㈠ 高速加工中心最高的转速有多高
转速在8000转以上。
高速加工中心不断提高的工作性能是模具制造业得以高效和高精度加工模具的重要前提。在驱动技术的推动下,涌现出结构创新、性能优良的众多不同类型的高速加工中心。90年代中后期出现的三轴高速加工中心现已发展到五轴高速加工中心。
在驱动方式上,已从直线运动(X/Y/Z轴)的伺服电机和滚珠丝杠驱动发展到目前的直线电机驱动,回转运动 (A和C轴)采用了直接驱动的转矩电机,有的公司并通过直线电机和转矩电机使加工中心发展成全采用直接驱动的五轴加工中心。显着提高了加工中心的行程速度、动态性能和定位精度。
近十多年来,由于刀具、驱动、控制和机床等技术的不断进步,高速加工和高效加工,特别是高速硬铣已在模具制造业中得到了广泛应用和推广,传统的电火花加工在很多场合已被高速硬铣所替代。通过高速硬铣对一次装夹下的模具坯件进行综合加工,不仅大大提高了模具的加工精度和表面质量,大幅度减少了加工时间,而且简化了生产工艺流程,从而显着缩短了模具的制造周期,降低了模具生产成本。
用于模具加工的高速加工中心,一个普遍的结构特点是采用龙门式框架结构,以此增强机床刚性,且便于充分利用加工区的空间。机床床身的材料则多数采用了聚合物混凝土,由于这种材料具有较好的阻尼性能和较低的热传导率,故有利于提高模具的加工精度。
㈡ 有关精密加工技术的论文
超精密加工与超高速加工技术
一、技术概述
超高速加工技术是指采用超硬材料的刃具,通过极大地提高切削速度和进给速度来提高材料切除率、加工精度和加工质量的现代加工技术。
超高速加工的切削速度范围因不同的工件材料、不同的切削方式而异。目前,一般认为,超高速切削各种材料的切速范围为:铝合金已超过1600m/min,铸铁为1500m/min,超耐热镍合金达300m/min,钛合金达150-1000m/min,纤维增强塑料为2000-9000m/min。各种切削工艺的切速范围为:车削700-7000m/min,铣削300-6000m/min,钻削200-1100m/min,磨削250m/s以上等等。
超高速加工技术主要包括:超高速切削与磨削机理研究,超高速主轴单元制造技术,超高速进给单元制造技术,超高速加工用刀具与磨具制造技术,超高速加工在线自动检测与控制技术等。
超精密加工当前是指被加工零件的尺寸精度高于0.1μ m,表面粗糙度Ra小于0.025μ m,以及所用机床定位精度的分辨率和重复性高于0.01μ m的加工技术,亦称之为亚微米级加工技术,且正在向纳米级加工技术发展。
超精密加工技术主要包括:超精密加工的机理研究,超精密加工的设备制造技术研究,超精密加工工具及刃磨技术研究,超精密测量技术和误差补偿技术研究,超精密加工工作环境条件研究。
二、现状及国内外发展趋势
1.超高速加工
工业发达国家对超高速加工的研究起步早,水平高。在此项技术中,处于领先地位的国家主要有德国、日本、美国、意大利等。
在超高速加工技术中,超硬材料工具是实现超高速加工的前提和先决条件,超高速切削磨削技术是现代超高速加工的工艺方法,而高速数控机床和加工中心则是实现超高速加工的关键设备。目前,刀具材料已从碳素钢和合金工具钢,经高速钢、硬质合金钢、陶瓷材料,发展到人造金刚石及聚晶金刚石(PCD)、立方氮化硼及聚晶立方氮化硼(CBN)。切削速度亦随着刀具材料创新而从以前的12m/min提高到1200m/min以上。砂轮材料过去主要是采用刚玉系、碳化硅系等,美国G.E公司50年代首先在金刚石人工合成方面取得成功,60年代又首先研制成功CBN。90年代陶瓷或树脂结合剂CBN砂轮、金刚石砂轮线速度可达125m/s,有的可达150m/s,而单层电镀CBN砂轮可达250m/s。因此有人认为,随着新刀具(磨具)材料的不断发展,每隔十年切削速度要提高一倍,亚音速乃至超声速加工的出现不会太遥远了。
在超高速切削技术方面,1976年美国的Vought公司研制了一台超高速铣床,最高转速达到了20000rpm。特别引人注目的是,联邦德国Darmstadt工业大学生产工程与机床研究所(PTW)从1978年开始系统地进行超高速切削机理研究,对各种金属和非金属材料进行高速切削试验,联邦德国组织了几十家企业并提供了2000多万马克支持该项研究工作,自八十年代中后期以来,商品化的超高速切削机床不断出现,超高速机床从单一的超高速铣床发展成为超高速车铣床、钻铣床乃至各种高速加工中心等。瑞士、英国、日本也相继推出自己的超高速机床。日本日立精机的HG400III型加工中心主轴最高转速达36000-40000r/min,工作台快速移动速度为36~40m/min。采用直线电机的美国Ingersoll公司的HVM800型高速加工中心进给移动速度为60m/min。
在高速和超高速磨削技术方面,人们开发了高速、超高速磨削、深切缓进给磨削、深切快进给磨削(即HEDG)、多片砂轮和多砂轮架磨削等许多高速高效率磨削,这些高速高效率磨削技术在近20年来得到长足的发展及应用。德国Guehring Automation公司1983年制造出了当时世界第一台最具威力的60kw强力CBN砂轮磨床,Vs达到140-160m/s。德国阿享工业大学、Bremen大学在高效深磨的研究方面取得了世界公认的高水平成果,并积极在铝合金、钛合金、因康镍合金等难加工材料方面进行高效深磨的研究。德国Bosch公司应用CBN砂轮高速磨削加工齿轮齿形,采用电镀CBN砂轮超高速磨削代替原须经滚齿及剃齿加工的工艺,加工16MnCr5材料的齿轮齿形,Vs=155m/s,其Q达到811mm3/mm.s,德国Kapp公司应用高速深磨加工泵类零件深槽,工件材料为100Cr6轴承钢,采用电镀CBN砂轮,Vs达到300m/s,其Q`=140mm3/mm.s,磨削加工中,可将淬火后的叶片泵转子10个一次装夹,一次磨出转子槽,磨削时工件进给速度为1.2m/min,平均每个转子加工工时只需10秒钟,槽宽精度可保证在2μ m,一个砂轮可加工1300个工件。目前日本工业实用磨削速度已达200m/s,美国Conneticut大学磨削研究中心,1996年其无心外圆高速磨床上,最高砂轮磨削速度达250m/s。
近年来,我国在高速超高速加工的各关键领域如大功率高速主轴单元、高加减速直线进给电机、陶瓷滚动轴承等方面也进行了较多的研究,但总体水平同国外尚有较大差距,必须急起直追。
2.超精密加工
超精密加工技术在国际上处于领先地位的国家有美国、英国和日本。这些国家的超精密加工技术不仅总体成套水平高,而且商品化的程度也非常高。
美国是开展超精密加工技术研究最早的国家,也是迄今处于世界领先地位的国家。早在50年代末,由于航天等尖端技术发展的需要,美国首先发展了金刚石刀具的超精密切削技术,称为“SPDT技术”(Single Point Diamond Turning)或“微英寸技术”(1微英寸=0.025μ m),并发展了相应的空气轴承主轴的超精密机床。用于加工激光核聚变反射镜、战术导弹及载人飞船用球面非球面大型零件等等。如美国LLL实验室和Y-12工厂在美国能源部支持下,于1983年7月研制成功大型超精密金刚石车床DTM-3型,该机床可加工最大零件?2100mm、重量4500kg的激光核聚变用的各种金属反射镜、红外装置用零件、大型天体望远镜(包括X光天体望远镜)等。该机床的加工精度可达到形状误差为28nm(半径),圆度和平面度为12.5nm,加工表面粗糙度为Ra4.2nm。该机床与该实验室1984年研制的LODTM大型超精密车床一起仍是现在世界上公认的技术水平最高、精度最高的大型金刚石超精密车床。
在超精密加工技术领域,英国克兰菲尔德技术学院所属的克兰菲尔德精密工程研究所(简称CUPE)享有较高声誉,它是当今世界上精密工程的研究中心之一,是英国超精密加工技术水平的独特代表。如CUPE生产的Nanocentre(纳米加工中心)既可进行超精密车削,又带有磨头,也可进行超精密磨削,加工工件的形状精度可达0.1μ m ,表面粗糙度Ra<10nm。
日本对超精密加工技术的研究相对于美、英来说起步较晚,但是当今世界上超精密加工技术发展最快的国家。日本的研究重点不同于美国,前者是以民品应用为主要对象,后者则是以发展国防尖端技术为主要目标。所以日本在用于声、光、图象、办公设备中的小型、超小型电子和光学零件的超精密加工技术方面,是更加先进和具有优势的,甚至超过了美国。
