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国内外数控机床发展现状

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国内外数控机床发展现状

国内外数控机床发展现状范文第1篇

[关键词]:数控车床技术的现状 数控车床技术

一个国家在生产数控化车床的效率与及对数控化率车床的消费集中的体现了一国的机器制造业的技术发展水平,也是综合国力的代表。如今,很多国外发达国家数控车床技术已经遥遥领先,而我国则表现的相当不足,差距任然很大。因而,“十二五”规划是我们国产的数控机床快速发展的千载难逢的好时机,同时全球也已经慢慢的走出了金融危机所造成的最糟糕经济期,这样对国内的需求拉动有着非常明显的效果。为此我们应该了解数控车床发展的现状与趋势,来为国产数控车床取得进一步的发展与提高国产数控车床这门技术水平做好充分的准备。

一、国内外数控机床发展现状

1、国内数控技术发展的现状

我国该车床的发展开始于20世纪70年代,在这30多年的发展中,形成了我国特有的经济性卧式数控车床、普及型数控车床与中高档次的数控车床这三种形式。当然这种经济型车床,因物美价廉,在很多企业初期,被广泛的需要,尤其是民营企业,并且也是我国目前数控车床的主流产品。中档次车床,国产的基本上可以满足国内企业的需求,但高档次的大部分是进口的或者合资生产的。这就透露出我国数控车床的薄弱之处。虽然,在近些年开发了一些中高档车床如拥有Y轴的车削中心、倒置顺置的主轴立式车削中心等数控车床,但这种高档次的数控车床需要的不仅是技术的创新,更是需要在进一步的开发市场,获得国内外用户广泛的认同。虽然国产数控车床获得不菲的成绩,但同国外的相比,还是有着巨大的鸿沟,这主要提现在:低档此产品生产过剩,然而高档产品的却不足;再者科技的基础有些薄弱、创新的能力不够;产品的质量和可靠性能等不强;其功能部件存在这滞后性等。

2、国外的数控车床发展

由于发达国家长时期的对数控车床的研究,积累了丰富的经验,所以其技术水平相对较高,具体表现如下:多轴加工和高速高精已经成为数控车床的必备技能,而纳米控制则是加工的趋势潮流;数控车床的多任务和多轴加工被广泛的应用到能源、航空航天、船舶及汽车等行业;智能化的加工和监测的功能不断完善,使得在车间就能获得机床的状态信息,通过分析得到的数据,来预测机床本身的状态,进行相关维护,这可以避免事故发生,也大大的降低了机床的出现故障的频率,从而提高了利用率;对机床的补偿与误差检测功能变得更加的强大, 这使得我们能够做完车床补偿测量在合理的时间内。许多国外大企业都是基于以上特点来生产高档次机床的,如日本山崎马扎克、英国普瑞泰克公司、美国哈挺公司和德国德玛吉公司等。

二、国内数控车床技术探讨

1、高速的切削技术

目前国产的高速立和卧式的加工中心,工作台的直径在 320到500mm 之间的机床,其主轴的转速已经高达20000r/min;其直径在 63到1000mm 之间的机床,其主轴的转速都在 15000r/min 以上。然而与国外的产品来比较还是存在明显的差距,主要表现在电主轴这上面。因为国产电主轴的性能、质量和品种与国外产品相比有较大的差距,所以目前所有的高精度、高转速的数控机床与加工中心需要使用的电主轴都要从国外进口。

2、超精密的车削技术

我国的超精密机床研制其起步时间并不算太晚,开始于 1960 年代,在近几年见有了较大的发展,但与发达国家之间还存在较大的差距,这集中表现在:超精密的非球面这种车床还不能够大批量化的生产;其精度与国外相比要低上一个等级;机床的精度保持的时间远远要低于国外的产品等等。

3、复合加工的技术

虽然复合加工的机床研究时间起步比较晚, 但却早已在实践中得到广泛的应用。这加快了我国的机床企业探索相关领域的脚步。从 2001 年起我国的第一台高档次五轴的车铣中心出现,在到被用于航空领域的飞机制造的五坐标控制和四坐标的联动数控纤维缠绕机等, 国产的复合型加工机床在不断地推陈出新, 虽然与国外高档次的复合型的加工机床相比,任然存在差距。

