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发表于 2012-4-4 21:59:20
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来自： 中国天津
那我就贴出这个好帖了，请楼主不要怪罪我哦~
2 N: r; ?$ w, N8 B- i3 {我国数控机床技术离世界先进水平有多远
, \, b0 {1 w% U+ R( {$ h近年来，我国数控机床产品的快速发展引起国内外关注。其中，多轴、调整、复合型数控机床格外引人注目。
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; L9 v* e$ g* o- L一、五轴(及以上)联动数控机床
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8 i- W4 b, ~; F; D 五轴(及以上)联动数控机床是现代国防工业急需的战略性装备，也是制造现代模具的基础装备，一直被西方某些大国列为对我禁运的战略物资。1999年，江苏多棱机床公司率先推出我国第一台五轴联动龙门加工中心。接着，北京第一机床厂于2000年，桂林机床厂于2001年，济南第二机床厂、上海重型机床厂于2002年相继推出五轴联动龙门镗铣/加工中心。
2 M+ f/ I1 S" w8 [ 同时，北京机电研究院、四川长征机床厂也推出五轴联动数控铣。天津第一机床厂、重庆机床厂、南京第二机床厂、秦川机床厂先后推出多轴联动数控齿轮机床。昆明机床厂与清华大学合作、天津第一机床厂与天津大学合作、哈尔滨量具刃具厂与哈尔滨工业大学合作、大连机床厂与清华大学合作，先后推出五轴(及以上)联动虚拟机床。在五轴(及以上)联动数控机床的开发上，近年来我国形成了长江后浪推前浪之势。上述产品开发中，有两项关键技术值得注意。
6 a( a+ d2 L0 P) x5 W; U/ } 1．万能自动镗铣头
4 T( [% y4 B7 D! I- h 万能自动镗铣头在五轴数控机床中是第一关键部件，也是五轴数控机床制造企业市场竞争的焦点之一。在有些国外厂商的产品售价中，万能自动镗铣头占有高达30%的比率，因而国际合作开发难度较大。
! `7 W8 w5 r- _' j# T r' W i 万能自动镗铣头可分为万能式镗铣头和摆动式镗铣头。在用于五轴联动时，要求双回转轴(A/B或A/C)都有联动功能。如用于多(或五)面加工，只能采用有级分度的万能式镗铣头，不需要联动(即3+2轴加工方式)。
0 X$ |: c& t1 P1 I6 ~! h4 ^ 世纪之交，5家五轴联动龙门镗铣/加工中心研制企业，先后开发出具有80年代国际水平的万能自动镗铣头。包括万能式自动镗铣头、摆角式自动镗铣头。其中的复杂、高精、高刚壳体，精密弧齿锥齿轮副，精密蜗轮副，精密细齿鼠牙盘，精密分度夹紧等关键零件设计制造技术，以及回转轴闭环技术等都有突破。桂林机床厂已有10台在用户中使用。
- t+ V- S! C$ t4 C$ e& T6 g 目前的问题是，精度、性能(特别是高速、重载性能)与国际先进水平还有差距。国际万能自动镗铣头转角分度定位精度/重复定位精度为10arc.sec/5arc.sec(VDI标准)，高速、重载性能优越，并且技术仍在不断发展。如美国cincinnaty公司在IMTS2000上展出了虚拟轴万能自动镗铣头，结构更简单，更适于安置电主轴。意大利FPT公司万能自动镗铣头可细分为360°×0.01°。
0 Z- v- f# z9 \, B; }$ z8 @ 2．换头技术 8 @$ B0 c7 a+ V
为满足现代模具、飞机结构件高速加工需要，上述5台五轴龙门铣/加工中心，全部配有高速电主轴。转速10000~16000rpm。
$ @2 Q4 s& o5 z 由于在模具加工中，五轴铣削只占3%~5%，高速主轴的使用率也只有5%左右，故五轴联动龙门式、落地式镗铣床/加工中心必须具有换头技术。而且，在拥有换头技术后，可成为五轴--多(或五)面龙门式、落地式镗铣床/加工中心。机床的工艺范围大大扩大，使用率大大提高。国际先进企业都有自动换头技术。北京第一机床厂、济南第二机床厂引进德国、法国著名企业自动换头技术，具有先进水平。江苏多棱机床公司、上海重型机床厂自行开发了换头技术，但属于刚刚起步阶段。
6 V% S2 H$ d! f% Z6 ? z 换头技术除要求定位准确外，还要求快速、简洁。国际先进企业自动换头技术大都有一些独到之处。意大利JOBS公司还开发了插入式主轴更换系统，用换轴代替换头，更快速、简洁。
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二、快速发展的高速机床 0 o3 e8 U. I+ x1 E5 B1 k4 h! p