我国的超精密加工技术在70年代末期有了长足进步,80年代中期出现了具有世界水平的超精密机床和部件。北京机床研究所是国内进行超精密加工技术研究的主要单位之一,研制出了多种不同类型的超精密机床、部件和相关的高精度测试仪器等,如精度达0.025μ m的精密轴承、JCS-027超精密车床、JCS-031超精密铣床、JCS-035超精密车床、超精密车床数控系统、复印机感光鼓加工机床、红外大功率激光反射镜、超精密振动-位移测微仪等,达到了国内领先、国际先进水平。航空航天工业部三零三所在超精密主轴、花岗岩坐标测量机等方面进行了深入研究及产品生产。哈尔滨工业大学在金刚石超精密切削、金刚石刀具晶体定向和刃磨、金刚石微粉砂轮电解在线修整技术等方面进行了卓有成效的研究。清华大学在集成电路超精密加工设备、磁盘加工及检测设备、微位移工作台、超精密砂带磨削和研抛、金刚石微粉砂轮超精密磨削、非圆截面超精密切削等方面进行了深入研究,并有相应产品问世。此外中科院长春光学精密机械研究所、华中理工大学、沈阳第一机床厂、成都工具研究所、国防科技大学等都进行了这一领域的研究,成绩显着。但总的来说,我国在超精密加工的效率、精度可靠性,特别是规格(大尺寸)和技术配套性方面与国外比,与生产实际要求比,还有相当大的差距。
超精密加工技术发展趋势是:向更高精度、更高效率方向发展;向大型化、微型化方向发展;向加工检测一体化方向发展;机床向多功能模块化方向发展;不断探讨适合于超精密加工的新原理、新方法、新材料。21世纪初十年将是超精密加工技术达到和完成纳米加工技术的关键十年。
三、“十五”目标及主要研究内容
1.目标
超高速加工到2005年基本实现工业应用,主轴最高转速达15000r/min,进给速度达40-60m/min,砂轮磨削速度达100-150m/s;超精密加工基本实现亚微米级加工,加强纳米级加工技术应用研究,达到国际九十年代初期水平。
2.主要研究内容
(1)超高速切削、磨削机理研究。对超高速切削和磨削加工过程、各种切削磨削现象、各种被加工材料和各种刀具磨具材料的超高速切削磨削性能以及超高速切削磨削的工艺参数优化等进行系统研究。
(2)超高速主轴单元制造技术研究。主轴材料、结构、轴承的研究与开发;主轴系统动态特性及热态性研究;柔性主轴及其轴承的弹性支承技术研究;主轴系统的润滑与冷却技术研究;主轴的多目标优化设计技术、虚拟设计技术研究;主轴换刀技术研究。
(3)超高速进给单元制造技术研究。高速位置芯片环的研制;精密交流伺服系统及电机的研究;系统惯量与伺服电机参数匹配关系的研究;机械传动链静、动刚度研究;加减速控制技术研究;精密滚珠丝杠副及大导程丝杠副的研制等。
(4)超高速加工用刀具磨具及材料研究。研究开发各种超高速加工(包括难加工材料)用刀具磨具材料及制备技术,使刀具的切削速度达到国外工业发达国家90年代末的水平,磨具的磨削速度达到150m/s以上。
(5)超高速加工测试技术研究。对超高速加工机床主轴单元、进给单元系统和机床支承及辅助单元系统等功能部位和驱动控制系统的监控技术,对超高速加工用刀具磨具的磨损和破损、磨具的修整等状态以及超高速加工过程中工件加工精度、加工表面质量等在线监控技术进行研究。
(6)超精密加工的加工机理研究。“进化加工”及“超越性加工”机理研究;微观表面完整性研究;在超精密范畴内的对各种材料(包括被加工材料和刀具磨具材料)的加工过程、现象、性能以及工艺参数进行提示性研究。
(7)超精密加工设备制造技术研究。纳米级超精密车床工程化研究;超精密磨床研究;关键基础件,如轴系、导轨副、数控伺服系统、微位移装置等研究;超精密机床总成制造技术研究。
(8)超精密加工刀具、磨具及刃磨技术研究。金刚石刀具及刃磨技术、金刚石微粉砂轮及其修整技术研究。
(9)精密测量技术及误差补偿技术研究。纳米级基准与传递系统建立;纳米级测量仪器研究;空间误差补偿技术研究;测量集成技术研究。
(10)超精密加工工作环境条件研究。超精密测量、控温系统、消振技术研究;超精密净化设备,新型特种排屑装置及相关技术的研究
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㈢ 立式加工中心主轴组件的机构设计 提纲怎么写
装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度,数控技术及装备是发展高新技术产业和尖端工业(如:信息技术及其产业,生物技术及其产业,航空、航天等国防工业产业)的使能技术和最基本的装备。制造技术和装备是人类生产活动的最基本的生产资料,而数控技术则是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资,不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业,而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。
数控机床技术的发展自1953年美国研制出第一台三坐标方式升降台数控铣床算起,至今已有53年历史了。20世纪90年开始,计算机技术及相关的微电子基础工业的高速发展,给数控机床的发展提供了一个良好的平台,使数控机床产业得到了高速的发展。我国数控技术研究从1958年起步,国产的第一台数控机床是北京第一机床厂生产的三坐标数控铣床。虽然从时间上看只比国外晚了几年,但由于种种原因,数控机床技术在我国的发展却一直落后于国际水平,到1980年我国的数控机床产量还不到700台。到90年代,我国的数控机床技术发展才得到了一个较大的提速。目前,与
国外先进水平相比仍存在着较大的差距。
总之,大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
1 概述
1.1 加工中心的发展状况
1.1.1 加工中心的国内外发展
对于高速加工中心,国外机床在进给驱动上,滚珠丝杠驱动的加工中心快速进给大多在40m/min以上,最高已达到90m/min。采用直线电机驱动的加工中心已实用化,进给速度可提高到80~100m/min,其应用范围不断扩大。国外高速加工中心主轴转速一般都在12000~25000r/min,由于某些机床采用磁浮轴承和空气静压轴承,预计转速上限可提高到100000r/min。国外先进的加工中心的刀具交换时间,目前普遍已在1s左右,高的已达0.5s,甚至更快。在结构上,国外的加工中心都采用了适应于高速加工要求的独特箱中箱结构或龙门式结构。在加工精度上,国外卧式加工中心都装有机床精度温度补偿系统,加工精度比较稳定。国外加工中心定位精度基本上按德国标准验收,行程1000mm以下,定位精度可控制在0.006~0.01mm之内。此外,为适应未来加工精度提高的要求,国外不少公司还都开发了坐标镗精度级的加工中心。
㈣ 加工中心一般怎么选择才合适
一、要满足工艺性
工件的几何形状和加工区域决定机型品种和大小。
回转体带一些平面或槽的加工精度要求一般可以多次装夹完成的分别选用数控车和立式加工中心,精度要求高的产品应选用车削中心完成。
在一个工作面内进行钻孔攻丝加工的(小孔孔径小于12mm)zui好选用夹臂式钻攻机,大孔径的适合于立式加工中心来作业。
在一个面内或位置度有平面铣削和自由曲面铣削、钻孔、镗孔加工要求的工件,选用不的类型立式加工中心,不同面有较高的位置度要求有色金属、软金属和加工余量少的黑金属(铁、钢,不锈钢等)工件尺寸相对较小的零件适合选用立式加工中心带第四轴的形式完成。
精度要求高的较大的(轮廓超过500mm见方)多面加工件,选用卧式加工中心较为合理。
大型零件复杂曲面加工、平面加工、钻攻等一般选用龙门加工中心来完成,有侧面加工需求的可以选配龙门侧铣头。
工序的多寡和加工时间决定刀库的选用与种类。
工序简单的,不需要频繁换刀(一把刀具加工时间大于10分钟)的加工件,工人的劳动强度适中,可以选用不带刀库的加工中心(数控立式铣床,数控卧式铣床)。
工序复杂的,刀具需求多时,一般选用有自动换刀装置的加工中心。刀具加工时间相对较长时(10分钟以上),换刀时间(斗笠式7到30秒)影响可以忽略的可以选用斗笠式加工中心;为了提高加工效率和换刀时间占用时间相对较为明显时选用机械手式刀库(也叫圆盘式、刀臂式,其特点是有机械手臂同时抓取目标刀和主轴上的刀具,且有预选刀功能,选择目标刀号刀盘在转动的同时加工可以并行,不需要中断等待,换刀时间2.5到5秒之间)。
二、精度要求的满足
按照我们的经验0.05mm为粗加工机床与精加工机床的分水岭,还要考虑新机床磨合期过后精度有所降低,因此图纸要求精度(主要是位置度公差,形状公差如椭圆度可以通过工艺及刀具的选型比如原先按圆弧铣削,椭圆度超差,后改为镗刀镗削就好了)降低0.005—0.015mm来考虑机床精度。