三、未来发展方向建议

1、高速化和高精度化

质量、效率是优良制造技术的关键。高速和高精的加工技术会大大提高效率,同时也会提高产品档次和质量,并缩短生产的周期以及增强市场的竞争能力

2、多轴联动的加工与复合的加工

使用 这种5 轴联动来对三维曲面的零件进行加工,还可用刀具的最佳的几何形状来进行切削,这样光洁度很高,同时效率也提高了。

3、网络化、开放式、智能化

大量的采用计算机技术与网络通信的技术,这样机床制造厂商就可以通过远程技术体系,以此来实现工况的信息传输、查询、存储和显示,甚至是远程的智能诊断。

4、高柔性化

所谓柔性也就是数控设备对适应加工的对象变化的能力。随着数控车床的发展,对加工对象变化有了很较强的适应性,并朝着单元的柔性化与系统的柔性化这个方向发展。

5、绿色化

在当今世纪,数控车床应该把重心放在节能与环保上,也就是要努力做到切削加工的工艺绿色化。而且绿色制造这种趋势将使得我国把环保节能车床的发展放在重要位置,来为我们将来占领更广泛的世界市场做准备。

四、总结

通过本文对数控车床的发展状况、国内外数控车床对比以及未来发展方向的展望,这让我们清楚的了解到我国数控机床的不足之处,虽然经济型的数控车床廉价,但是随着我国的发展,我国更多的是需要高档次的数控车床技术。所以加大对数控车床的创新力度,并不断的改进与完善现有的车床技术,去解决主机虽大但不强、功能部件和数控系统的发展落后、高档次数控车床的关键技术存在很大的差距、机床的可靠性并不高、行业整体的经济效益比较差等一些问题,以此来培育核心的竞争力,以期占领更多世界市场。

参考文献:

国内外数控机床发展现状范文第2篇

关键词 数控机床;机械手;设计

中图分类号TG659 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)68-0071-02

在数控机床的各项性能指标和整体布局上,输送技术对其有着直接性的影响。在缸体加工过程中,发动机缸体的三轴孔加工是一项十分重要的程序和环节,该环节在很大程度上确保了三轴孔在加工过程中的精确度;在缸体的纵向上,应当配置若干个固定的导向设施,用于支撑镗杆;传统意义上的三轴孔镗床,其架构复杂,同时存在防护难度大、输送速度较慢等诸多问题,在很大程度上给数控机床的生产节拍造成了影响。为了解决上述困难,大连机床企业首次研究并设计了空中布局的数控机床上下料机械手,这不仅强化了数控机床的刚性,同时也解决了数控机床在排屑过程中所面临的一系列难题,实现了转机缸体在输送过程中所表现出的柔性;通过对伺服驱动技术,在很大程度上减少了输送机床在输送过程中的时间,同时实现了工序的分解,致使数控机床的节拍从原来的6min下降到现在的3.2min;在一定意义上达到了用户在节拍方面的一些要求,与此同时,在很大程度上也提高了数控机床的自动化。

1 机械手的发展情形与动态

从国内外所有机械手的发展现状来看,在现阶段,对机械手的研究和开发已趋于,机械手的发展现状与动态,可以总结为:第一,模块化与可重构化是现阶段机械架构发展的主要动向;其二,PC机的开放型控制器是机械手体系发展的一个主要方向,其目的就是为了完善机械手,使其逐渐走向网络化和标准化;器件集成度得以强化,架构设计玲珑,同时运用过了模块化架构;在很大程度上强化了机械手体系的安全性和可靠性,同时也满足机械手在维修和防护方面的一些便捷性;第三,传感器在机械手中发挥了十分重要的作用,不仅运用了传统的速度传感器、位置传感器等,同时也引进了先进的视觉传感器、触觉传感器和听觉传感器,促使机械手逐渐向智能化方向发展和推进;第四,装配、焊接等机械产品逐渐向模块化、标准化及系列化方向推进和发展,及系统动态的仿真等。

