車床模具加工機(jī)電科技論文.doc

1、車床模具加工機(jī)電科技論文機(jī)電科技論文 工業(yè)論文文章均為WORD文檔，下載后可直接編輯使用亦可打印一一1概況隨著模具工業(yè)的快速發(fā)展，模具企業(yè)裝備更新?lián)Q代的速度加快，對(duì)先 進(jìn)的模具加工設(shè)備的需求也日益增加。用高新技術(shù)和先進(jìn)適用技術(shù)改 造傳統(tǒng)模具加工模式的不斷推廣和深入，數(shù)字化加工己成為模具加工 發(fā)展的方向。采用數(shù)字化技術(shù)的模具加工設(shè)備也成了模具企業(yè)提高其 裝備水平的首選。同時(shí)，多功能復(fù)合加工能有效提高模具加工效率, 也受到模具制造商的關(guān)注。由于將來多數(shù)模具還是由鋼以及鑄鐵制造 的，因此硬加工越來越重要。這也可以解釋為何在模具加工設(shè)備中, 數(shù)控金切機(jī)床的比例不斷增長；但是隨著放電加工機(jī)床功能的不斷完

2、 善并向高速化、數(shù)字化發(fā)展，電加工機(jī)床將在其專長的領(lǐng)域發(fā)揮更好 的作用。我國企業(yè)擁有的數(shù)控設(shè)備比例很低，機(jī)床行業(yè)僅4%左右。 模具加工行業(yè)的狀況可能會(huì)好一些，但與發(fā)達(dá)國家相比，仍有不小的 差距，這也直接導(dǎo)致我國模具制造水平檔次較低。隨著發(fā)達(dá)國家的模 具工業(yè)逐步向我國轉(zhuǎn)移，我國模具工業(yè)較發(fā)達(dá)的廣東、浙江地區(qū)的部 分大型模具加工企業(yè)己經(jīng)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)升級(jí)和技術(shù)改造。以下我們將圍 繞模具加工設(shè)備中幾個(gè)關(guān)鍵的產(chǎn)品：加工中心、數(shù)控車床及數(shù)控電加 工機(jī)床，對(duì)目前模具加工設(shè)備的現(xiàn)狀及趨勢(shì)進(jìn)行分析。2現(xiàn)狀加工中心由于用戶對(duì)加工高效率的需求，加工中心是目前金屬切削機(jī)床中發(fā)展 最快的品種，有著廣闊的應(yīng)用前景。但國產(chǎn)加

3、工中心的市場(chǎng)占有率非 常低的。另外，國內(nèi)外同類產(chǎn)品的差距主要在機(jī)床的高速高效化和精 密化上。對(duì)于高速加工中心，國外機(jī)床在進(jìn)給驅(qū)動(dòng)方而：滾珠絲杠驅(qū) 動(dòng)的加工中心，快速進(jìn)給大多在40m / min以上，最高己達(dá)到90m / min,直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的加工中心已實(shí)用化，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，快速 進(jìn)給最高達(dá)到120m / min；而國內(nèi)加匸中心快速進(jìn)給大多在30m / min左右，個(gè)別達(dá)到60m / min,直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的加工中心僅試制出 樣品；國外高速加工中心主軸轉(zhuǎn)速一般都在1200025000r/min, 最高己達(dá)到70000r / min,在結(jié)構(gòu)上都采用適應(yīng)于高速加工要求的獨(dú) 特箱中箱結(jié)構(gòu)或龍門式結(jié)構(gòu)

4、。在加工精度上，國外臥式加工中心都裝 有機(jī)床精度溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，加工精度比較穩(wěn)定，而國內(nèi)尚在研發(fā)中; 國外加工中心定位精度基木上按德國標(biāo)準(zhǔn)VDI344I驗(yàn)收，行程1000mm 以下，定位精度可控制在0. 0060. 01mm以內(nèi)，而國內(nèi)定位精度相 對(duì)較低。另外，為適應(yīng)未來加工精度提高的要求，國外不少公司還都 開發(fā)了坐標(biāo)鎮(zhèn)精度級(jí)的加工中心。五軸加工中心，在國外不僅應(yīng)用于 模具加工上，而且已廣泛應(yīng)用于一般零件加工，進(jìn)行五而加工和復(fù)雜 零件加工，國外各大公司都開發(fā)生產(chǎn)了應(yīng)用于不同范圍的各種類型的 五軸加工機(jī)。我國雖然在多次機(jī)床展和CIM12003國際機(jī)床展上展出 了十多臺(tái)五軸加工機(jī)，但大多數(shù)沒有售出，

