【中國幕墻網(wǎng) 4月1日消息】高效數(shù)控加工是數(shù)控加工領域的必然發(fā)展趨勢,是繼高速切削、高速加工之后悄然興起的新觀點。高效數(shù)控加工體現(xiàn)的是高的加工效能、加工性能、加工效率,也可以被描述為對整個加工制造流程的優(yōu)化處理,目的是實現(xiàn)最低的成本投入與更高的生產(chǎn)產(chǎn)出。高效數(shù)控加工不是過分強調(diào)最快的切削速度或最高的加工質(zhì)量,而是提高單位時間的金屬去除率,降低加工時間達到降低成本的目的。
目前,在高效數(shù)控加工領域存在2個努力的方向。第一,高效刀具的研制和加工工藝的深入研究與應用,通過修改和調(diào)整工藝參數(shù)達到在同等機床類型條件下,盡可能地減少加工時間,著重發(fā)揮機床的潛能,但這種方式受機床設備本身性能約束,當工藝參數(shù)或刀具已經(jīng)將加工效率提到極致的時候,只有更換加工設備才能夠進一步提高加工效率。第二,高效加工機床設備的研制和應用。通過研制與開發(fā)更高性能的機床設備、輔助功能設備,提升機床本身固有能限,可以選擇更高指標工藝參數(shù)和刀具,從根本上提升零件的加工效能比,實現(xiàn)零件的高效加工。
高效數(shù)控加工特點
1 大扭矩重載加工設備
在能源、運輸領域,重載大型加工設備發(fā)揮著高效加工的重要作用,如大型水輪機葉片、大型船用螺旋槳葉片、發(fā)動機曲軸、柴油機缸體、風電齒輪箱、工程機械等大型零部件。該類零部件的特點是:工件尺寸大,自重大,如傳動發(fā)動機曲軸最重可達上百噸,毛坯余量較大。再如難加工材料的大扭矩加工,航空領域飛機的關鍵結構件、連接件等鈦合金和高強度合金鋼的加工,為了提高加工效率,只有選擇重載大扭矩加工機床,才能實現(xiàn)高金屬去除率的高效加工。
2 輕質(zhì)合金高效加工設備
在航空航天、高速機車等鋁合金零部件的加工領域,該類零部件的特點是被去除材料占整個坯料的70%~95%,如此高的切削比重,需要主軸轉速在6000~40000r/min,切削速度2000~5000m/min,金屬去除率30~40kg/h,主軸功率達到30~80kW,來滿足該類零部件的高效加工。
3 高自動化輔助設備和加工工具
這里的加工工具不僅僅指切削刀具,還包括較高自動化程度、高定位性能的工藝工裝卡具,性能穩(wěn)定的擴展功能附件(擴展銑頭、復合刀具等),物料輸送裝置,高自由度機器人集成系統(tǒng)等,這些輔助設備及加工工具是保證機床高效加工的前提條件,只有這些條件具備了,才能真正減少加工準備時間。
高效數(shù)控加工當前發(fā)展現(xiàn)狀
高效數(shù)控加工的實現(xiàn)必須依托于高性能的機床設備、高性能的加工工具及完備的輔助系統(tǒng)來實現(xiàn)。為了滿足高效加工技術的需要,加工刀具是必不可少的環(huán)節(jié),同時與之相應的機床加工設備也顯得更為重要。在當前的國際制造領域內(nèi),仍然是國外發(fā)達國家掌握著高效加工工具和高效加工設備的核心技術,包括機床主機與輔助功能設備的設計、分析、裝配制造,關鍵零部件的制造與應用(如絲杠、大扭矩主軸、高速電主軸、力矩電機、直線導軌、光柵尺、自動轉臺),高檔數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)與應用,特別是五軸聯(lián)動及多軸控制系統(tǒng)的開發(fā)與可靠應用等等。
在重載機床領域比較出色的國外機床制造商,如Schiess、Couburg、Siegen等,隨著中國制造業(yè)對重載機床的需求日益旺盛,上述廠商的產(chǎn)品依然占據(jù)著舉足輕重的地位,他們的產(chǎn)品和技術仍然屬于國際領先。隨著市場需求的變化,國內(nèi)重型機床行業(yè)競爭格局相繼發(fā)生變化,生產(chǎn)廠家由原來的幾家發(fā)展到幾十家,且產(chǎn)品技術水平發(fā)展很快,與國外的產(chǎn)品相比,差距越來越小。我國重型機床行業(yè)的發(fā)展進步受到世界同行的高度重視,較知名的國內(nèi)廠商有沈陽機床、武漢重型、齊一、齊二、北一、上重、濟二等十多家,其中齊二已經(jīng)開發(fā)出世界上最大的落地銑鏜加工中心,主軸直徑達到320mm,可以實現(xiàn)更大的加工扭矩。
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