平面磨床向成形磨床的轉(zhuǎn)變
一提平面磨床,人們普遍認(rèn)為就是那種只能磨削平面的機(jī)床。讀完陳向東先生的文章,了解到了當(dāng)今世界平面磨床的發(fā)展趨勢,人們的這個觀點(diǎn)就要改變了。當(dāng)今平磨的發(fā)展趨勢是轉(zhuǎn)向成形、臺階、切入、快速抖動、三維空間曲線表面磨削加工??梢哉f,平磨是磨床類機(jī)床中演變潛力最大的一種機(jī)型。我國平磨制造廠應(yīng)跳出傳統(tǒng)的平面磨削的思維,轉(zhuǎn)到曲線或輪廓等非平面磨削加工的思路上進(jìn)一步發(fā)展,以形成我們自己特色的技術(shù)和產(chǎn)品。 基本代表了目前國際機(jī)床技術(shù)發(fā)展潮流和水平的美國芝加哥國際制造技術(shù)展覽會(IMTS)不久前舉行。從這屆展覽會上,筆者了解到目前平面磨床的發(fā)展趨勢和世界機(jī)床技術(shù)的一些特點(diǎn)。 平面磨床發(fā)展趨勢 據(jù)不完全統(tǒng)計,本屆展覽會有20多家平磨專業(yè)生產(chǎn)廠以平磨實(shí)物形式參展,包括了歐、美、日及我國的主要平磨制造廠,有60多臺平磨,主要特點(diǎn)是: --從規(guī)格上看,以小型平磨為主,在全部平磨展品中,臺面寬200mm以下的幾乎占50%,小規(guī)格機(jī)床的運(yùn)輸及布展比較方便;國外平磨不分普通、精密、高精度的精度等級,相對小規(guī)格機(jī)床,精度容易做得很高;在國際市場上,中、小規(guī)格平磨的潛在需求很大。 --從控制上看,70%以上的平磨展品為數(shù)控型,有單軸、雙軸及三軸數(shù)控,最多達(dá)五軸控制,尤其是400以上的大規(guī)格機(jī)型,全為數(shù)控型。由于技術(shù)水平的發(fā)展導(dǎo)致功能變化,平磨已從傳統(tǒng)的平面磨向成形磨轉(zhuǎn)變,常規(guī)控制已難以實(shí)現(xiàn)功能的要求。數(shù)控平磨已形成一個市場潮流。 --從功能上看,50%以上的平磨不僅僅用于水平平面加工,而且轉(zhuǎn)向成形、臺階、切入、快速抖動、三維空間曲線等表面磨削加工,如ELB、BLM公司以平磨為基礎(chǔ)變化而成的五軸聯(lián)動磨削中心,可實(shí)現(xiàn)非平面型復(fù)雜曲面的磨削;Unison、Trutech公司的柔性磨削系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)成形、無心、外圓、工具、輪廓等磨削工藝;還有裕福、Parker公司等的快速抖動磨等,反映出平磨是磨床類機(jī)床中演變潛力最大的一種機(jī)型。 發(fā)展呈現(xiàn)四大變化 作為國際制造技術(shù)展覽會,金切機(jī)床歷來都是最大的展點(diǎn),IMTS亦不例外。加工中心、車削中心、磨削中心、數(shù)控車、數(shù)控銑、數(shù)控鏜等金切機(jī)床,構(gòu)成了龐大的展品群,這些由傳統(tǒng)的切削原理結(jié)合現(xiàn)代設(shè)計理念和先進(jìn)的控制技術(shù)相融合而成的金切機(jī)床,代表了世界機(jī)床的發(fā)展方向和趨勢。 --高速、復(fù)合、高精度、高剛性仍是金切機(jī)床的發(fā)展主調(diào),但又有新的變化。復(fù)合,已從原來的為復(fù)合而復(fù)合轉(zhuǎn)為從實(shí)用高效考慮為主,如車、銑復(fù)合,車、銑、鉆的復(fù)合,銑床和電火花的復(fù)合;從功能上看,復(fù)合型機(jī)床的針對性很強(qiáng),針對某類零件考慮;從精度上看,定位精度<2μm,重復(fù)定位精度≤±1μm的機(jī)床已比比皆是;從主軸轉(zhuǎn)速來看,8.2kW主軸達(dá)60000r/min,13kW達(dá)42000r/min,高速已不是小功率主軸的專有特征;從剛性上看,已出現(xiàn)可加工60HRC硬度材料的加工中心。 --模塊化的設(shè)計在機(jī)床制造中已應(yīng)用得爐火純青。橫向系列、縱向系列、全系列、跨系列的模塊化設(shè)計,在展品中體現(xiàn)得淋漓盡致,無論是大隈、牧野等為代表的日本機(jī)床,還是Haas、Cincinnati等為代表的美國機(jī)床,同樣兩臺展品,外形上看,好象完全一樣,但功能則完全不同,所構(gòu)成的模塊很多則是通用的。 --全自動的概念已發(fā)生變化。傳統(tǒng)的全自動機(jī)床是用一只氣動或液動的機(jī)械手實(shí)現(xiàn)工件的自動上、下料,但展覽上有超過10臺以上的加工中心和車削中心,采用真正意義的多關(guān)節(jié)串聯(lián)式機(jī)器人,來實(shí)現(xiàn)工件的上、下料,包括完工零件的堆放??刂频姆秶哟?,組線的靈活性加強(qiáng),同時輔助配套的機(jī)械大大減少。 --環(huán)保要求越來越高。在展出的展品中,絕大部分的機(jī)床產(chǎn)品都采用全封閉的罩殼,絕對沒有切屑或切削液外濺的現(xiàn)象。另一方面,大量的工業(yè)清洗機(jī)和切削液處理機(jī)系統(tǒng)的展出,亦同時反映現(xiàn)代制造業(yè)對環(huán)保越來越高的要求。 根本在于設(shè)計創(chuàng)新 --平磨是磨床類機(jī)床中發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮臋C(jī)床,這是本屆展覽會給筆者帶來的一個全新概念。在完成傳統(tǒng)的平面磨削功能外,以平磨的床身、拖板、臺面、磨頭等大件為基礎(chǔ),可以演變成外圓、曲線、工具、無心等磨床,如k.o.lee公司的C1020N2外圓磨床和B6062PC2工具磨的基礎(chǔ)就是平磨。我國應(yīng)在完成平磨規(guī)格系列的完善后,跳出傳統(tǒng)的平面磨削的思維轉(zhuǎn)到曲線或輪廓等非平面磨削加工的思路上去進(jìn)一步發(fā)展,形成具有我們自己特色的技術(shù)和產(chǎn)品。 --模塊化設(shè)計將是貫穿產(chǎn)品設(shè)計全過程的一條主線,無論是機(jī)床技術(shù)發(fā)展的潮流還是市場競爭的要求;無論是降低成本的需要,還是提高產(chǎn)品質(zhì)量的需要,都要求我們在今后產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計中,切實(shí)做好模塊化設(shè)計工作。 --世界機(jī)床工業(yè)的發(fā)展,根本一點(diǎn)是設(shè)計創(chuàng)新理念的發(fā)展,美國芝加哥展覽會,是世界上第一臺虛擬軸機(jī)床的展示地,本屆展覽會上的大量先進(jìn)機(jī)床展品亦無不昭示著一點(diǎn):傳統(tǒng)的金屬切削原理,用一種全新的現(xiàn)代設(shè)計理念,結(jié)合先進(jìn)的控制技術(shù),正在推動機(jī)床技術(shù)發(fā)生重大變化。