加工中心的發(fā)展趨勢
立式加工中心
立式加工中心主要的用戶層面為,以看好的汽車零部件行業(yè)為首,還有模具、飛機、醫(yī)療設(shè)備、IT、光學(xué)設(shè)備等行業(yè)。在飛機制造業(yè)因絕大多數(shù)加工件為多品種、小批量的產(chǎn)品,因此五軸加工機為主的立式加工中心有潛在的需求。今后電子零部件、精密機枝零部件、半導(dǎo)體模具等行業(yè)也具有需求潛力。
各生產(chǎn)廠家面對預(yù)期需求擴(kuò)大的飛機、模具、半導(dǎo)體等行業(yè),正在抓緊開發(fā)五軸加工機。和幾年前的以生產(chǎn)一般零部件為主的立式加工中心形成鮮明對比的是,突出以加工模具為主的設(shè)備方案不斷從廠家出現(xiàn),由此可明顯地看出對高速、高效、高品位加工的需求正在增加。
針對高精度加工,一些廠家比較注重研制對不易切削材質(zhì)搞重切削加工的機型。同時,以減少工件更換時間和集中工序為目的的復(fù)合化加工技術(shù)也在不斷創(chuàng)新。為進(jìn)一步提高效率,有些廠家正在嘗試在立式加工中心的控制軸方面再加上l~2個軸,形成五軸控制,這樣對于形狀復(fù)雜的工件和自由曲面等工件都可完成一次裝卡加工。
在產(chǎn)品開發(fā)方面,由于用戶的要求更加嚴(yán)格,不得不在保持低價位的同時不斷追求高性能的技術(shù)。由于正在加快適應(yīng)環(huán)保要求的新技術(shù)開發(fā),因此,更加需要可以調(diào)整品種、數(shù)量的可形成柔性線結(jié)構(gòu)的設(shè)備。
現(xiàn)在干式切削也在研制之中,如已經(jīng)出現(xiàn)的使用高純度氮氣的干式加工系統(tǒng),以氧化來控制精度變化。同時為改善作業(yè)環(huán)境、提高經(jīng)濟(jì)效率,對于切屑的處理也采用了易于回收的方式。
臥式加工中心
臥式加工中心因其加工面是垂直的,切屑易脫落,比較適應(yīng)長時間無人操作。又因是模塊結(jié)構(gòu),可以短時間內(nèi)導(dǎo)入最適當(dāng)規(guī)模的系統(tǒng)。因其無人操作時間較長,在成本費用方面與單機相比效果更好。
從用戶需求來看,對臥式加工中心的要求更加趨向于適應(yīng)多品種小批量的生產(chǎn),要求加工設(shè)備能夠靈活地適應(yīng)工序集中導(dǎo)致的生產(chǎn)型加工件的變化?,F(xiàn)在由于汽車廠家的設(shè)備投資呈上升趨勢,需求可望進(jìn)一步擴(kuò)大。此外,因?qū)τ诋a(chǎn)品制造的認(rèn)識和對生產(chǎn)體系的看法正在發(fā)生根本的轉(zhuǎn)變,由此而派生的新的生產(chǎn)體系可能對能形成柔性線的小型機種產(chǎn)生需求。
著手生產(chǎn)以上機型的廠家在追求高速、高精度的同時,還在如何使機體小型化及成本控制方面下功夫。也就是說此類產(chǎn)品的開發(fā)重點在于機體的小型化、適應(yīng)形成柔性線體系方面。
從技術(shù)開發(fā)動向來看,是謀求提高主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、提高精密度、并將對應(yīng)熱變位、模塊化等集中體現(xiàn)出來。其中,作為機床基本課題的高速化研究也不斷取得成果。
由于提高進(jìn)給速度直接關(guān)系到產(chǎn)品的加工時間,以利提高生產(chǎn)效率,因此在高速進(jìn)給技術(shù)方面,驅(qū)動裝置采用直線電機的機型正在增多。同時也有廠家在開發(fā)不使用直線電機,采用進(jìn)給軸以大導(dǎo)程滾珠絲杠為驅(qū)動,進(jìn)給加速度1.5G~ 2G、快速進(jìn)給速度120 mm/min的高速臥式加工中心。并在主軸上采用雙面約束刀具、主軸轉(zhuǎn)速為 2 萬 r/min、快速進(jìn)給速度為60 m/min、以盡量縮短重復(fù)定位、刀至刀等的非切削時間。為解決速度提高帶來的熱變位影響,防止精度下降,一般都采用獨自的補正裝置或主軸冷卻結(jié)構(gòu)、冷卻裝置等。
數(shù)控立式車床
適合于加工大直徑、大噸位外圓型工件的立式車床,也被各行業(yè)采用。由于其市場的局限性,產(chǎn)品在很大程度上反應(yīng)了用戶的意向,很多是以專用機的形式交貨投付使用的,這也是用戶和廠家形成密切聯(lián)系的原因。
最近,對中國出口看好的建設(shè)機械廠家對立式車床的需求令人矚目,造船行業(yè)的訂貨則似乎暫告一段落。從去年起,數(shù)控車床生產(chǎn)廠家期待著在飛機、高性能發(fā)電機、風(fēng)力發(fā)電機等方面設(shè)備投資比較活躍的重電機行業(yè)的訂貨。
由于市場在交貨期、質(zhì)量、價格方面的要求越來越高,一些中小規(guī)模的設(shè)備用戶為縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期,更青睞一次裝卡、可搞多種加工的復(fù)合型加工機。
考慮到環(huán)保要求而采用半干式加工的需求也在增加,根據(jù)這類用戶的要求,OM制作所以產(chǎn)學(xué)協(xié)作的方式開發(fā)出采用氣化熱半干式加工技術(shù),并加強了節(jié)省能源的措施,控制了電力的使用。
現(xiàn)在,市場對于提高了通用性的、低價位的小型數(shù)控立式車床的需求仍在擴(kuò)大,同時,和臥式數(shù)控車床一樣,帶有加工中心意識的功能型復(fù)合機的開發(fā)研制比較活躍。例如,隨著對復(fù)雜形狀工件成品加工要求的提高,也在研制將立式車床功能加上鉆、攻絲、鏜等旋轉(zhuǎn)方面的加工功能。
因配置了C軸,不同的復(fù)合加工也可通過一次裝卡進(jìn)行。此外,在以切削為主的同時,加上采用單刀具的雙面約束 ATC方式后,在銑加工功能方面也見到不少可進(jìn)行重切加工的工序集約型產(chǎn)品。
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