目前现在流行的做法是:一般精度要求(>=0.1mm)的产品基本上数控设备都能满足;精度要求(0.05——0.1mm)的产品选择国产设备,关键零部件台湾及以上品质即可。精度要求(0.01——0.05mm)的产品,选择有设计能力的国产机或在大陆设厂的台湾机或原装台湾机。精度要求(<=0.01mm)的产品要选择高档数控设备。
有种情况就是精度要求高,且量大的产品,我们推荐的做法是买系统稳定性好的国产机做粗加工和半精加工,再配少量高档设备进行精加工,这样既有效率有投资成本大幅下降,是个不错的选择。
三、切屑效率和工序优化决定加工效率
一是机械结构的重切削型,立式加工中心立柱底部加宽倒Y型设计和立柱前后方向加宽及合理的加强筋布局是提高机床刚性和稳定性的关键;二是电气系统电机的大小决定了机床的加工能力。对于模具加工业者适合考虑重切削机床;而产品加工尤其是大批量小加工余量的产品则要优化工艺,紧缩或者集中工序,减少装夹搬运等辅助工作时间,提高机床的使用效率,包括选用快速换刀装置等等。
四、采购成本加使用成本决定机床价值
采购成本是询价比较情况下最终确定下供应商后采购合同价格来决定,一般来讲比价格人们很容易也是采购时必须要做到一件事情,有一点值得提及一下,就是配置决定“精度的保持型和稳定性”,但不能保证好的配置就一定有好的精度,这是两码事,就好比人们常说的“全套德国的零部件拿到国内组装,出来的东西与德国原装的相去甚远”的道理一样,供应商的技术水平、生产工艺及检测手段在加上好的原材料才有可能产出好的机床来。这里提及了一个使用成本的概念,其包含了机床的故障率,维修的及时性和准确性,工人的劳动强度及能源的消耗,如刀具,电,占用场地大小,操作工的水平要求等等……
㈤ 数控车床
什么是数控技术
数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年,穿孔的金属薄片互换式数据载体问世;19世纪末,以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明;1938年,香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输,奠定了现代计算机,包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年,第一台数控机床问世,成为世界机械工业史上一件划时代的事件,推动了自动化的发展。
现在,数控技术也叫计算机数控技术,目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置,使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现,均可通过计算机软件来完成。
数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备,是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密...加工精度高,质量容易保证,发展前景十分广阔,因此掌握数控车床的加工编程技术尤为重要
数控机床发展趋势
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4月19日从第七届中国国际机床展获悉,随着科学技术不断发展,数控机床的发展也越来越快,数控机床也正朝着高性能、高精度、高速度、高柔性化和模块化方向发展。 高性能:随着数控系统集成度的增强,数控机床也实现多台集中控制,甚至远距离遥控。高精度:数控机床本身的精度和加工件的精度越来越高,而精度的保持性要好。高速度:数控机床各轴运行的速度将大大加快。高柔性:数控机床的柔性化将向自动化程度更高的方向发展,将管理、物流及各相应辅机集成柔性制造系统。模块化:数控机床要缩短周期和降低成本,就必然向模块化方向发展,这既有利于制造商又有利于客户。 我国近几年数控机床虽然发展较快,但与国际先进水平还存在一定的差距,主要表现在:可靠性差,外观质量差,产品开发周期长,应变能力差。为了缩小与世界先进水平的差距,有关专家建议机床企业应在以下6个方面着力研究:1.加大力度实施质量工程,提高数控机床的无故障率。2.跟踪国际水平,使数控机床向高效高精方面发展。3.加大成套设计开发能力上求突破。4.发挥服务优势,扩大市场占有率。5.多品种制造,满足不同层次的用户。6.模块化设计,缩短 开发周期,快速响应市场。 数控机床使用范围越来越大,国内国际市场容量也越来越大,但竞争也会加剧,我们只有紧跟先进技术进步的大方向,并不断创新,才能赶超世界先进水平。 中国冶金报
数控技术和装备发展趋势及对策
1 数控技术的发展趋势
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业(it、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,其主要研究热点有以下几个方面〔1~4〕。
1.1 高速、高精加工技术及装备的新趋势
效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一,国际生产工程学会(cirp)将其确定为21世纪的中心研究方向之一。
在轿车工业领域,年产30万辆的生产节拍是40秒/辆,而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一;在航空和宇航工业领域,其加工的零部件多为薄壁和薄筋,刚度很差,材料为铝或铝合金,只有在高切削速度和切削力很小的情况下,才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装,使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。
从emo2001展会情况来看,高速加工中心进给速度可达80m/min,甚至更高,空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂,包括我国的上海通用汽车公司,已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国cincinnati公司的hypermach机床进给速度最大达60m/min,快速为100m/min,加速度达2g,主轴转速已达60 000r/min。加工一薄壁飞机零件,只用30min,而同样的零件在一般高速铣床加工需3h,在普通铣床加工需8h;德国dmg公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面,近10年来,普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密级加工中心则从3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。
在可靠性方面,国外数控装置的mtbf值已达6 000h以上,伺服系统的mtbf值达到30000h以上,表现出非常高的可靠性。
为了实现高速、高精加工,与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展,应用领域进一步扩大。
1.2 5轴联动加工和复合加工机床快速发展
采用5轴联动对三维曲面零件的加工,可用刀具最佳几何形状进行切削,不仅光洁度高,而且效率也大幅度提高。一般认为,1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床,特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时,5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因,其价格要比3轴联动数控机床高出数倍,加之编程技术难度较大,制约了5轴联动机床的发展。
当前由于电主轴的出现,使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化,其制造难度和成本大幅度降低,数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床(含5面加工机床)的发展。
