關(guān)于高端數(shù)控磨床發(fā)展的探討

凌天白 何永義

摘 要：隨著國(guó)際和國(guó)內(nèi)制造業(yè)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的數(shù)控磨床已經(jīng)無法滿足現(xiàn)今制造業(yè)的需求，對(duì)高端數(shù)控磨床的發(fā)展提出了更高的要求。由于數(shù)控磨床在處理加工精密、復(fù)雜、多種類等方面表現(xiàn)出了很高的效率，它作為自動(dòng)化機(jī)床的一種，代表著現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床的發(fā)展方向。高端數(shù)控機(jī)床有效提升了各行業(yè)的生產(chǎn)效率，尤其是在汽車行業(yè)中，產(chǎn)品的更新速度和社會(huì)的精細(xì)化分工越來越快，對(duì)產(chǎn)品的需求越來越個(gè)性化，高端數(shù)控磨床的設(shè)計(jì)開始柔性化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高端數(shù)控磨床；發(fā)展；復(fù)合化

前言

數(shù)控機(jī)床代表著國(guó)家的生產(chǎn)力，是制造業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)備之一。國(guó)家十二五期間，我國(guó)的汽車、鐵路、公路、機(jī)械等的高速發(fā)展對(duì)數(shù)控機(jī)床的需求發(fā)生了很大的變化，表現(xiàn)在：對(duì)機(jī)床的需求增大；機(jī)床的消費(fèi)重點(diǎn)為國(guó)家船用設(shè)備；市場(chǎng)對(duì)高端數(shù)控機(jī)床的需求增加。我國(guó)的機(jī)床產(chǎn)業(yè)表現(xiàn)出很明顯的區(qū)域性，其中上海、杭州、無錫等地的高端數(shù)控磨床占全國(guó)比例的一半以上，已經(jīng)是我國(guó)磨床的重要開發(fā)區(qū)域。上海機(jī)床有限公司作為我國(guó)高端精密數(shù)控磨床制作企業(yè)，在數(shù)控機(jī)床行業(yè)起著舉足輕重的地位。在所有的數(shù)控機(jī)床當(dāng)中，高端數(shù)控磨床是需要精細(xì)加工的數(shù)控機(jī)床，磨床的精度影響著磨床所生產(chǎn)加工的零件、設(shè)備的質(zhì)量和精度。

隨著國(guó)內(nèi)外制造行業(yè)的高速發(fā)展，磨床市場(chǎng)越來越大。然而，在我國(guó)的高端數(shù)控磨床市場(chǎng)中，我國(guó)的磨床的進(jìn)口在一半以上，同時(shí)，我國(guó)的磨床市場(chǎng)以中端磨床為主，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的磨床總體工藝能力要低于進(jìn)口磨床水平。

1 磨床模塊化設(shè)計(jì)

隨著制造行業(yè)的精細(xì)化、分工化發(fā)展，磨床的發(fā)展越來越合理化、智能化。目前提出了可重構(gòu)機(jī)床的理念，也就是模塊化機(jī)床，這種機(jī)床的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)就是機(jī)床結(jié)構(gòu)和功能的模塊化。

上海機(jī)床有限公司在設(shè)計(jì)數(shù)控磨床過程中，在整合新舊產(chǎn)品的基礎(chǔ)上形成了非常豐富的功能模塊，通過模塊的差異化組合進(jìn)而加工成不同的產(chǎn)品。磨床模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，使得磨床所生產(chǎn)的產(chǎn)品逐步使用模塊化的設(shè)計(jì)理念。模塊化磨床的設(shè)計(jì)極大地提升了磨床生產(chǎn)產(chǎn)品的效率，一定程度上推動(dòng)了制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，減小了產(chǎn)品的制作周期。

2 高端數(shù)控磨床的特點(diǎn)及發(fā)展

高端數(shù)控磨床指的是那些精密、大型、智能、高效的數(shù)控機(jī)床，它的功能多樣，可以加工生產(chǎn)復(fù)雜精密零部件，在設(shè)計(jì)和制造上有很大的難度，具體表現(xiàn)為以下發(fā)展特點(diǎn)：

2.1 磨削方式的復(fù)合化、多樣化

伴隨著社會(huì)各方面的快速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)機(jī)械加工的要求越來越高，其中最基本需求就是速度、效率、精度，而傳統(tǒng)的數(shù)控磨床已經(jīng)很難滿足現(xiàn)代加工業(yè)的需求，復(fù)合磨削成為磨削加工方式的主要發(fā)展趨勢(shì)。