7 P: Y: g3 v& x' [, s* _2 d 为适应市场对调整加工设备的需求，目前我国能够生产高速切削机床的企业已有约20家，大部分以引进技术为主，基本上是调整加工中心。主轴转速10000~40000r/min，快移速度30~60m/min，加速度0.5~1G，换刀时间在1.5~2s左右(T-T)。其中，已有达到国际一流水平的产品。如：大连机床公司与德国阿亨(Aachen)大学共同研发的DHSC500高速加工中心，相当国际90年代后期水平。其主要特点如下：
) H5 r$ @) n' H- u& c 采用国际流行的箱中箱结构。为增强X轴送进时的刚性(这时移动惯量高达1吨)，在运动箱上、下配置了双伺服电机同步驱动(双反馈)；电主轴采用德国GMN公司名牌产品，油加气润滑，转速18000r/min；回转工作台采用内装转台伺服电机(B轴)；闭环控制，整机四轴联动；全闭环，采用绝对型光栅尺，即使在断电后也可识别所在位置；四托盘自动交换，可多工件、夹具工作；具有较高精度。定位精度/重复定位精度：±5μm/±3μm(VDI标准)；快移速度62m/min；加速度1G，属国际先进水平。
% `8 U+ J8 ]7 Z2 [7 o: z! W7 e 另外，还有南京四开公司研制的直线电机驱动数控车床，在高速加工一种钎具行业的非圆截面异型螺纹时，最大加速度达到4~5G，最大进给速度超过了100m/min。凿岩机与钎杆的连接螺纹为异型螺纹，不能采用通常的成型车刀加工，一般采用液压仿形车床，用靠模及尖刀加工，精度差且效率低，靠模的制造也比较困难。这台数控直线电机车床加工时，X轴用直线电机代替靠模快速往复运动，Z轴及主轴联动(也可以采用随动方式)。综合运动空间关系由程序控制，螺纹轮廓完全数字化，是一种数字化螺纹加工方式，用尖刀像车外圆一样一刀完成，速度快，精度高，表面质量好。
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三、复合化数控机床
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上述五轴多面龙门加工中心，同时也是复合化数控机床的典型事例。此外，还有值得称道的代表。如： / E: T! N/ x( y+ \7 S
沈阳机床股份有限公司开发的五轴车铣中心。刀库容量16，数控系统：Siemens840D，可控X、Y、Z、B、C五个轴，具有车削中心加铣削中心的特点。
. Z/ m) \& n# K7 V9 m8 ^ 沈阳第一机床厂、齐齐哈尔第一机床厂开发的立式车削中心，配有刀库，能在一次装夹情况下，完成车削、铣削、钻孔、攻丝等工序。保证加工精度，减少辅助时间，提高生产效率。
. @' {# S, H a. p, N 上海重型机床厂开发的双主轴倒顺式立式车削中心，第一主轴正置，第二主轴倒置。主轴具有C轴功能，采用12工位动力刀架，具有自动上下料装置和全封闭等多道防护装置，可一次上料完成零件的正反面加工，包括车削、镗孔、钻孔、攻丝等多道工序。适用于大批量轮毂、盘类零件加工。
9 z2 t* V- T% h( j. b 江苏金方圆公司开发的数控冲床--激光复合机，是由数控液压转塔冲床和数控激光切割机床复合而成。一次装卡完成冲孔、激光切割工艺，且属高速型，最高冲孔频率800/1000SPM。 * X6 ^0 m1 t8 p
! P3 m: f5 R+ b$ v四、我国数控机床技术与世界先进水平的差距
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4 _8 `+ Y" {5 G 首先是精度普遍不够。只有少数几种产品达到欧洲标准定位精度。精度差距只是表面现象。其实质是基础技术差距的反映。如普遍未进行有限元分析，未做动刚度试验；大多未采用定位精度软件补偿技术、温度变形补偿技术、高速主轴系统的动平衡技术等。
* t9 x l! i3 N/ |6 h: r+ G* O% K 其次，基础材料开发方面的差距，未普及高强度密烘铸铁，在欧美已有一批先进产品采用聚合物混凝土，我国则还是空白。
, z: B5 f: T i: r! C0 Z D 再次，高动、静刚度主机结构和整机性能开发的差距，高速机床主机结构设计方向是增强刚性和减轻移动部件重量，如国际普遍采用龙门式、框式、O型整体结构，箱中箱式结构，L型床身，三轴移动移出机身，侧挂箱式卧式加工中心等。我们则大多未开发。 ( a8 k' l- n9 y
还有一重要差距就是应用技术差距。如国外已开始普及的远程服务技术，我们尚待开发；交钥匙工程----从机床选择、工艺装备(刀、夹、附、检具)配置与提供到切削用量的确定，尚待开发；展出的高速机床，普遍不能做硬切削、干切削表演，高速切削机理及切削数据库的研究我国近乎空白；不能提供高速切削软件包，等等。
7 t1 @. P6 D( U: R. Q( K, v 当然，关键配套件，特别是新兴配套件差距较大。如电主轴、高速滚珠丝杠副、直线电机、高速高精全数字式数控系统、高精度高频响的位置检测系统等。 ( }8 U+ r1 C& q4 I( R: r
任重道远，要赶上国际先进水平，我们还要不断提高产品开发能力。 |
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发表于 2007-9-15 12:39:15
