摘要 通過參觀在北京舉辦的第十四屆中國國際機床展覽會(CIMT2015),了解了境內外機床的發展狀況,以及我國機床發展與世界先進國家的差距。因為產品眾多,不一一介紹,以立式加工中心為例進...
通過參觀在北京舉辦的第十四屆中國國際機床展覽會(CIMT2015),了解了境內外機床的發展狀況,以及我國機床發展與世界先進國家的差距。因為產品眾多,不一一介紹,以立式加工中心為例進行簡要概述。本屆展會的立式加工中心,仍然以傳統的十字滑臺結構為主,也有較多的龍門立式加工中心等結構形式,其中有的配置了提籃式的A、C軸,有的立加上配置了偏擺銑頭、回轉工作臺等,將普通的三軸立加變成了五軸聯動加工中心。總之,在目前經濟下行壓力下,各企業都在原立加的基礎上,逐步分類研發出了眾多系列加工中心產品,以求多元化發展。
一、 加工中心概述及其優缺點
立式加工中心能完成銑、鏜削、鉆削、攻螺紋和切削螺紋等工序,是高效、高速、自動化技術和數控技術的最佳組合,是高性能與經濟性的完美統一。其中,主軸軸線與工作臺垂直設置的加工中心,結構形式多為固定立柱,工作臺為長方形,無分度回轉功能,適合加工盤、套、板類零件,此類機床一般具有三個直線運動坐標軸,并可在工作臺上安裝一個沿水平軸旋轉的回轉臺,用以加工螺旋線類零件。
立式加工中心依據各軸導軌的不同形式可分為硬軌及線軌,硬軌適合重切削,線軌運動更靈敏;依據轉速可分為6000-15000r/min低速型,18000r/min以上高速型;根據床身結構可分為C型及龍門型。
缺點:不能加工太高的零件,在加工型腔或下凹的型面時,切屑不易排出,嚴重時會損壞刀具,破壞已加工表面,影響加工的順利進行。
優點:裝夾、定位方便;刃具運動軌跡易觀察;調試程序、檢查測量方便;切削液能直接到達刀具和加工表面;三個坐標軸與笛卡兒坐標系吻合;感官直接;切屑易排除和掉落,避免劃傷工件表面;與臥式加工中心相比,其結構簡單,占地面積小,價格便宜。
二、境內外加工中心產品的差距
立式加工中心是最常見的數控機床,品牌眾多,從本次參展的立式加工中心數量上可見一斑。那么我們國產加工中心的差距具體體現在哪些方面呢?下面以本人本次觀察到的為例說明。
先進機床主要來自境外展商,如:德馬吉、德國巨浪、日本遠洲株式會社、日本大隈、美國哈挺等,這些廠家長年位居世界機床銷售榜單前列。普通中小批量生產,管控到位,品質很好,僅用于生產高利潤產品。其推廣力度大,市場占有率高、專門解決高難度機械加工問題,而且這些廠家在科技方面大幅領先。目前,天然或者人造大理石床身技術、床身恒溫技術、直線電機驅動、滾珠絲杠中心冷卻、重心驅動、超快速換刀機構、高速電主軸等先進技術,均率先應用。而且這些生產廠家在本國內都有世界上最先進的數控系統與之配對,控制系統先進,精度高,穩定可靠。
目前境內企業開發立式加工中心一般都采用整機設計獨立進行,數控系統和關鍵功能部件主要由境外配套,基本零件的成套一部分在國內專業廠家完成,一部分由制造企業自己完成,主機裝配、機電聯機調試與運行試驗均由制造企業完成。故其中最重要的功能部件和數控系統都掌握在別人手中,雖然目前我們也有部分企業能生產數控系統以及關鍵功能部件,但無論是精度、控制、穩定性等多方面都有一定的差距,最終造成我們國產立式加工中心在市場定位時,在高端領域無法和外資企業相抗衡,最終只能走中、小端路線,而這些機床利潤低,售后成本高,隨著人工成本的不斷上升,境內企業壓力劇增,創新能力逐年下降。
境內機床企業雖然在高端領域無法與外資企業抗衡,但產品還是擁有價格和數量優勢,且能適應惡劣的生產環境,所以最能被普通機械用戶接受。而我國目前處于高速發展階段,中、小企業眾多,從而給境內立式加工中心發展奠定了巨大的市場基礎。
三、 立式加工中心發展趨勢
隨著科學技術的不斷進步,對精度、效率、質量的要求愈來愈高,立式加工中心處于當下的有利時期,其未來發展將會受到先進科技帶來的升級沖擊波,其必然走向更先進的制造領域,具體體現在以下幾方面:
1.向超精密加工、高效率方向發展:立式加工中心將向更高的加工精度沖刺,這種加工精度的高度是無限的,當前的目標是向納米級進軍,而現狀是最高端的處于亞微米級水平。
2.向大型化、微型化方向發展:由于近年來受航天航空等技術的發展,大型超精密加工設備備受矚目,國內外紛紛投入資金進行研發,促使立加向大型化發展。由于微型機械、集成電路的發展,超精密加工技術向微型化發展,如微型傳感器、微型驅動元件和動力裝置、微型航空航天器件等。
3.向加工檢測一體化發展:超精密加工的精度很高,影響因素眾多且復雜,進行在線檢測、工況監控以確保加工質量及其穩定性是十分必要的。加工設備本身的精度有時很難滿足高精度加工要求,就需要采用在線檢測和誤差補償的方法來提高精度,保證加工質量的要求。
4.新材料的研究:當前,精密加工和超精密加工在我國急需突破的是實用化,要將一些成熟或比較成熟的精密加工和超精密加工技術推廣到實際中去,以提高加工技術水平,使生產的機械產品質量更好、生產效率更高。
本次展會上我國立加產品在產業化技術和深層次技術上還有較大差距,缺乏市場競爭力,境內企業應加強彼此間的技術交流與合作,采取走出去、引進來的積極策略,緊跟國際先進水平,集中優勢力量提升技術水平,加速縮短與國外先進產品的差距,努力提高穩定性和可靠性,解決好市場化與產業化的難題,提高境內企業市場競爭力。