数控机床维修 2.pdf

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1、数控机床的现状与发展盛伯浩北京机床研究所0前言进入21世纪,我国机床制造业既面临着提升机械制造业水平的需求而引发的制造装备发展的良机,也遭遇到加入WTO后激烈的市场竞争的压力从技术层面上来讲,加速推进数控技术将是解决机床制造业持续发展的一个关键数控机床及由数控机床组成的制造系统是改造传统产业构建数字化企业的重要基础装备它的发展一直备受人们关注数控机床以其卓越的柔性自动化的性能优异而稳定的精度灵捷而多样化的功能引起世人瞩目它开创了机械产品向机电一体化发展的先河因此数控技术成为先进制造技术中的一项核心技术另一方面通过持续的研究信息技术的深化应用促进了数控机床的进一步提升本文将着

2、重于剖析数控技术的现况及动向从中窥探机床制造业的发展趋势1现代数控机床的两个基本评定指标成本质量生产率和产量交货期是衡量企业生产能力和市场竞争能力的4个要素采用传统的非数控生产方式只有达到一定阈值的大批量的规模生产才能取得上述4个方面的统一但在当前激烈的市场竞争环境下以生产为中心企业为主导的卖方市场已转向以市场需求为中心用户为主导的买方市场产品需求呈现多样化和个性化且产品经济寿命大大缩短这首先将形成以多品种变批量的生产方式为主流的生产环境其次衡量企业竞争力的首位因素也由成本转为交货期为此发展柔性结构体系的数控制造装备及制造系统是实现在快速多变的市场环境中对用户驱动的市场需求

3、作出灵活快速响应的关键所谓制造装备及制造系统的柔性化是指当产品的品种的需求发生变化时它们仍能在满足经济性的前提下实现及时转换生产的适应能力同时持续地提高经济加工精度也是适应市场竞争的另一个主要目标因而作为评定数控机床及系统效能的基本指标也将由传统的工作精度和切削能力改为用高效柔性和高精化的程度来衡量高效柔性化和高精化分别反映了制造业在竞争激烈的市场环境下的两个最主要的要求即产品生产变换的灵捷性和产品质量的持续提高1高效柔性化虽然传统的非数控机床也具有一定的柔性但它不能获得高的效能和稳定的精度更不适应复杂型面的加工因此基于数控技术的高效柔性化的制造装备及制造系统需兼具下列特性

4、j高度的灵活性和多品种生产的快速适应性k高效的生产能力包括高生产率借助于高速化和提高金属切除率等途径高稳定性对于光机电集成的数控机床着重要求其降低故障率提高可靠性以提高制造装备及系统的开动率利用率1制造装备及其系统高效柔性化的具体指标的内涵如表1所示表1高效柔性化指标的内涵基本指标指标组成项目影响因素高高金属切除率l高速强力切削的高生产率l高功率机缩短辅助时间l空载快速运动高床l高机床刚度和抗振性效利l低的故障率和短的修复l可靠性增长技术和健壮化设计用时间l智能化和适应控制技术高运行稳定性率l无人化环境下的连续工作能力短多品种生产变换的敏捷性l缩短调整和试切周期l品种变换所

5、需调整和试运行时间的l扩大加工零件族组的l工夹刀具供应的快速性新能力l制造装备及系统的重构技术柔产l技术准备和生产安排的l大批量定制化生产技术性品经济可承受性及时性l优化工艺和物流及信息流上l低重构成本市期2高精化产品的加工精度直接影响到其工作性能寿命能耗和噪声等因此数控机床的高精化是市场需求和技术发展的必然结果分析汽车的某些关键件的精度需求如发动机的缸体缸盖曲轴凸轮轴连杆化油器制动器减震器的阀体泵体盘类以及模具等在近十几年内有明显的提高如表2所示表2汽车零件关键配合部位的精度提升20世纪7080年代20世纪90年代尺寸精度IT7IT8级IT5IT6级圆度/mm0.0150

6、.0200.0050.010同轴度/mm0.0200.0300.0150.020孔距精度/mm0.0300.0500.0100.015车铣加工表面粗糙度Ra/mm1.63.20.81.2统计自上世纪80年代至2002年国内外先进水平数控机床的工作精度提高的过程平均每年提升10%即每隔8年误差约减小一半如图1所示图1加工中心工作精度提升的历程22我国数控机床现况从上世纪80年代起机床制造业的发展虽有起伏但对数控技术和数控机床一直给予较大的关注经过九五数控车床和加工中心包括数控铣床的产业化生产基地的形成所生产的中档普及型数控机床的功能性能和可靠性方面已具有较强的市场竞争力但在中

7、高档数控机床方面与国外一些先进产品相比仍存在较大差距这是由于欧美日等先进工业国家于80年代先后完成了数控机床产业进程其中一些著名机床公司致力于科技创新和新产品的研发引导着数控机床技术发展如美国英格索尔公司和德国惠勒喜乐公司对用于汽车工业和航空工业高速数控铣床的发展日本牧野公司对高效精密加工中心所作的贡献德国瓦德里希公司在重型龙门五面加工铣床方面的开发以及日本马扎克公司研发的车铣中心对高效复合加工的推进等等相比之下我国大部分数近代机床产品在技术处于跟踪阶段表3以40号刀柄的中型加工中心为例列出国内外先进产品主要技术指