2 机械手手爪架构的设计分析

机械手手爪的类型较多,其主要用于作业的操作和装置,按照不同的作业方法和操作,可以将手爪分为测量式手爪、加工式手爪及搬用式手爪等。所谓搬用式手爪,即为多种类型的夹持装置,其主要用于对物体的搬用和抓取;加工式手爪,即为附有焊枪、铣刀等工具的机械手附加设备,其主要用于对作业的加工;所谓测量式手爪,即为附有传感器的一种附加设备,其主要用于对作业的检验和测量。在机械手手爪的设计过程中,应当遵循以下几个方面的要求:其一,根据机械手作业的具体要求对机械手手爪进行相应的设计和开发;其二,机械手手爪的专用性和万能型之间存在一定的矛盾。万能手的架构设计比较繁琐,有时还会出现无法实现的现象,以工业的实际应用为出发点,将重点应放在对各类专用的、工作效率较高的机械手的研究和设计上,确保工业机械手的所有工作性能的实现和健全,在这里,我们不赞成通过一个万能手来完成所有工作,应当考虑机械手在设计过程中所发挥的一些经济效益;其三,确保手爪的通用性。所谓机械手爪的通用性,即为通过数量有限的手爪来适应不同要求的机械手,这就给末端执行器提出了一定的要求,即要求其末端配置一个标准的机械接口,保证末端执行器能够标准化运用。

3 机械手设计方案的运行

因为机械手手臂在运作过程中表现为直线式,并且考虑到机械手在刚度、运动过程中所表现出的稳定性和安全性、动态性能等方面的一些要求,所以应当选取液压驱动方式,基于液压缸所表现出的直接性驱动,液压缸不仅是执行件,同时也是驱动件,所以,在设计过程中可以取消对执行件的设计,又由于液压缸在运动过程中表现为直线式,所以,在其控制上的难度较低,便于计算机管理和控制。

除此之外,机械手手臂由于在其具体工作及控制方面的一些要求,所以在机械手手臂的过程中,应当控制其结构的设计,不应过大,如果只依赖加大液压缸的直径来实现刚度的提高,那么将无法实现系统刚度的一些要求。所以,在设计过程中,额外添加了导杆机构,在小臂上安置了两个导杆,两导杆和活塞杆共同形成了一个等边三角形,在最大程度上加大了小臂的刚度;在大臂上安置了四个导杆,四个导杆构成了四边形,为了最大限度的降低大臂的重量,每个导杆都引用了空心架构。

4 机械手的优势和应用

机械手实施方案具有速度快、工作效率高、负载能力强、移位精度高及故障出现频率低等诸多方面的优点。

机械手在DK050机床上的成功运用,是数控机床柔性输送方面的一大创新。在今后的数控机床的生产过程中,机械手的开发和运用将会得到前所未有的发挥,同时为广大用户提供了极大地方便,能够产生较大的生产效益和经济效益。

5 结论

机械手在机械行业中的运用已经成为一种必然的趋势,同时这种运用将得到前所未有的发挥,机械手能够成功的运用于机械零件的组装和加工工件的装卸与搬运,尤其体现于组合机床以及自动化数控机床上的运用和创新。将机械手与机床设备合为一个柔性体,在很大程度上能够节省工件输送装置,架构比较紧凑,同时适应能力较强,在技术和经济上对机械手进行考虑都是有必要的,所以,对数控机床上下料机械手进行研究和设计是一种必然。

参考文献

[1]胡学林.可编程控制器(基础篇).北京:电子工业出版社,2003.

[2]周正干,李然,负超.点焊机器人动态性能有限元分析[J].北京航空航天大学学报,2002,28(5):266-269.

国内外数控机床发展现状范文第3篇

近几年来,中国已成为世界机床第一消费大国,但国内生产数控机床的高性能部件主要依赖于进口,其中刀库产品,特别是大型、非标刀库产品在国内的研发生产远远满足不了市场的需要。

关键词:刀库 技术 国内 国外 发展

1.国外及台湾地区刀库产品现状

国外发达国家的企业,刀库普遍自制,如DMG、MAZAK、HASS等。专业刀库制造主要集中在台湾,知名品牌有吉辅和德大等,它们均有20年以上的经验和技术。

目前,国内主要的刀库主机用户北京一机床、沈阳机床、大连机床、海天数控、汉川机床、桂林机床、昆明机床等企业加工中心的刀库主要由台湾厂家生产,全国60工位以上大型链式刀库的使用量在500台左右,目前在大陆销售的链条式刀库几乎全部是台湾品牌,尤其以吉辅和德大为代表,这两个厂家的链式刀库在中国市场占80%左右。

