机床的发展趋势
制造业是一个國(guó)家或地區(qū)经济发展的重要支柱,机械制造是制造业的核心。现代的制造技术的应用(yòng)使得传统的制造业带来了革命性的变化,使制造业成為(wèi)工 业化的象征,它对國(guó)民(mín)生计起着越来与重要的作用(yòng)。对于现代机床的发展趋势,有(yǒu)一下几点总结。
(1) 追求具有(yǒu)更高加工效率的机床。因為(wèi)提高机床的效率就等于缩短零件的 加工周期,缩短加工周期有(yǒu)两条途径,一条途径是提高切削速度,即提高主轴转 速。目前車(chē)床和車(chē)削中心的主轴转速都在8000r/min以上,加工中心的主轴转速 一般都在15000~20000r/min,还有(yǒu)40000r/min和60000r/min的。同样,送给 速度也有(yǒu)大幅度提高,可(kě)达20m/min,甚至 60m/min。随着切削速度的增加,机床的结构刚性和动态特性都有(yǒu)明显提高, 高速主轴和刀(dāo)具系统的动平衡设计也获 得相应提高;另一条途径是减少非加工时间。因為(wèi)在零件加工过程中有(yǒu)大量的无用(yòng)时间消耗在工件搬运、上下料、安装调整、换刀(dāo)和主轴的升、降速上,因此,复合机床的研发近期发展很(hěn)快,其核心是在一台机床上要完成車(chē)、铣、钻、镗、攻丝、铰孔和扩孔等多(duō)种操作工序。車(chē)床技术发展的主要趋势是多(duō)功能(néng)机床,目 前的多(duō)功能(néng)复合机床实际上就是一台具有(yǒu)車(chē)削功能(néng)的加工中心。在磨削方面,目前的技术重点是开发基于PC的磨削控制系统,一台磨床能(néng)进行内圆、外圆和台阶轴磨削,或给机床以不同的循环来加快生产进程,既磨得快又(yòu)能(néng)保证尺寸精度 和表面粗糙度。
(2) 追求更加安全可(kě)靠和符合环保要求的机床。由于机床的运行速度的提高,操作者的安全和健康也被提到优先考虑的位置。目前美國(guó)研制的高档机床在可(kě)能(néng) 伤害人的地方几乎都加有(yǒu)安全警示装置。干切削和微量润滑剂切削方法因其可(kě)大 大减少润滑剂的挥发而得到越来越广泛的应用(yòng),并且,几乎整个机床都是被封闭 起来的,有(yǒu)些机床甚至看不到切屑,这样,即使有(yǒu)过量的油雾和烟雾也容易收集。 同时,机床操作者在工作时的环境、位置会被考虑得非常舒适。此外,无污染的 清洁加工技术也受到极大重视。
(3) 机床配套部件产业迅速发展。机床配套件发展很(hěn)快,品种齐全。主要产品有(yǒu)滚珠丝杠副、精密轴承、各种转台、换刀(dāo)装置、各种气动、液压装置、直線(xiàn) 导轨及主轴部件等等。这些配套件产业的发展有(yǒu)力地推动了机床主机的发展,不 但有(yǒu)助于提高机床的速度和性能(néng),而且可(kě)以大大缩短主机的生产周期,降低生产 成本。
(4) 追求更加完善的控制系统。更高速的处理(lǐ)器和更精确的控制设备使机床的功能(néng)和性能(néng)完善而强大。技术密集已进入超速发展阶段,而集成的关键是开放 式结构。PCC 技术的应用(yòng),开始改变了机床的工作方式,把CNC推向了控制中心 而不局限于机床控制器的范围。控制软件发展更快,一年甚至改进几次。CNC 制造商(shāng)已提供一些开放式结构的 CNC系统。目前机械制造厂里开放式结构的 CNC 控 制器占到10%~20%。零件程序可(kě)以离線(xiàn)开发,然后传送到生产車(chē)间的编程系统,在 CNC 控制器上运行,操作者可(kě)以观察、检测刀(dāo)具运行情况和加工过程,还可(kě)以对加工过程进行 必要的修正。美國(guó)GEFANUC公司销售的控制器中,有(yǒu) 30%是开放式的,实现了真 正的 CAM/CNC 集成,并趋于智能(néng)化控制,还可(kě)上网。虚拟制造和无纸化生产的技术基础已经具备,借助信息技术,此类软件的应用(yòng)将以更快速度发展。
(5) 追求更高的机床外观质量。目前,机床制造商(shāng)更加注重机床造型的美观 和色调的协调柔和,机床精品更向工艺品方向发展。