磨削技术在80年代中期出现了具有世界水平的精密磨床和部件。但总的来说,国内外的差距还是很大,主要表现在:缺乏核心技术、基础技术开发不足,产品研发孤军深人,产业化进程困难重重,产品市场竞争力不强,企业缺乏竞争优势,无法与国外同行相抗衡。

  有鉴于此,上海机床厂有限公司突破仅仅做产品的传统观念,更加注重精密磨削技术本身的发展研究,带动相关技术的共同进步。近几年来,以极端制造技术作为磨削技术发展的突破口,极大提升了数控磨床的制造水平。

  极端制造(Extrememanufacturing)是在极端条件下,制造极端尺度或极高功能的器件和功能系统。“极端制造”的内涵就是制造上的极端化、精细化。极端制造产品表面上看,是机床尺度的变化,实质上则集中了众多的高新技术。上海机床厂有限公司的实践表明,通过向极端制造的探索,瞄准国际机床的先进水平,以提升国内机床行业的技术品位为己任。同时,将极端制造的理念和技术应用到常规产品设计制造之中,推动产品升级换代,对提高数控磨床的制造水平起着非常重要的作用。

  在极“大”方面,通过用户验收加工100吨工件的重型数控轧辊磨床MK842OO/12000,与上海重型机器厂签约加工250吨工件的超重载荷数控轧辊磨床MKA84250/1500OH,2007上海国际工业博览会上展出的大型数控曲轴磨床MK82125/H等产品,与同类产品相比无论是在可加工重量还是在机床规格上,都是当时中国最大,甚至世界最大的磨床。产品研制中开发的高刚性、高精度、高可靠性工件驱动机构、砂轮架主轴结构不仅可以在轧辊磨床、曲轴磨床中推广,其它重载荷磨床中也同样可以借鉴使用。针对数控系统OEM二次开发,可实现专业化磨削界面、磨削程序参数化编程、复杂曲线磨削控制、自适应磨削、恒电流磨削、测量磨削数据管理等功能的技术,可以推广至所有的数控机床,实现磨床产品的个性化、专业化。

  在极“小”方面,2007年第十届中国国际机床展览会上,展出了最小进给单位达到1nm,重复定位精度5Onm,外形尺寸为425mm×26Omm×410mm的一台最小精密磨削数控机床,该磨床解决了纺织行业、半导体、航空航天等行业微型零件的超精密加工问题。相关的纳米级磨床布局与设计技术、精密砂轮制造和在线修整技术、超精密机床数控和误差补偿技术等关键技术都在不同产品中得到推广。特别是直线电机驱动的微进给机构不仅在非圆磨床、螺纹磨床中得到应用,而且达到预计之外的高性能。在极“精”方面,结合相关产业对大口径平面光学玻璃超高精度高效加工的需求,基于大量的脆性材料磨削实验和工艺参数摸索,上海机床厂有限公司正在研究开发超精密大口径光学玻璃专用平面磨床,该产品针对800mm×430mm的工件,可达到2μm的面形精度,其技术水平将达到国际先进水平。其中磨削过程状态监测及补偿技术,特别是磨削区域温度和热流的动态监测技术已经被引申为“干冻磨削技术”,也就是取消磨削过程中的冷却液,通过对磨削区域温度场的在线动态监测,建立数学模型分析研究,通过调整低温冷却气体的流量或温度及数控轴的进给来对温度场进行补偿,目前该技术已经申请专利并被列为国家科技支撑项目。

  伴随“极端产品”的开发,借用现代虚拟样机等先进设计手段,对机床结构刚度、振动特性等进行全面的分析,不断提升技术人员的设计理念以及设计方法,为提高常规数控磨床产品的技术水平,提供了有效的经验,极大促进企业产品的技术进步。“极端产品”的制造,一方面涌现出众多的磨削新技术、新工艺,另一方面对相关功能部件提出更高的要求,上海机床厂有限公司联合砂轮生产厂商针对典型工件,联合开发高速砂轮、低粒度高浓度砂轮、新型砂轮结构形式、金刚滚轮修整器;联合轴承生产企业快速对轴承进行精化、对内部结构进行改进以满足典型产品的需求。

  在关键技术的研发过程中,以国家、市委项目为支撑,与上海交通大学、上海理工大学、哈尔滨工业大学等多所大学结成了紧密的产学研合作关系,在上海机床厂有限公司设立研究生工作室,引人大学教师以及研究生在企业中针对项目进行研究工作。

  极端制造是机床先进制造技术的发展趋势,它综合体现了机床设计与制造技术的创新能力。极端制造技术涉及到现代设计、智能控制、超精密加工等多项高科技,需要发挥多学科优势进行联合攻关。以极端制造技术为突破口,上海机床厂有限公司不断提高公司磨床产品的技术含量和优势,扩大市场竞争份额;提出具体需求,联合相关企业科技攻关,刺激相关行业共同发展;建立磨削技术人才高地,不断吸引各类专业人才,汇集了一支以企业为主,依托产业界、科技界和学术界等方面高水平技术专家的磨削技术研究团队。依靠团队力量合理分工、相互支援,促进磨削技术不断发展,为提高我国装备制造业的技术水平做出自己的贡献。(文章来源:慧聪机床网)
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