1.1.台湾吉辅:自1979年开始进入刀库领域,是最早的刀库专业制造厂家,已经成为亚洲地区的行业领先者,2009年该公司在大陆的营业额已接近1.3亿元人民币。吉辅的链式刀库品种齐全,容刀数量从32把到120把,刀数不等,刀柄形式有BT、CAT、HSK等规格,如其典型刀库CAT50-120CH,刀库数量120把,最大抓刀重20Kg,换刀时间13sec。

台湾德大:是台湾目前最大的刀库专业生产厂,其生产品种繁多,如盘式、链式、斗笠式等,产品种类齐全,在台湾市场占有率约50%。除了盘式、斗笠等常规刀库外,在链式刀库方面拥有32、40、60、90、120等多种规格,且适用于BT、CAT、HSK等刀柄。

1.2. 德国KTC公司:生产ATC90/HSK-A100K-GF-H刀库。基本参数:链速:30m/min,容量:90,刀柄型号:HSK-A100,刀具重量 30Kg 。

(3)自动换刀装置发展现状:

自动换刀装置在刀库系统中是最重要的组成部分,刀库系统的速度主要取决于换刀装置的速度,因此换刀装置性能在刀库系统中占重要地位。国内使用的换刀装置除国内自己生产的外,主要是日本和台湾,如日本的三共(Sankyo)、台湾的德士(Teshin),但受价格影响尤以台湾居多。

台湾德士,目前德士换刀装置月产量约1800台,占台湾生产量的90%,德士除了在台湾是各大工具机的供应厂外,也外销到韩、日等,例如大宇、现代等韩国厂。

2. 国内刀库产品现状

国内作为专业生产刀库的企业很少,主要有哈量集团、常州亚星等。一些大型主机厂,也在参与制作大链式刀库,但仅作为自产自用,满足本企业单机的使用,没有形成批量和产业化。

国内生产凸轮式自动换刀装置的有南方动力(湖南株洲)、北京第一机床厂、温岭华驰等,其中,北京第一机床厂生产的凸轮式换刀装置属于高档的,完全达到日本的水平,其换刀速度达到1.3s左右,现已经在日本大隈机床厂和国内生产的高档机床上得到应用。

呼和浩特众环集团自2005年开始生产刀库,种类较多,是目前国内最大的刀库专业生产厂,在国内外市场占有重要地位。

2010年6月众环集团的“大型刀库及自动换刀装置的开发”项目参与刀库课题的竞标并获得通过。几年来,我公司完成大型刀库及自动换刀装置基型产品的关键技术研发,形成了系列化定型产品,掌握了相关核心技术与批量制造技术,并得到批量生产应用验证。可靠性和精度稳定性达到国际同类产品的先进水平。

众环刀库产品简介:

圆盘机械手刀库系列产品:

主要规格有BT40-16\20\24\32P;BT50-20\24P;BT50(W)-20\24P此类刀库分度机构采用弧面分度凸轮机构。用户有:沈阳机床、宝鸡机床、云南CY集团、颖元科技、北京机电院、北京北一等30多家主机厂。

盘式斗笠刀库系列产品:

主要规格有BT30-10\12;BT40-12\16\20\24;BT50-16\20等。此类刀库采用分度凸轮机构,刀库自身无自动换刀装置,由加工中心主轴主动抓刀。用户有:沈阳机床、宝鸡机床、云南CY集团、广州机床、银川大河等30多个主机厂。

链式刀库系列:

主要规格有:BT40-20L;LB63020;BT50-32/40L等。此类刀库使用链条作为刀具的传送机构,具有刀具容量大,适用刀柄有BT、CAT、HSK等,已有北京机电院、机床、沈阳机床等主机厂安装使用。

立车刀库系列:

主要规格有CL-12G、ZCL-12、TCL-12等。此类刀库主要适用于大型立式车床。用户有:齐重数控、沈阳机床、宝鸡机床、新乡日升、华东数控等厂家安装使用。

新开发产品:

目前,大型刀库及自动换刀装置已成为综合切削加工机床关键的功能部件,为提高主机性能起到越来越大的作用,而国内大型刀库的研发却几乎是个空白。随着重型机床如落地铣镗床、龙门机床等需求量的增大及复合加工机床的快速兴起,大型及高档刀库的需求量也大幅度增加。