在emo2001展会上,新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头,可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现,还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国dmg公司展出dmuvoution系列加工中心,可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工,可由cnc系统控制或cad/cam直接或间接控制。
1.3 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势
21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统,智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化,如加工过程的自适应控制,工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。
为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究,如美国的ngc(the next generation work-station/machine control)、欧共体的osaca(open system architecture for control within automation systems)、日本的osec(open system environment for controller),中国的onc(open numerical control system)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上,面向机床厂家和最终用户,通过改变、增加或剪裁结构对象(数控功能),形成系列化,并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中,快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统,形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。
网络化数控装备是近两年国际着名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些着名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机,如在emo2001展中,日本山崎马扎克(mazak)公司展出的“cyberproction center”(智能生产控制中心,简称cpc);日本大隈(okuma)机床公司展出“it plaza”(信息技术广场,简称it广场);德国西门子(siemens)公司展出的open manufacturing environment(开放制造环境,简称ome)等,反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。
1.4 重视新技术标准、规范的建立
1.4.1 关于数控系统设计开发规范
如前所述,开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性,美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划,并进行开放式体系结构数控系统规范(omac、osaca、osec)的研究和制定,世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定,预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的onc数控系统的规范框架的研究和制定。
1.4.2 关于数控标准
数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于iso6983标准,即采用g,m代码描述如何(how)加工,其本质特征是面向加工过程,显然,他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此,国际上正在研究和制定一种新的cnc系统标准iso14649(step-nc),其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制,能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型,从而实现整个制造过程,乃至各个工业领域产品信息的标准化。
step-nc的出现可能是数控技术领域的一次革命,对于数控技术的发展乃至整个制造业,将产生深远的影响。首先,step-nc提出一种崭新的制造理念,传统的制造理念中,nc加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下,nc程序可以分散在互联网上,这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次,step-nc数控系统还可大大减少加工图纸(约75%)、加工程序编制时间(约35%)和加工时间(约50%)。
目前,欧美国家非常重视step-nc的研究,欧洲发起了step-nc的ims计划(1999.1.1~2001.12.31)。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个cad/cam/capp/cnc用户、厂商和学术机构。美国的step tools公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者,他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型(super model),其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种新的数据交换格式已经在配备了siemens、fidia以及欧洲osaca-nc数控系统的原型样机上进行了验证。
2 对我国数控技术及其产业发展的基本估计
我国数控技术起步于1958年,近50年的发展历程大致可分为3个阶段:第一阶段从1958年到1979年,即封闭式发展阶段。在此阶段,由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制,数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期,即引进技术,消化吸收,初步建立起国产化体系阶段。在此阶段,由于改革开放和国家的重视,以及研究开发环境和国际环境的改善,我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间,即实施产业化的研究,进入市场竞争阶段。在此阶段,我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期,国产数控机床的国内市场占有率达50%,配国产数控系统(普及型)也达到了10%。
纵观我国数控技术近50年的发展历程,特别是经过4个5年计划的攻关,总体来看取得了以下成绩。
a.奠定了数控技术发展的基础,基本掌握了现代数控技术。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术,其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础,部分技术已商品化、产业化。
b.初步形成了数控产业基地。在攻关成果和部分技术商品化的基础上,建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂。兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。
c.建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。
虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步,但我们也要清醒地认识到,我国高端数控技术的研究开发,尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快,但横向比(与国外对比)不仅技术水平有差距,在某些方面发展速度也有差距,即一些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。从国际上来看,对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下。
a.技术水平上,与国外先进水平大约落后10~15年,在高精尖技术方面则更大。
b.产业化水平上,市场占有率低,品种覆盖率小,还没有形成规模生产;功能部件专业化生产水平及成套能力较低;外观质量相对差;可靠性不高,商品化程度不足;国产数控系统尚未建立自己的品牌效应,用户信心不足。
c.可持续发展的能力上,对竞争前数控技术的研究开发、工程化能力较弱;数控技术应用领域拓展力度不强;相关标准规范的研究、制定滞后。
分析存在上述差距的主要原因有以下几个方面。
a.认识方面。对国产数控产业进程艰巨性、复杂性和长期性的特点认识不足;对市场的不规范、国外的封锁加扼杀、体制等困难估计不足;对我国数控技术应用水平及能力分析不够。
b.体系方面。从技术的角度关注数控产业化问题的时候多,从系统的、产业链的角度综合考虑数控产业化问题的时候少;没有建立完整的高质量的配套体系、完善的培训、服务网络等支撑体系。
c.机制方面。不良机制造成人才流失,又制约了技术及技术路线创新、产品创新,且制约了规划的有效实施,往往规划理想,实施困难。
d.技术方面。企业在技术方面自主创新能力不强,核心技术的工程化能力不强。机床标准落后,水平较低,数控系统新标准研究不够。
3 对我国数控技术和产业化发展的战略思考
3.1 战略考虑
我国是制造大国,在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移,即要掌握先进制造核心技术,否则在新一轮国际产业结构调整中,我国制造业将进一步“空芯”。我们以资源、环境、市场为代价,交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”,而非掌握核心技术的制造中心的地位,这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。
我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题,首先从社会安全看,因为制造业是我国就业人口最多的行业,制造业发展不仅可提高人民的生活水平,而且还可缓解我国就业的压力,保障社会的稳定;其次从国防安全看,西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质,对我国实现禁运和限制,“东芝事件”和“考克斯报告”就是最好的例证。
3.2 发展策略
从我国基本国情的角度出发,以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向,以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标,用系统的方法,选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容,实现制造装备业的跨跃式发展。
强调市场需求为导向,即以数控终端产品为主,以整机(如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等)带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件(数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等)的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品;没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品;当然,没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。
在高精尖装备研发方面,要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合,以“做得出、用得上、卖得掉”为目标,按国家意志实施攻关,以解决国家之急需。
在竞争前数控技术方面,强调创新,强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品,为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。
㈥ 哪个型号的 立式加工中心 可以达到 Z轴行程700 最大刀具直径200
Wotan(德国沃坦)
五面体卧式加工中心
型号:Rapid
0
年代:1984
控制系统:Allen
Bradley
8200
工作行程:x-1981mm
×y-1016mm
×z-
812mm
b,36000度
工作台:1m×1.2m
电机功率22.5kw
最大主轴转速:3001-3500转/分钟
主轴大小:109mm
主电机:25KW
X
Y
Z轴:30nm
B轴:15nm
机器重量:14968.8kg
长宽高:4.089mx4.902mx3.251m
另有两轴可用或可改,可用后则成六轴卧式加工中心
日本小松五面体卧式加工中心(中轴带偏心)
型号:
GUH8D
年代:1986年
控制系统:Fanuc
11M
工作行程:x-800mm
×
y-900mm
×z-900mm
w-36000度
c-90度
最大主轴转速:200
–
2500转/分钟
工作台:2个
630mm×630mm
刀库:48
把
BT
50刀柄
类似的机器有很多。
㈦ CNC加工中心与CNC车床有何不同
CNC加工可以加工出精度相对较高的产品样品,材料主要有ABS、PC、PA.POM. PMMA. PE. PP、铝合金等,在制作治具 . 夹具 . 检具等产品时常用的有电木和铝合金;此外,CNC加工还可生产直接零件.(即用工程塑料或合金材料直接加工成产品零件,而不需开模,节省了时间和开模成本; 适用于产品批量较小的订单.)
2)激光快速成型
是一种采用离散分层,逐层堆积的原理,直接利用产品的3维电脑数据实现为产品的原型;目前比较成熟的激光快速成型技术主要有SLA和SLS两种:
SLA—采用RS350设备,是国际最先进的激光快速成型工艺之一,材料为光敏树脂,基于光敏树脂受紫外光照射会凝固的原理,计算机控制的激光逐层扫描 固化槽中的光敏树脂,使其凝结固化 ,每一层固化的截面由产品零件的3维CAD摩模型软件分层得到.直至最后得到整体的产品零件原型;其材料成型后为乳白色,对产品的结构性没有要求,可制作非常精细的细节及薄壁结构,精度高, 易于后处理.(材料型号有:VANTIC07560. SOMOS14120…) ;
SLS—采用AFS-450设备,采用选区激光烧结的技术, 激光束在计算机的控制下透过激光窗口以一定的速度和能量密度扫描尼龙粉末, 激光束扫过之处, 粉末烧结成一定厚度的片层, 激光束再次扫过后,所形成的第二个片层烧结在第一个层上,如此重复,一个三维实体原型就形成了. 其材料选用尼龙粉末, 成型后产品强度及韧性极佳,适合于装配性的结构验证。另外,采用添加玻璃纤维的尼龙粉末可制作产品强度要求更高的直接零件;( 材料型有:PA2200. PG3200…)
3) 真空覆模
真空覆模是指通过制作简易模具,把2~3种成份的化学原料(液态)充分混合后,利用真空灌注技术把它注入模具型腔,在一定时间后混合的化学原料固化(根据不同的材料,固化时间15--120分钟不等)成型为跟原样一样的工件。此方法成本低 ,周期短 ;前提是须有原样 !在制作小批量样板及需要改变材质的项目上很有优势!
通过真空覆模的技术可以有两种用途:
A) 进行小批量的样品生产;
B) 改变材质;可以将由石膏或油泥雕刻的样办或激光快速成型制作的样板通过覆模改变到易于后续加工处理的PU或POLY的材质或有特殊要求的材质(如:要求透明的、耐高温的、高强度的、或橡胶特性的等等)。