5、沒有經(jīng)過生產(chǎn)考驗(yàn)，僅少 數(shù)投入生產(chǎn)使用。高速銃削中心主要應(yīng)用于中小型型腔模具加工，德 國Roders公司和Hermle公司、瑞士 Mikron公司都生產(chǎn)此種產(chǎn)品， 而我國尚待開發(fā)。(2)數(shù)控車床從各類數(shù)控金切機(jī)床消費(fèi)結(jié)構(gòu)來看，我國消費(fèi)最多的品種是數(shù)控車床, 約占41%。國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的市場(chǎng)占有率按金額為51%。按臺(tái)數(shù)為73%。 從占有率看，國產(chǎn)數(shù)控車床是國產(chǎn)數(shù)控金切機(jī)床中占有率最高的類別, 但這并不意味著國產(chǎn)數(shù)控車床在品種上、性能上和可靠性上己經(jīng)能夠 滿足用戶的需求。國產(chǎn)的數(shù)控車床大多為經(jīng)濟(jì)型，約占總數(shù)的80% 左右，多功能數(shù)控車床和車削中心生產(chǎn)量較少；而國外生產(chǎn)的基木上 是多功能數(shù)控車床和車削

6、中心。國外車削中心具有雙主軸、雙刀塔、 Y軸、C軸，甚至還裝有日軸，功能多，可供用戶選擇。國外數(shù)控車 床的主軸轉(zhuǎn)速和主軸功率一般都高于國產(chǎn)數(shù)控車床；另外還能生產(chǎn)提 供適合于高強(qiáng)度耐熱合金加工和鈦合金加工大功率、高剛度的數(shù)控車 床和車削中心以及以車代磨的精密數(shù)控車床和車削中心，而此類產(chǎn)品 國內(nèi)基木處于空口 o (3)數(shù)控電加工機(jī)床我國電加工機(jī)床的市場(chǎng)總?cè)萘?不是很大，估計(jì)只占我國機(jī)床工具總量的5%左右。同時(shí)，還受到數(shù) 控銃、高速銃、加工中心的挑戰(zhàn)。但是數(shù)控電加工機(jī)床在數(shù)控金切機(jī) 床消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，其消費(fèi)量比重卻達(dá)到14. 5%,僅次于數(shù)控車床；進(jìn) 口量比重為12%,低于數(shù)控車床、加工中心和數(shù)控銃床。

7、可見，提 高數(shù)控化率和加工精度是放電加工機(jī)床對(duì)抗各方挑戰(zhàn)的唯一出路。在 數(shù)控金切機(jī)床市場(chǎng)占有率方面，國產(chǎn)數(shù)控電加工機(jī)床按臺(tái)數(shù)達(dá)到了 54. 5%,僅次于數(shù)控車床；但金額占有率僅為25%,這就意味著高 端市場(chǎng)依舊被國外產(chǎn)品占據(jù)。現(xiàn)狀是，對(duì)于一般精度要求的加工，國 產(chǎn)數(shù)控電加工機(jī)床可以滿足用戶需要；而高端的精密慢走絲電火花線 切割機(jī)和精密電火花成形機(jī)，大多數(shù)依靠進(jìn)口。隨著模具對(duì)表而質(zhì)量、 精度及效率要求的不斷提高，精密慢走絲電火花線切割機(jī)市場(chǎng)需求越 來越大。由于其技術(shù)含量高，模仿難度大，國內(nèi)這部分市場(chǎng)基本被日 本、瑞士的電加工設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)所占領(lǐng)，國內(nèi)企業(yè)在技術(shù)上目前還不 具備優(yōu)勢(shì)，僅合資企業(yè)蘇州沙