2012年,众环集团成功开发3种大型刀库,分别是BT50-80LSY带液压式自动换刀装置大型链式刀库、BT50-80LSD带凸轮式自动换刀装置大型链式刀库、BT50-48P高速盘式刀库。技术指标大型链式刀库及换刀机械手:换刀时间5~10s;单刀最大重量30kg;刀库输送速度20~30m/min;刀库数量>80把; 高速盘式刀库:换刀时间5~6s;单刀最大重量30kg;刀库数量>48把。

这些大型刀库的研发成功为加速我国高档数控机床功能部件的国产化率、推进高档数控机床进入国际市场创造条件,为大型刀库的国产化及产业化,同时也为众环集团又好又快发展奠定了坚实的基础。

3.总结:

国内外数控机床发展现状范文第4篇

关键词:机电一体化;发展现状;发展趋势

中图分类号:TV文献标识码: A

1、国外机电一体化发展现状

机电一体化的发展大体可以分为三个阶段:第一阶段(又称初级阶段)是20世纪60年代以前,这一时期人们不自觉地利用电子技术并使之得到比较广泛的承认;第二阶段,机电一体化技术和产品得到了极大发展;第三阶段,各国均开始极大关注和支持机电一体化技术和产品。因此,机电一体化产品得以迅猛发展,主要表现在以下4个方面:

(1)机电一体化产品几乎遍及所有制造业领域。在工业发达国家,数控机床占机床总数的30%~40%。工业机器人正向智能化和智能系统的方向发展,数量在未来十年将以25%~30%的速度增长。智能机器人将逐步进入办公、管理、娱乐、家庭等各个领域。

(2)机电一体化从单机向整个制造业的集成化过度。计算机集成制造系统(CIMS)是当今世界制造业发展的总趋势,它打破原有部门之间的界线以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。CIMS的实现是全局动态的最优综合。

(3)激光技术进入机电一体化领域。光机电一体化是激光技术与机械、电子技术相结合,不仅大大扩展了机电一体化的应用领域,而且使一些行业出现重大变革,是当今信息业与制造业的最佳结合点。

(4)微细加工技术与设备发展迅猛。微电子技术及其产业的高速发展,带动了大量高新技术的兴起,微细加工技术和装备不仅支持了电子产业的发展,而且对微机械的诞生和发展也起了决定性的作用。

2、国内机电一体化发展现状

(1)数控技术方面。纵观我国数控技术近50年的发展历程,特别是经过4个5年计划的攻关,总体来看取得了很好成绩。目前,已具有年产数控系统3000多套、主轴与进给装置5000多套的生产能力。近十年来,普通级数控机床的加工精度已由10mm提高到5mm,精密级加工中心则从3~5mm,提高到1~1.5mm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01mm)。

(2)工业机器人方面。我国1986年将机器人的研究开发列入国家科技计划,现已掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统和软件编程技术、运动学和轨迹规划技术,生产了部分机器人的关键元器件,并进入实用化阶段,开发出弧焊、点焊、喷漆、装配、搬运、注塑、冲压及能前后行走、爬墙、水下作业的多种机器人。目前,国内相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化制造技术,解决了工业机器人控制、驱动系统的设计,机器人软件的设计和编程等关键技术,还掌握弧焊、点焊及大型机器人自动生产线(工作站)与周边配套设备的开发和制备技术。

(3)计算机集成制造系统方面。我国经过多年的理论和技术准备,CIMS已经有了较快发展。目前,已在清华大学建成国家CIMS工程研究中心,在著名高校和研究单位建立了7个CIMS单元技术实验室和8个CIMS培训中心。2000年,全国已有20多个省市、10多个行业、200多家不同规模和类型的企业通过实施CIMS应用示范工程,取得了巨大的经济效益。

3、机电一体化的发展趋势

纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展:

(1)绿色化

工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。工业的发展使得资源减少,生态环境受到严重污染。绿色化成了时代的趋势,产品的绿色化更成了适应未来发展的一大特色。

(2)智能化

智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能系统是一个知识处理系统,它包括知识表示、知识利用和知识获取三个基本问题,其最终的目标是模拟人的问题求解、推理、学习。人工智能在机电一体化建设中的研究日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。目前,专家系统、模糊系统、神经网络以及遗传算法,是机电一体化产品(系统)实现智能化的4种主要技术。