4) 表面处理
经过多年的积累,我们对手板的处理已有了非常丰富全面的工艺,包括喷漆(亮光、亚光、皮纹漆。金属漆、橡胶漆、 珠光漆等)、喷砂、抛光、电镀(真空镀、水镀)、烫金等等。
远航通过不断创新、不断地探索使一些新的工艺及一些新的材质应用于手板,以达到或超越客户创新产品的需求。
一、机床的主要用途及适用范围
1、 本系列机床是控制两座标的数控机床,它能用来自动进行各种零件的外圆、内圆、端面、锥面及母线为任意二次曲线的柱面车削加工,并可用来钻孔、铰孔等加工。
本系列机床采用不抬刀式自动刀架及导轨自动润滑系统,运动平稳、工作可靠、精度高、功能丰富、操作方便应用范围广。
本系列机床采用整体床脚结构,主轴组件径动平衡,主轴轴承采用进口轴承;主轴由变频电机直接带动,变频器采用进口变频器。机床具有刚性高、振动小、加工精度高、加工精度稳定、噪音低、防水性能好等特点。机床防护采用移动式挡板,操作屏可根据用户需要转动角度,操作方便。
本系列机床可配装自动装夹工件的动力卡盘(液压卡盘、气动卡盘)和车螺纹的主轴脉冲编码器装置,供客户协议订货选用,大大提高机床使用效率。
本系列机床为高速型,主轴最高转速3000 r/min,特别适合有色金属的高速切削加工。
二、机床的主要规格及技术参数
车 床 型 号
CNC6136-2
主要规格
床身最大工件回转直径
400 mm
最大工件长度
750 mm
加工范围
加工最大直径在床身上
400 mm
加工最大直径在拖板上
200mm
加工最大长度
750 mm
棒料直径
45 mm
中心高
202 mm
中 心 距
750 mm
主 轴
主轴通孔直径
46 mm
主轴内孔锥度
MT6
主轴转速范围
35~3000 r/min(无级)
刀 架
刀架纵向最大行程
750 mm
刀架横向最大行程
220 mm
纵向最大进给速度
6000 mm/min
横向最大进给速度
3000 mm/min
刀架位数
4或6位
刀杆截面尺寸
25×25 mm2
主轴中心线至刀具支承面距离
约25 mm
尾 座
顶尖套内孔锥度
MT4
顶尖套最大移动量
130 mm
横向最大移动量
±10 mm
强过载型主轴变频电机功率
3.7~5.5kW
电机转速
1000 r/min(基频33.3HZ)
6000 r/min(基频200HZ)
纵向(Z向)伺服电机功率
1.5 kW
横向(X向)伺服电机功率
1.2 kW
冷却泵型号
AYB-20 0.115 kW
转速
3000 r/min
刀架型号
LD4B-C6132
多楔带
12-PL2020
外形尺寸:长×宽×高
1940 mm×1220 mm×1550 mm
净 重
1500 kg
封闭防护罩
优点:a、滚珠丝杆采用汉江滚珠丝杆厂产品;b、采用进口电器元件;c、滑动导轨面耐磨贴塑;d、钣金件采用喷塑工艺;e、滑动拉门采用滚针轴承;f、床头箱采用NSK(日本精工)轴承;g、滚珠丝杆安装配用NSK(日本精工)轴承;h、采用进口螺丝;i、大、中拖板贴塑材料采用德国原装进口的塑胶片(成本高于国产材料数倍),减低机床主导轨的磨损。
㈧ 世界上最先进的数控机床是哪个国家的
我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代,通过“六五”期间引进数控技术,“七五”期间组织消化吸收“科技攻关”,我国数控技术和数控产业取得了相当大的成绩。非凡是最近几年,我国数控产业发展迅速,1998~2004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39.3%和34.9%。尽管如此,进口机床的发展势头依然强劲,从2002年开始,中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国,2004年中国机床主机消费高达94.6亿美元,国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方面与国外的差距更加明显,70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依靠进口。
由此可以看出我国国产数控机床非凡是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力,究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够、制造水平依然落后、服务意识与能力欠缺、数控,系统生产应用推广不力及数控人才缺乏等。我们应看清形势,充分熟悉国产数控机床的不足,努力发展先进技术,加大技术创新与培训服务力度,以缩短与发达国家之间的差距。
美、德、日三国是当今世上在数控机床科研、设计、制造和使用上,技术最先进、经验最丰富的国家。因其社会历史条件和政府发展策略不同,各有特点。
美国的数控机床发展
美国历届政府都十分重视机床工业,美国国防部等部门因其军事方面的需求而不断提出机床的发展方向、科研任务,并且提供充足的经费,同时网罗世界人才,在发展中尤其讲究“效率”和“创新”,注重基础科研。机床技术不断创新,如1952年研制出世界第一台数控机床、1958年创制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首创开放式数控系统等。由于美国首先结合汽车、轴承生产需求,充分发展了大量大批生产自动化所需的自动线,而且电子、计算机技术在世界上领先,因此其数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎实,且一贯重视科研和创新,故其高性能数控机床技术在世界也一直领先。但是其缺点在于偏重基础科研而忽视应用技术,加上在上世纪80年代政府引导的放松,致使数控机床产量增长放缓,于1982年被后起之秀日本超过,并大量进口。从90年代起,政府纠正了过去偏向,数控机床从技术转向实用,产量又逐渐回升。
美国机床工业起步比英国要晚50年,但在制造技术方面很快就超过了英国,跃居世界首位。1896年福特制造出第一辆汽车,为配合汽车大量生产,格里森公司研制了一整套用于齿轮加工、测量的设备和刀具,其他公司也研制出许多新型高效的自动化机床。1934年研制出世界上第一条组合机床自动线。1948年建立了世界上第一条年产3000万套轴承的自动线,使汽车产量迅速提高,1950年汽车产量达到800万辆(相比2000年中国汽车产量为207万辆)。从此,美国机床工业迅猛发展,在机床技术先进性、产量、生产规模上,长期居世界首位。虽然在20世纪80年代中期,美国经济衰退,机床工业一度陷入颓势,被日本、德国先后赶超,但很快由政府采取措施扭转了局面。
目前,美国机床制造业在高效自动化机床、自动生产线、NC机床、FMS等机床技术及工业生产上仍处于世界领先地位。主要分布于中西部和东北部各州,主要消费用户是汽车制造业、航空工业、建筑业和医疗设备制造业等。
美国的机床技术之所以能够在世界上保持长期领先,政府在引导加强研发和不断创新方面起到了至关重要的作用。主要表现在:
首先,对方向性重大科研课题定出计划、措施并提供充足经费。例如为NC机床的研究开发提供大量经费。为新一代NC系统的研发提供1亿美元经费。
其次,组织引导有关科研单位和企业间的科研合作。例如:新一代NC系统的研发,由全美制造科学中心与美国空军协作开发;CIM的研制,政府组织通用汽车公司、波音飞机公司以及有关机床工业公司共同研发。
再次,新产品开发出来后,组织订货推广使用,同时加速推进科研进一步深化。例如:1952年麻省理工学院研制出第一台NC铣床后,马上组织军工部门订货100台用于生产,并不断改进,从而加速NC机床技术不断提高。又如:1994年美国G&L公司研制出世界上第一台VARLA4并联机构机床后,及时组织有关大学研究分析并在企业中使用,以便在技术上进一步提高。
由于美国缺乏熟练工人以及工人工资相对较高,机床用户要求机床制造厂家的机床使用性能更具有灵活性并可反复编程,以减少对熟练工人的需求。由于汽车行业的竞争越来越激烈,汽车型号更新周期也越来越短,汽车行业要求机床的性能灵活、使用范围广、调试周期短,以适应汽车生产批量少、更新换代快的要求。美国航空业、汽车业和模具制造业对高速机床的需求在不断增加。由于环保的原因,许多客户要求机床减少冷却液的使用量。以上种种情况表明,科技进步是影响美国机床工业发展的主要因素。