8、迪克特種機(jī)電有限公司生產(chǎn)的AQ360L、 AQ550L型精密慢走絲電火花線切割機(jī)達(dá)到了同類產(chǎn)品的國際水平。3總體發(fā)展趨勢(shì)加工中心、數(shù)控車床和數(shù)控電加工機(jī)床都屬于數(shù)控金屬切削機(jī)床，其 發(fā)展的趨勢(shì)與當(dāng)今數(shù)控機(jī)床發(fā)展的趨勢(shì)是相同的，即：高速、復(fù)合、 智能、環(huán)保。（1）高速加工提高加工效率的方法之一就是提高加工機(jī)床的加工速度，包插加減速 度和進(jìn)給速度。目前，高速加工的諸多關(guān)鍵技術(shù)的研究都達(dá)到了一定 的水平。高速電主軸的最高轉(zhuǎn)速及功率、扭矩普遍提高，并采用了傳 感技術(shù)的振動(dòng)監(jiān)測(cè)和診斷；進(jìn)給系統(tǒng)不僅結(jié)構(gòu)進(jìn)一步輕量化，而且普 遍采用直線電機(jī)和力矩電機(jī)的直接驅(qū)動(dòng)方式，機(jī)床的3個(gè)直線坐標(biāo)運(yùn) 動(dòng)多數(shù)由刀具主軸部件

9、實(shí)現(xiàn)。機(jī)床的基木結(jié)構(gòu)普遍具有高承載能力、 高剛性、熱穩(wěn)定性和抗振性。特別重視耐沖擊性，最大加速度由允許 的最大沖擊力決定，而不僅僅取決于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其伺服單元的能力。 高速加工的主要目的是通過提高材料去除率和良好的加工表而質(zhì)量 來提高生產(chǎn)效率，為此必須防止切削顫振。于是顫振預(yù)測(cè)軟件應(yīng)運(yùn)而 生。對(duì)于高速干切削機(jī)床，為了使其及時(shí)順利排出大量熱切屑，排屑 槽采用絕熱材料制造。復(fù)合加工復(fù)合加工在保持工序集中和消除（或減少）工件重新安裝定位的總的發(fā) 展趨勢(shì)中，使更多的不同加工過程復(fù)合在一臺(tái)機(jī)，不僅是用戶的追 求（可以減少占地面積，減少零件傳送和庫存，保證加工精度等），而 且也適應(yīng)了現(xiàn)代社會(huì)的節(jié)能、環(huán)保等方

10、面的要求。智能化和網(wǎng)絡(luò)化CAD / CAPP / CAM 一體化己成為制造技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)之一，在普 通加工機(jī) 的應(yīng)用和研究己經(jīng)比較廣泛；而對(duì)于放電加工機(jī)床，由于 其工藝的特殊性，智能化的研究相對(duì)較晚。對(duì)于當(dāng)前智能技術(shù)研究和 應(yīng)用的熱點(diǎn)一一模糊邏輯、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法等，許多電火花 加工的研究人員己經(jīng)致力于它們?cè)陔娀鸹庸ぶ械膽?yīng)用研究，并己取 得了富有成效的研究成果。例如在日本FANUC公司開發(fā)的 FANUCTAPECUIWP系統(tǒng)中，就是將模糊技術(shù)與專家系統(tǒng)相結(jié)合； SODICK公司還提出的一種具有學(xué)習(xí)功能的電火花加工系統(tǒng)。隨著計(jì) 算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速發(fā)展，具備實(shí)現(xiàn)機(jī)床全生命周期服務(wù) 的開放式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控服務(wù)系統(tǒng)開始普及。該系統(tǒng)安裝有不同的功能模塊, 用戶通過瀏覽器就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢、提交設(shè)備優(yōu)化、診斷請(qǐng)求并在 線獲取優(yōu)化、診斷結(jié)果及專家系統(tǒng)知識(shí)等操作資料。綠色化制造環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高，讓制造商更加重視環(huán)保和勞保，同時(shí)也重視節(jié) 能和降耗。干切削、準(zhǔn)干切削、硬切削技術(shù)由于可以減少或避免冷卻 液、潤滑液對(duì)周圍環(huán)造成的生