(3)网络化

20世纪90年代,计算机技术的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育等人们日常生活都带来了巨大的变革,同样也给机电一体化技术带来了重大影响,例如通过网络对机电一体化设备进行远程控制。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势,利用家庭网络(homenet)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(CIAS)使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。

(4)微型化

微型化兴起于20世纪80年代末,是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。近十余年来,微机电系统(MEMS),作为机电一体化技术的新尖端分支而倍受重视,泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,发展难点在于微机械并不是简单地将大尺寸的机械按比例缩小,由于结构的微型化,在材料、机构设计、摩擦特性、加工方法、测试与定位及驱动方式等方面都产生了一些特殊问题。

(5)模块化

机电一体化产品和技术可分为机械、电子和软件三大部分。模块化技术是这三者的共同技术。模块化技术可以减少产品的开发和生产成本,提高不同产品间的零部件通用化程度,提高产品的可装配性、可维修性和可扩展性等。融合机械、电子和软件三大部分的机电一体化模块代表了未来产品的发展方向,具有高度自主性、良好的协调性和自组织性的特点。总之,模块化设计与制造是机电一体化系统的基本方法和发展趋势。随着微处理器性能价格比的迅速提高和微机械电子技术的飞速发展,各种机电一体化模块将越来越多地出现在市场上。利用这些模块,可以迅速方便地设计和制造出各种新的机电一体化产品。

结语

机电一体化,是科学技术发展的结晶,也是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。随着科学技术的不断发展,各种技术相互融合的趋势也越来越明显,以机械技术和微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术,是机械工业发展的必然趋势。机电一体化技术的发展前景也将越来越广阔。

参考文献

[1]张杨林.机电一体化技术进展及发展趋势[J].机械制造,2005,6(43):22-24.

国内外数控机床发展现状范文第5篇

【关键词】现代技术;齿轮制造;发展趋势

齿轮制造中的现代技术是一种能够提高生产质量和效率的技术,因此,该技术在齿轮制造中发挥着重要作用。我国齿轮制造领域对于现代技术的应用虽然有了一定的研究,并且其研究的应用也取得了一定的成果,但是随着社会的不断发展和进步,只有现代技术的研究才能很好的满足齿轮制造领域的发展需求。

1、同比国外齿轮制造技术的差距

与国外先进的齿轮制造生产技术相比,我国现阶段的齿轮制造技术在加工精度、热处理工艺技术、生产设备以及生产工艺等方面都有很大的差距。例如,国外齿轮零件单边余量均能达到小于1毫米的水平,而我国齿轮零件的单边余量是国外的2到4倍;此外,定位基准面的端跳的国际领先水平是0.02毫米之内,在我国能达到这种生产标准的企业还是凤毛麟角。再如,齿轮生产制造企业中设备的组成比大致为滚齿机:插齿机:剃齿机:磨齿机=9:5:4:2。目前我国大部分生产企业未能达到此生产设备配比。再如,近几年我国齿轮的质量非常好,其齿轮表面硬度均能达到技术要求,即其硬度值能够在[HRC58,HRC64]区间之中,其硬化层和渗碳层的稳定性非常强,而且金相组织质地不错,但是与国际一流制造技术相比仍然存在较大的差距。

2、发展齿轮制造技术中存在的问题

现阶段我国齿轮制造业的技术发展主要面临着如下四个问题,首先是企业重组体制改革转型不彻底影响新技术的发展进程;第二是行业机构调整与市场规模之间的问题;第三在齿轮制造产品当中,其研发和创新生产意识不够强烈的问题;第四是齿轮生产制造企业之间的联合与竞争问题。具体说来,部分国有企业改革不彻底,人才优势和技术优势不能够充分发挥,生产力的科学技术化程度不能有效加深;如果要我国的汽车齿轮行业与德国的ZF集团齐头并进,那么首先要扩大企业生产规模,集合所有技术优势,才能大力进行生产。但是兼并重组在实际执行中阻力较大;创新是发展的巨大推动力,受制于教育方式和国有企业运作方式的影响,我国的从业人才的创新意识不是非常强烈,这对于引进现代技术并在此基础上深化发展来说没能起到推动作用;行业中的各个企业之间既存在激烈的竞争关系,又有技术上的联合,其联合内容主要包括相关行业标准的制定和新产品的研发以及开拓国际市场等等,其竞争可以概括为国际通称的五大要素的综合竞争―齿轮产品的功能(F)、交货期(T)、质量(Q)、价格(C)、服务(S)。