比如目前电子化、高速化、精密化成为了美国机床业发展的主流:如美国企业通过网络企业对企业的服务,有效整合供给商与客户的采购和存货系统;大型汽车公司(通用、福特、戴姆勒/克莱斯勒)和航天航空公司(波音、洛克希德)都通过这种网络服务在全球范围内与相关体系同步设计开发;机床业的制造过程治理、远端监控、故障排除和售后服务日渐普及;铣床主轴采用液压轴承模具,运用非接触式取代滚珠轴承;线性马达摆脱应用限制,进入商品化。
着眼未来,美国机床制造有以下明显的发展趋势:
一、追求具有更高加工效率的机床。因为提高机床的效率就等于缩短零件的加工周期,缩短加工周期有两条途径,一条途径是提高切削速度,即提高主轴转速。目前车床和车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40000r/min和60000r/min的。同样,送给速度也有大幅度提高,可达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明显提高,高速主轴和刀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。因为在零件加工过程中有大量的无用时间消耗在工件搬运、上下料、安装调整、换刀和主轴的升、降速上,因此,复合机床的研发近期发展很快,其核心是在一台机床上要完成车、铣、钻、镗、攻丝、铰孔和扩孔等多种操作工序。车床技术发展的主要趋势是多功能机床,目前的多功能复合机床实际上就是一台具有车削功能的加工中心。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,既磨得快又能保证尺寸精度和表面粗糙度。
二、追求更加安全可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。目前美国研制的高档机床在可能伤害人的地方几乎都加有安全警示装置。干切削和微量润滑剂切削方法因其可大大减少润滑剂的挥发而得到越来越广泛的应用,并且,几乎整个机床都是被封闭起来的,有些机床甚至看不到切屑,这样,即使有过量的油雾和烟雾也轻易收集。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。
三、机床配套部件产业迅速发展。机床配套件发展很快,品种齐全。主要产品有滚珠丝杠副、精密轴承、各种转台、换刀装置、各种气动、液压装置、直线导轨及主轴部件等等。这些配套件产业的发展有力地推动了机床主机的发展,不但有助于提高机床的速度和性能,而且可以大大缩短主机的生产周期,降低生产成本。
四、追求更加完善的控制系统。更高速的处理器和更精确的控制设备使机床的功能和性能完善而强大。技术密集已进入超速发展阶段,而集成的要害是开放式结构。PCC技术的应用,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%。零件程序可以离线开发,然后传送到生产车间的编程系统,在CNC控制器上运行,操作者可以观察、检测刀具运行情况和加工过程,还可以对加工过程进行必要的修正。美国GEFANUC公司销售的控制器中,有30%是开放式的,实现了真正的CAM/CNC集成,并趋于智能化控制,还可上网。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,此类软件的应用将以更快速度发展。
五、追求更高的机床外观质量。目前,机床制造商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。
德国的数控机床发展
德国政府一贯重视机床工业的重要战略地位,在多方面大力扶植。尽管德国机床工业发展比美国晚,但由于善于学习美国、英国的先进技术,并加强科学实验和研究分析,非凡是先进工艺方面的研究,因此机床业发展十分迅速。首先,讲究“实际”与“实效”。德国非凡注重科学试验,理论与实际相结合,基础科研与应用技术科研并重。其次坚持“以人为本”,不断提高人员素质。企业与大学科研部门紧密合作,对用户产品、加工工艺、机床布局研究和数控机床的共性和特性问题进行深入的研究,在质量上精益求精。德国的数控机床质量及性能良好、先进实用,出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密数控机床。最后,德国非凡重视数控机床主机及配套件之先进实用,其机、电、液、气、光、刀具、测量、数控系统、各种功能部件,在质量、性能上均居世界前列。如西门子公司的数控系统,为世界闻名,成为大部分用户配套的不二选择。
同样,德国机床协会(VDW)给德国企业提供一切可能的市场支持,从市场信息、统计资料到各类产品的报告和对要害领域如汽车工业的猜测。VDW借助中国机床工具协会,为有意在中国寻求合作伙伴的德国公司提供直接接触的机会;提供所有各类设备和服务的进口认证以及其他贸易信息;根据需要组织中方有关人员到德国进行技术培训活动;组织德国企业代表团参加在中国的大型金属加工展览会,以及联系德国政府提供官方支持。
日本的数控机床发展
日本政府对机床工业的发展异常重视,一方面通过规划和制定法规(如“机振法”、“机电法”、“机信法”等)引导产业发展,另一方面提供充足的研发经费鼓励科研机构和企业大力发展数控机床。在重视人才及机床元部件配套上学习德国,在质量治理及数控机床技术上学习美国,并将两国经验结合,形成了自己的发展特色而后来居上。
自1958年研制出第一台数控机床后,日本1978年产量(7,342台)就超过了美国(5,688台),并在很长一段时期产量、出口量均居世界首位(2001年产量46,604台,出口27,409台,占59%)。战略上先仿后创,先生产量大而广的中档数控机床,大量出口,占领大部分世界市场份额,并在上世纪80年代开始进一步加强科研,向高性能数控机床发展。日本FANUC公司正是采取这种战略,在日本政府的引导鼓励下,针对性地发展市场所需各种低中高档数控系统,在技术上领先,成为世界上最大的机床数控系统供给商。该公司现有职工3,674人,科研人员超过600人,月产能力7,000套,销售额在世界市场上占50%,在日本国内约占80%,对加速日本和世界数控机床的发展起了重大促进作用。
与FANUC公司同时发展的还有其他众多机械加工配件公司,在政府的引导下这些日本公司都非凡重视发展要害技术和核心产品。这种分工合作关系提高了日本数控机床行业的效率,避免了美国数控机床行业由于各厂家都想成为行业标准而引发的内部争斗,从而保存了对外竞争力。此外,日本政府还鼓励一些规模不大但是拥有自己独特技术优势的数控机床和自动化设备生产厂家发展自己的专利技术。
中国台湾地区
现代数控机床企业的发展越来越依靠供给链,这一点已经被世界各国和地区机床工业发展经验所证实。比如中国台湾地区的机床产业就是个很好的例子。
中国台湾地区的机床产业属于装配型。除了主轴等精密部件,机床生产厂家基本不进行其他的机械加工。铸造、钣金、热处理、喷漆等工艺都交由协作厂来完成,比如友嘉公司有约70家协作厂分布于台中地区。
可见台湾地区的机床产业发展优势在于已经形成配套完善、品种齐全的机床零部件(配套件)产业,这些零部件厂商都集中在机床厂四周不到百公里的范围内,部件供给准时、齐全。中国台湾地区机床产业90%以上的生产商都集中在台中地区,相互之间没有太长的距离,几乎是一家挨着一家,这样既可以做到准确供货,又可以减少库存,甚至在某些厂家或某些环节实现零库存。发达的机床零部件工业和便捷完善的供给链,是台湾地区机床产业的优势和骄傲,在获取零部件的便捷性上甚至优于日本和德国。
此外,随着市场竞争的不断加剧,中国台湾地区机床企业普遍重视研发工作,每年的研发投入都在营业额的4%以上。基础好、资金实力强的公司年研发投入可以达到营业额的5%以上。
㈨ 有谁比较了解德国造的 DMG 60P (立卧加工中心)
DMG 60P, 其结构是XY轴在机头主轴结构的动柱结构上移动,固定三轴工作台XY轴不动,但是又跟传统的手摇铣床一样,其Z轴是丝杆拉顶着固定三轴工作台,做Z轴移动,第四轴B轴,是配置在主轴机头的一个摇摆头结构,可以摆+30度到-120度。(0度是B轴主轴状态为立式加工,-90度时B轴主轴状态为卧式加工,最大-120度时主轴可以加工倒扣形状。第五轴是坎在三轴固定工作台中间的360度旋转定位的工作台。
X-,Y-和Z-轴精度 P = 0.008 mm (根据VDI/DGQ 3441)
B/C轴角度摆动旋转精度 9 arc s/ 10 arc s
立卧转换加工的加工要求?
