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我国装备制造30年加工技术的四大质变似的

发布时间:2021-07-21 14:05:23 阅读: 来源:拖把厂家

我国装备制造30年加工技术的四大质变

编者语:近三十年来世界机械加工领域四大质变,我国都一直积极参与,并作出了重要贡献,某些方面甚至已进入了世界前列。

关心我国机械加工领域技术进步,势必要联系世界范围发展。因为技术与科学没有国界,而且相互促进。从这个角度来观察分析,世界机械加工技术演变,属于“质变”性质至少有四大方面。

四大质变表现为:

智能型生产工具出现

最近共央政策研究室一次“战略产业选择”座谈会上,我提出一个观点,“机床作为生产工具具备智能特性人类生产工具具有划时代意义发展,人类正迎接一个智能型生产工具时代到来”,得到了与会很多同志赞同。

人类生产工具由手动发展到具备动力,马克思认为这一次人类生产工具大革命,这种具备动力生产工具马克思称之为“工具机”(即机床)。由于时代局限性,马克思没有可能亲身经历接触到人类生产工具具备智能这一变化。

而当工具机(机床)具备数控控制功能后,人类智能型生产工具雏型才有可能出现,这人类生产工具新又一具有划时代意义发展。其中不乏中国工程院院士、清华大学教授等业内顶尖专家

数控机床出现标示机床向智能化发展萌芽。回溯机床发展历史,从1952年第一台数控机床出现至今50余年,其包括走向成熟30年走向大规模应用20年,特别近几年,陆续出现机床智能化功能进一步增添,标志着机床技术发展道路上质变。可以说计算机控制技术、络技术、软件功能拓展为机床智能化提供了物质基础。

智能型机床尚无全面确切定义,简单地说,能对影响加工过程多种参数及功能作出自我判断并修正、自我正确选择并作出决定方案机床;即智能型机床能够监控、诊断、评价、补偿修正加工过程出现各类偏差(如刀具半径自动检测、刀具破损检测、多轴同步差异等),并能提供最优化加工方案(如调整机床加工时间、工艺路线、选择最佳加工参数、主轴运行状况、位置补偿、精度修正、热变形补偿等)。最早出现具有智能控制机床功能特性,可以追溯到自适应控制电火花加工机床,即根据加工参数变化自我调整电极与工件间放电间隙,从而取得最佳加工效果。

最近几年,日本山崎马扎克公司陆续开发了智能主轴振动控制、智能热屏障、智能防撞屏障、语言提示;日本大隈公司开发了thinc智能数字控制系统等等。说明随着技术发展,机床这种生产工具智能化功能会越来越高级,越来越增多。人类智能型生产工具发展方兴未艾,前景光明。

加工方法逆向思维突破

快速成型(Rapidprototyping)技术近二十年来出现一种加工方法,加工方法逆向思维重大突破,加工工程师们正在寻求材料或工艺原理巨大变革,与一直沿用至今传统“去除材料”(切削、冲剪、切割、磨削)方法根本不同,快速成型技术实际上反其道而行之以“材料堆积成型”或称之为“材料累加”方法、“增材制造方法”来达到制造工件原型一种方法。采用复合纸、高聚物质、金属粉末、高温合金、复合陶瓷、铸造型砂等作为加工原材料;利用电热、激光束、电子束作为能量源,按分层实体制造(LOM)、熔融沉积成型(FDM)、紫外线激光固化(SLA)、激光区域烧结(SLS)等方法来实现原型零件造型,用以加速考核零件设计正确性与可行性,大大缩短整机开发生产周期,除了应用于制造机械零件原型、型砂制芯,甚至也进入立体艺术品型体塑形人体医学仿生件(如骨关节)制造等相关领域。这计算机科学、新材料科学、新能源科学综合集成发展最新产物。

我国这个领域,有华科技大学、清华大学、西安交通大学、同济大学、科院及上海联泰、北京瑞科达、武汉滨湖机电技术产业有限公司等国有民营科研单位及企业积极投入。所开发产品已进入世界先进行列。投入市场产品品种繁多,年产几百台,技术已出口新加坡。

机床结构出现革命性变革

近二十年来世界机床设计出现了革命性变革,一种“并联结构”机床出现了,“并联结构”完全不同于所有传统机床结构,传统机床结构串252型钢混凝土组合结构联结构,即按笛③夹详细普通采取优良中碳钢、合金构造钢卡尔坐标沿三个坐标线方向运动绕这三个坐标转动依次串联叠加起来,形成所需刀具相对运动轨迹机床结构,其所有结构几何精度误差、力传递刚度损失,都会形成串联累积而成为致命薄弱环节。而并联结构机床,通过多杆结构空间同时运动来移动主轴头实现加工动作,与串联结构相比,并联结构具有更为简化、刚度更高、动态性能(包括精度保证及运动效率)更好等一系列主要优点。

