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国家“重大专项”所需机床装备特点要求

2009年07月27日 09:48中国机床商务网点击:3626

  国家“重大专项”所需的重点和关键机侏设备基本上都属于高档数控机床产品。本次调研的几个“重大专项”重点行业部门,虽然各行业需要的机床设备的重点各有不同,但是这些机床装备有着共同的技术特点。归纳起来,主要有以下几点:

  1新技术、新材料、新工艺的广泛应用新技术、新材料、新工艺的广泛应用,对加工制造这些产品的机床装备提出了更高的要求。机床行业应尽快适应这种由丁技术进步带来变化的要求,要研究用户由于采用新技术给机床性能提出的新要求;采用新材料对机床的加工方法和刀具的新要求;采用新工艺对机床结构的新要求等。如飞机制造就是非常典型的例子,由于要求飞机性能的提高,采用新的复合材料(如碳纤维)代替铝合金或钛合金材料,特别是军用飞机使用复合材料的比重在迅速增加,复合材料不仅减轻了飞机的重量,防止雷达的发现,而且其各种物理性能比合金更好,使飞机的件能大幅度提高。复合材料与金属材料的加工方法完全不同,使得机床结构、刀具、加工工艺等都要适应这种变化。

  2大规格、大尺寸、大吨位数控机床的需求增多近几年,各类机床向大规格化发展成为突出特点。“重大专项”中所需高档数控机床的规格越来越大型化。需要的大型数控金切机床中,数控重型卧式车床的加工直径达到5m,数控重型立式车床的加工直径超过16m,数控龙门镗铣床的加工宽度超过5m,数控镗床镗杆主轴直径达到320mm,立式和卧式加工中心的工作台尺寸超过lm的越来越多;需要的大型锻压机械巾,数控折弯机的折弯长度达到12m,数控机械压力机公称压力达到5000t,数控液压机的公称压力达到l万t。除了大型加工中心以外,我国在重型机床生产中具有一定优势,如数控重型卧式和立式车床基本上可以满足国内需要,各种数控龙门式机床产量逐年增加,国内约几十家机床厂能够生产。数控机床的大规格化主要是市场需求推动的结果。如发电设备:火电机组超过60万kW、水电机组达到70万kW、核电机组超过100万kW,这些发电机组的转子加工需要数控重型卧车,定子的加工需要数控重型立车、数控重型铣镗床等;大型客机、船舶等加工制造需要大量数控龙门镗铣床、龙门五轴联动加工中心等。

  3复合化、柔性化和多轴联动等功能要求普遍为了加工复杂零部件,提高制造精度和效率,对数控机床提出要具有多功能复合化、柔性化和多轴联动加工的要求。(1)复合化。如加工中心通过多种功能的组合,完成车、铣、钻、镗、铰、攻丝等功能。这样减少了装夹次数,提高了加工精度和生产效率。此外,还可以在同一台机床上实现机械加工、激光加工、光学加工等不同工种的加工。机床的复合化不仅可以提高加工精度和保证精度的一致性,有利于进一步提高加工质量,而且实现复合化后,可以节省加工的辅助时问,提高加工效率。

  (2)柔性化。为了提高生产过程的自动化和柔性,对数控机床的智能化程度提出了更高的要求。机床的柔性化关键在于复杂的结构设计和软件控制技术,使机床具备更多的柔性功能和优化功能。同时,在网络技术的支持下,使数控机床不但能进线,而且能进网,达到具有远程控制、远程诊断、远程编程、远程维护和远程服务等功能。随着机床柔性化水平的提高,数控机床将进一步发展成为一种智能型的加工工具。(3)多轴联动。本次调研的所有行业部门,几乎都提出需要五轴联动数控机床,尤其是航空、船舶、发电、兵器、汽车等行业需要多轴联动数控机床很多。其中使用多轴联动加工各种叶片、叶轮最为典型。

  4高精度、高速度、高效率等特点突出高精度、高速度、高效率是数控机床长期的发展方向,使用数控机床的丰要目的,除了完成普通机床不能完成的功能以外,就是为了提高加工精度和生产效率。(1)高精度。提高加工精度是现代制造业对数控机床的普遍要求,高精度是体现数控机床的主要技术指标,也是机床生产厂家追求的重要目标之一。(2)高速度。主要是提高数控机床的主轴转速、快速进给、加速度,缩短换刀时间等。为此,各国都在大力发展高速电主轴、磁悬浮主轴、直线电机、高速滚动部件、高速控制和伺服驱动等技术。要求数控机床高速度加工最典型行业是飞机制造业和模具加工业等。(3)高效率。提高加上效率是所有用户都追求的目标,提高效率有多种渠道。首先,提高切削效率:如金切机床提高主轴转速和进给速度、大功率强力切削等;其次,提高自动化程度:如采用自动化生产线(包括FMC、FML、FMS等),缩短加工辅助时间(包括提高快速移动速度、缩短换刀、装夹工件、物流系统和上下料的时间等)。各行业根据不同需要选用不同的方法,如飞机制造业多采用高速加工,汽车制造业多采用自动化生产线等。
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