这个端看你要加工什么东西,什么图纸。
五轴加工考虑比三轴比较多,技术比较难
㈩ 德国品牌的高速电主轴有什么优势有哪些品牌
国外电主轴最早用于内圆磨床,上世纪80年代,随着数控机床和高速切削技术的发展和需要,逐渐将电主轴技术应用于加工中心、数控铣床等高档数控机床,成为近年来机床技术所取得的重大成就之一。随着机床技术、高速切削技术的发展和实际应用的需要,对机床电主轴的性能也提出了越来越高的要求,目前国外从事高速数控机床电主轴研发与生产的企业主要有如下几家:德国GMN、西门子、瑞士IBAG、美国Setco、意大利Omlet、Faemat、Gamfior、日本大隈等,其中尤以GMN、IBAG、Omlet、Setco、Gammfier等几家的技术水平代表了这个领域的世界先进水平。这些公司生产的电主轴较之国内生产的有以下几个特点 :①功率大、转速高。②采用高速、高刚度轴承。国外高速精密主轴上采用高速、高刚度轴承,主要有陶瓷轴承和液体动静压轴承,特殊场合采用空气润滑轴承和磁悬浮轴承。③精密加工与精密装配工艺水平高。④配套控制系统水平高。这些控制系统包括转子自动平衡系统、轴承油气润滑与精密控制系统、定转子冷却温度精密控制系统、主轴变形温度补偿精密控制系统等。并在此基础之上,这些外国厂家如美国、日本、德国、意大利和瑞士等工业发达国家已生产了多种商品化高速机床。如瑞士米克朗公司,就是世界上着名的精密机床制造商。它生产的机床配备最高达 60000r/min的高速电主轴,可以满足不同的切削要求,所有的电主轴均装有恒温冷却水套对主轴电机和轴承进行冷却,并通过高压油雾对复合陶瓷轴承进行润滑。所有的电主轴均采用矢量控制技术,可以在低转速时输出大扭矩。
电主轴技术的发展趋势主要表现在以下几个方面:
继续向高速度、高刚度方向发展
由于高速切削和实际应用的需要,随着主轴轴承及其润滑技术、精密加工技术、精密动平衡技术、高速刀具及其接口技术等相关技术的发展,数控机床用电主轴高速化已成为目前发展的普遍趋势,如钻、铣用电主轴,瑞士IBAG的HF42的转速达到140000r/min,英国WestWind公司的PCB钻孔机电主轴D1733更是达到了250000r/min;加工中心用电主轴,瑞士FISCHER最高转速达到42000r/min,意大利CAMFIOR达到了75000r/min。在电主轴的系统刚度方面,由于轴承及其润滑技术的发展,电主轴的系统刚度越来越大,满足了数控机床高速、高效和精密加工发展的需要。
向高速大功率、低速大转矩方向发展
根据实际使用的需要,多数数控机床需要同时能够满足低速粗加工时的重切削、高速切削时精加工的要求,因此,机床电主轴应该具备低速大转矩、高速大功率的性能。如意大利CAMFIOR、瑞士Step—Tec、德国GMN等制造商生产的加工中心用电主轴,低速段输出转矩到200Nm以上的已经不是难事,德国CYTEC的数控铣床和车床用电主轴的最大扭矩更是达到了630N·m;在高速段大功率方面,一般在l0~50kW;CYTEC电主轴的最大输出功率为50kW;瑞士Step—Tec电主轴的最大功率更是达到65kW(S1),用于航空器制造和模具加工;更有电主轴功率达到80kW 的报道。
进一步向高精度、高可靠性和延长工作寿命方向发展
用户对数控机床的精度和使用可靠性提出了越来越高的要求,作为数控机床核心功能部件之一的电主轴,要求其本身的精度和可靠性随之越来越高。如主轴径向跳动在0.001mm 以内、轴向定位精度<0.0005mm以下。同时,由于采用了特殊的精密主轴轴承、先进的润滑方法以及特殊的预负荷施加方式,电主轴的寿命相应得到了延长,其使用可靠性越来越高。Step—Tec的电主轴还加装了加速度传感器,降低轴承振动加速度水平,为了监视和限制轴承上的振动,安装了振动监测模块,以延长电主轴工作寿命。
电主轴内装电机性能和形式多样化
为满足实际应用的需要,电主轴电机的性能得到了改善,如瑞士FISCHER主轴电机输出的恒转矩高转速与恒功率高转速之比(即恒功率调速范围)达到了l:14。此外,出现了永磁同步电机电主轴,与相同功率的异步电机电主轴相比,同步电机电主轴的外形尺寸小,有利于提高功率密度,实现小尺寸、大功率。
向快速启、停方向发展
为缩短辅助时间,提高效率,要求数控机床电主轴的启、停时间越短越好,因此需要很高的启动和停机加(减)速度。目前,国外机床电主轴的启、停加速度可达到lg以上,全速启、停时间在ls以内。
轴承及其预载荷施加方式、润滑方式多样化
除了常规的钢制滚动轴承外,近年来陶瓷球混合轴承越来越得到广泛的应用,润滑方式有油脂、油雾、油气等,尤其是油气润滑方法(又称Oil-air),由于具有适应高速、环保节能的特点,得到越来越广泛的推广和应用;滚动轴承的预负荷施加方式除了刚性预负荷(又称定位预负荷)、弹性预负荷(又称定压预负荷)之外,又发展了一种智能预负荷方式,即利用液压油缸对轴承施加预负荷,并且可以根据主轴的转速、负载等具体工况控制预负荷的大小,使轴承的支承性能更加优良。在非接触形式轴承支承的电主轴方面,如磁浮轴承、气浮轴承电主轴(瑞士IBAG等)、液浮轴承电主轴(美国Ingersoll等)等已经有系列商品供应市场。
刀具接口逐步趋于HSK、Capto刀柄技术
机床主轴高速化后,由于离心力作用,传统的CAT(7:24)刀柄结构已经不能满足使用要求,需要采用HSK(1:10)等其它符合高速要求的刀柄接口形式。HSK刀柄具有突出的静态和动态联接刚性、大的传递扭矩能力、高的刀具重复定位精度和联接可靠性,特别适合在高速、高精度情况下使用。因此,HSK刀柄接口已经广泛为高速电主轴所采用(如瑞士的IBAG、德国的CYTEC、意大利CAMFIOR等)。近年来由SANDVIK公司提出的Capto刀具接口也开始在机床行业得到应用,其基本原理与HSK接口相似,但传递扭矩的能力稍大一些,缺点是主轴轴端内孔加工困难较大,工艺比较复杂。
向多功能、智能化方向发展
在多功能方面,有角向停机精确定位(准停)、C轴传动、换刀中空吹气、中空通冷却液、轴端气体密封、低速转矩放大、轴向定位精密补偿、换刀自动动平衡技术等。在智能化方面,主要表现在各种安全保护和故障监测诊断措施,如换刀联锁保护、轴承温度监控、电机过载和过热保护、松刀时轴承卸荷保护、主轴振动信号监测和故障异常诊断、轴向位置变化自动补偿、砂轮修整过程信号监测和自动控制、刀具磨损和损坏信号监控等,如Step-Tec电主轴安装有诊断模块,维修人员可通过红外接口读取数据,识别过载,统计电主轴工作寿命。