二十年来,世界范围内大约有十几个国家二十多个团队从事这方面研发,其瑞典TRICEPT公司己供应商品四百余台,广泛应用于空客、波音及通用汽车公司卡特彼勒大型工程机械厂,另外若干团队都曾经分别展出试制品,近几年虽然缺少进一步报导,但并未停步。据作者与其某些团队(例如日本丰田工机、大隈、德国Index)接触,他们仍加快攻关,努力提高性能,我国机床工具业也有五、六个产学研结合体进行这方面研发工作,其哈尔滨量具刃具集团与哈尔滨工业大学合作研发并联结构品种(六杆结构)已批量生产五台,成功应用于哈尔滨汽轮机厂叶片加工生产线;齐齐哈尔第二机床集团与清华大学合作开发龙门式“混联”结构(即串联与并联混合)机床,我国独立构思品种,已成功用于哈尔滨电机厂大钢管、角铁、铁皮、钢丝 这些建筑材料都是他们的猎物型水电站设备制造。

最近一次北京举办国数控机床展览会(CCMT2008)上,哈尔滨量具刃具集团数控设备厂展出了一种具有新突破意义并联结构机床品种LINKS-EXE700,它由瑞典原TRICEPT发明人新创办EXCHON新开发,哈量集团作为国独家引进此项技术进行生产,并继续合作开拓应用领域企业,新开发LINKS-EXE700并联结构机床其特点结构进一步简化,加工范围增大,动作快速,刚性精度显着提高,五轴联动数控编程进一步改进便于掌握。

进行不同功能配置后,可广泛应用于航天、航空、机车、汽车、工程机械、模具工业作铣镗、钻削、磨削、焊接、铆接、打毛刺装配之用,可以单机使用,也可以多台配置成生产线。对于超长机翼或巨大机车车架加工,还可以将“并联机构”架轨道上或龙门框架上移动底座上使用(加工时移动,可以分段自动精确定位),实现大尺寸工件加工。

因此,为了迅速扩大使用领域,除了供应“并联结构通用性机床”产品外,还应当把“并联结构制造厂”(如哈量)提供并联结构部份与用户行业装备制造厂(如汽车、机车、工程机械、航空行业专业工艺装备厂)提供不同类型基座或移动框架,以及对开发专用装备有意愿机床厂结合起来,有针对性地扩大这类机床产品销售市场。

工具概念变异

传统机械加工工艺体系一般由机床—工具--(夹具)--工件组成,而工具环节按传统分类无非车刀、铣刀、镗刀、钻头、拉刀、砂轮、冲模、压模之类。而所有这些工具无非都具有一定硬度实体,如25、实验进程及丈量、显示、控制等均由数显系统自动完成高速钢、工具钢、硬质合金、立方氮化硼、单晶及聚晶金刚石、陶瓷等材料制成工具。后来氧炔高温切割方法出现了,电能源放电加工方法、电化学加工、激光加工方法、电子束加工法、离子注入法、光刻法等陆续出现,直到近年,属于”冷能源”、”软介质”高压水射流(俗称“水刀”)加工方法以崭新姿态登场,配合多座标数控技术汽车工业新产品试制(可以大大缩短周期。我国己有南京水刀有限公司南京工艺装备制造有限公司等向市场提供产品。高压水射流(水刀)加工其它应用领域正迅速拓展。这种以“软”克“硬“加工工具出现令人眼花缭乱、应接不暇。

机械加工领域进步属于“量变”或称之为“渐变”还有很多,例如加工精度提升,几乎每十年就提升一个数量级,亚微米、纳米加工不断升级等等,不胜枚举。

从瑞典向国内引进技术“Transflex”型机床,预计2009年初即将国以首先投产新产品市场上亮相,也世界范围第一次亮相。Transflex顾名思义包含Transferline(刚性传送生产线)Flexibleline(柔性生产线)两种涵义,具备两者基因。它原理由多种动力头,仍按生产线布局,但执行加工出场先后或动作,由数控系统控制,而夹持工件则由悬挂式机械手执行。这种Transflex机床结构紧凑,占地面积小,节省辅助时间,可适应加工部位更为复杂工件,一类值得关注机床“另类”。

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