高端復(fù)合化磨削是現(xiàn)代制造產(chǎn)業(yè)的一種精細(xì)加工設(shè)備之一，在汽車、鐵路、橋梁、軍工等方面可以解決很多制造難題，尤其是動(dòng)力裝置、傳動(dòng)設(shè)備等零部件的加工，加工過程中要確保零部件的質(zhì)量、精度和效率，高端數(shù)控磨床已經(jīng)成為國(guó)外制造業(yè)的重要加工保障。而我國(guó)這方面的數(shù)控磨床設(shè)備大都需要進(jìn)口，國(guó)內(nèi)的磨床工藝和國(guó)外的相比還有很大的差距，國(guó)外的磨床復(fù)合化技術(shù)先進(jìn)，同時(shí)設(shè)備價(jià)格也非常昂貴。國(guó)內(nèi)高端復(fù)合磨床的起步晚、技術(shù)積累低，和國(guó)外的同種數(shù)控磨床相比，磨床數(shù)量少、制作工藝低。但是從10年以后，我國(guó)的高端復(fù)合數(shù)控磨床有了很大的發(fā)展，大力振興生產(chǎn)制造業(yè)，國(guó)內(nèi)的機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)都開始重視對(duì)復(fù)合磨床的自主研發(fā)。

2.2 磨削速度的高速發(fā)展

高速磨削速度指的是五倍以上普通磨削速度，和普通磨削速度相比，高速磨削有以下優(yōu)勢(shì)：磨床的高速磨削改善了數(shù)控磨床的磨削效率；高速磨削的加工精度和質(zhì)量較高；高速磨削可以增強(qiáng)砂輪的使用，降低材料的消耗。近幾年來，國(guó)外的超高速磨床磨削有了很大的發(fā)展，具體表現(xiàn)為磨削機(jī)理和磨削速度上，立方氮化硼、金剛石等材料在砂輪中的使用，使得高速磨削有了發(fā)展基礎(chǔ)。目前，我國(guó)的高速磨削成果還沒有實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，上海機(jī)床有限公司設(shè)計(jì)出的磨床最高磨削速度為150m/s，主要用于對(duì)超硬材料、復(fù)合材料的精密加工。高速磨削作為現(xiàn)代制造產(chǎn)業(yè)中的先進(jìn)、前沿工藝，加工范圍廣、效率高、精度高。在我國(guó)推廣發(fā)展高速磨床，可以有效提升我國(guó)制造業(yè)的加工能力。

2.3 磨床切削的精度發(fā)展

磨床的切削加工可以分為普通、精密和超精密加工，對(duì)于不同的生產(chǎn)零部件有不同的加工精度要求，超精密加工切削后的產(chǎn)品表面粗糙度低，加工精度高，可以達(dá)到納米級(jí)別。超精密磨削加工的基礎(chǔ)是超精密磨床，現(xiàn)今超精密磨床的發(fā)展趨勢(shì)是自動(dòng)、精度化。我國(guó)精密磨床的切削還在初級(jí)階段，哈工大的袁哲俊教授在國(guó)產(chǎn)數(shù)控磨床上研發(fā)了磨削設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)難以加工材料的精密磨削加工。

3 我國(guó)磨床工藝以及存在的問題

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高端數(shù)控機(jī)床進(jìn)入了高速發(fā)展期，通過對(duì)國(guó)外先進(jìn)磨床工藝技術(shù)的引進(jìn)、自身工藝的創(chuàng)新等，堅(jiān)持產(chǎn)學(xué)研的發(fā)展合作，已經(jīng)基本具備高端數(shù)控磨床的自主研發(fā)能力，國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床行業(yè)涌現(xiàn)出了一大批實(shí)力強(qiáng)、有特色的公司，以市場(chǎng)為導(dǎo)向、以需求為動(dòng)力，開發(fā)出了有競(jìng)爭(zhēng)力的數(shù)控磨床。雖然我國(guó)在高端數(shù)控磨床上有了很大的進(jìn)步，但是，和國(guó)外的先進(jìn)高端磨床相比，國(guó)產(chǎn)的磨床在加工效率、質(zhì)量、復(fù)合性和智能化等方面還有很大的差距，表現(xiàn)為：磨床零部件功能配套的薄弱性；磨床設(shè)計(jì)理念的滯后性；高端磨床控制方式的落后性。

分析國(guó)內(nèi)外高端數(shù)控磨床之間的差距，主要原因是我國(guó)數(shù)控磨床技術(shù)落后、零部件的制造工藝較低、重要零部件的設(shè)計(jì)理念落后以及核心技術(shù)的不足等等都是影響我國(guó)高端數(shù)控磨床發(fā)展的重要因素。

4 結(jié)束語

通過把國(guó)內(nèi)高端磨床公司和國(guó)外先進(jìn)磨床公司相互對(duì)比，追蹤國(guó)外先進(jìn)磨床公司工藝，以市場(chǎng)為導(dǎo)向，提升自主研發(fā)能力、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。隨著我國(guó)“高端數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制作設(shè)備”這一科技重大專項(xiàng)的實(shí)施，希望國(guó)內(nèi)的高端數(shù)控磨床公司以此為契機(jī)，加強(qiáng)物理和仿真實(shí)驗(yàn)的并重，重視實(shí)驗(yàn)基地的建設(shè)；將研究所、企業(yè)、高校緊密結(jié)合，加強(qiáng)合作，把高?？蒲谐晒袌?chǎng)化、工業(yè)化；調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，促使我國(guó)高端數(shù)控磨床向著超高精度、高磨削速度、復(fù)合智能化方向發(fā)展。

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