3、齿轮制造新技术的发展方向

3.1齿轮加工的干切技术

在齿轮切削加工中长期以来一直使用着切削油,它不仅造成工厂作业环境的污染,同时也会危及操作者的健康;另外切削油的使用而发生的相关费用,如:废油处理费、切削油费、油雾分离器和切削油循环系统的耗电费等等也会增加制造成本,在一些国家有关切削油处理的费用甚至达到了加工总费用的15~30%。为此,对环保要求越来越严的欧、美、日等国的一些齿轮机床生产厂大力主张推进无切削油的干切技术。

3.2设备数控化

欧洲地区数字化控制设备几乎覆盖了所有的齿轮生产企业,我国今年来齿轮加工企业当中的设备的数字化进程一直再加快,各个企业当中数控机床的数量处于上升趋势,虽然大部分是中低档的机床,很少有高性能的数控机床设备,但是其生产效率和生产质量有大幅度的提升。国际先进齿轮制造业的发展趋势是生产设备的功能在不断的添加,车削、车铣、车磨等逐渐取代了单轴普通的数控生产机床。多功能的生产机床性能好,功能多,精确度高,一机床过功能,提高了生产效率、节省了生产区空间、提高了审查质量,现代技术的应用实现了流水作业生产和机械化智能生产。

3.3工序集中化

工序集中的最大优点是加工精度高,很多重要工序的加工,如果采用工序集中原则,在一次装夹中完成加工,可以避免多次装夹的重复定位误差和定位基准不统一时造成的定位误差,加工精度明显提高。随着车削中心、多主轴车床、车磨复合机床的广泛应用,一个工件的全部加工内容在一台机床上就可以完成,而且铣槽、钻孔等一些以前必须与齿坯分开加工的工序也可以一并完成,位置精度非常高,不存在工件重复定位误差,只有机床的定位误差,是由数控系统保证的,精度非常高。

3.4磨齿加工的应用

磨齿的制造精度标志着一个国家超精密齿轮的技术实力。国外超精密齿轮的工业小批量生产水平可达2级精度,而国产磨齿机的最高磨齿精度及商业标准齿轮的最高制造精度仅为3级,国内外齿轮工业整体制造精度相差1-2级。磨齿加工工艺是对齿轮进行精细加工的方法之一,现阶段磨齿工艺主要是广泛应用到变速器圆柱齿轮和螺旋锥齿轮生产的加工当中。磨齿加工工艺的突出特点是可以对手材料热处理变形的淬硬齿轮进行精细加工生产,同时磨齿热后变形问题也是需要研究解决的课题之一。

3.5齿轮自动分选检验机

近年来,随着齿轮生产技术的发展,在齿轮生产过程中去除毛刺和防止磕碰的技术有了飞速的进步,即使如此解决毛刺和磕碰仍是齿轮生产中的一大难题,至今仍是变速器总成装配后由于毛刺、磕碰造成噪声而不得不返修的主要原因。从目前齿轮生产行业中看,为解决这一难题,一是在生产过程中尽量减少毛刺和磕碰的产生; 二是在齿轮进入变速器装配前,如何检查出其毛刺和磕碰以免造成变速器总成的返修,以避免大量人力和物力的浪费。由于齿轮的毛刺和磕碰在生产中要完全消除是很困难的,所以对齿轮的毛刺、磕碰的检查就显得尤为重要。

4、结束语

工业是我国国民经济建设的支柱之一,工艺制造技术也是国家综合国力的体现。信息技术时代下,国际间的竞争核心是生产力中科学技术的应用程度。较之国际同行业的发展现状,我国汽车齿轮和零件的加工技术中的水平和生产产品的质量还有很大的提升空间。通过对我国齿轮制造行业的生产问题的分析能够得出加大生产工艺的科技强度的结论,国内很多单位已经将现代技术融入到齿轮制造的生产当中,并且其研发产品已经推向了市场取得了良好的成果。

参考文献

[1]董新华,马勇,柳强.渐开线齿轮齿根过渡曲线最佳线型实现方法[J].机械传动,2013(05).