平面磨床向成形磨床的轉(zhuǎn)變

一提平面磨床，人們普遍認(rèn)為就是那種只能磨削平面的機床。讀完陳向東先生的文章，了解到了當(dāng)今世界平面磨床的發(fā)展趨勢，人們的這個觀點就要改變了。當(dāng)今平磨的發(fā)展趨勢是轉(zhuǎn)向成形、臺階、切入、快速抖動、三維空間曲線表面磨削加工。可以說，平磨是磨床類機床中演變潛力最大的一種機型。我國平磨制造廠應(yīng)跳出傳統(tǒng)的平面磨削的思維，轉(zhuǎn)到曲線或輪廓等非平面磨削加工的思路上進(jìn)一步發(fā)展，以形成我們自己特色的技術(shù)和產(chǎn)品。 　　基本代表了目前國際機床技術(shù)發(fā)展潮流和水平的美國芝加哥國際制造技術(shù)展覽會(IMTS)不久前舉行。從這屆展覽會上，筆者了解到目前平面磨床的發(fā)展趨勢和世界機床技術(shù)的一些特點。 　　平面磨床發(fā)展趨勢 　　據(jù)不完全統(tǒng)計，本屆展覽會有20多家平磨專業(yè)生產(chǎn)廠以平磨實物形式參展，包括了歐、美、日及我國的主要平磨制造廠，有60多臺平磨，主要特點是： 　　--從規(guī)格上看，以小型平磨為主，在全部平磨展品中，臺面寬200mm以下的幾乎占50%，小規(guī)格機床的運輸及布展比較方便；國外平磨不分普通、精密、高精度的精度等級，相對小規(guī)格機床，精度容易做得很高；在國際市場上，中、小規(guī)格平磨的潛在需求很大。 　　--從控制上看，70%以上的平磨展品為數(shù)控型，有單軸、雙軸及三軸數(shù)控，最多達(dá)五軸控制，尤其是400以上的大規(guī)格機型，全為數(shù)控型。由于技術(shù)水平的發(fā)展導(dǎo)致功能變化，平磨已從傳統(tǒng)的平面磨向成形磨轉(zhuǎn)變，常規(guī)控制已難以實現(xiàn)功能的要求。數(shù)控平磨已形成一個市場潮流。 　　--從功能上看，50%以上的平磨不僅僅用于水平平面加工，而且轉(zhuǎn)向成形、臺階、切入、快速抖動、三維空間曲線等表面磨削加工，如ELB、BLM公司以平磨為基礎(chǔ)變化而成的五軸聯(lián)動磨削中心，可實現(xiàn)非平面型復(fù)雜曲面的磨削；Unison、Trutech公司的柔性磨削系統(tǒng)，可實現(xiàn)成形、無心、外圓、工具、輪廓等磨削工藝；還有裕福、Parker公司等的快速抖動磨等，反映出平磨是磨床類機床中演變潛力最大的一種機型。 　　發(fā)展呈現(xiàn)四大變化 　　作為國際制造技術(shù)展覽會，金切機床歷來都是最大的展點，IMTS亦不例外。加工中心、車削中心、磨削中心、數(shù)控車、數(shù)控銑、數(shù)控鏜等金切機床，構(gòu)成了龐大的展品群，這些由傳統(tǒng)的切削原理結(jié)合現(xiàn)代設(shè)計理念和先進(jìn)的控制技術(shù)相融合而成的金切機床，代表了世界機床的發(fā)展方向和趨勢。 　　--高速、復(fù)合、高精度、高剛性仍是金切機床的發(fā)展主調(diào)，但又有新的變化。復(fù)合，已從原來的為復(fù)合而復(fù)合轉(zhuǎn)為從實用高效考慮為主，如車、銑復(fù)合，車、銑、鉆的復(fù)合，銑床和電火花的復(fù)合；從功能上看，復(fù)合型機床的針對性很強，針對某類零件考慮；從精度上看，定位精度＜2μm，重復(fù)定位精度≤±1μm的機床已比比皆是；從主軸轉(zhuǎn)速來看，8.2kW主軸達(dá)60000r/min，13kW達(dá)42000r/min，高速已不是小功率主軸的專有特征；從剛性上看，已出現(xiàn)可加工60HRC硬度材料的加工中心。 　　--模塊化的設(shè)計在機床制造中已應(yīng)用得爐火純青。橫向系列、縱向系列、全系列、跨系列的模塊化設(shè)計，在展品中體現(xiàn)得淋漓盡致，無論是大隈、牧野等為代表的日本機床，還是Haas、Cincinnati等為代表的美國機床，同樣兩臺展品，外形上看，好象完全一樣，但功能則完全不同，所構(gòu)成的模塊很多則是通用的。 　　--全自動的概念已發(fā)生變化。傳統(tǒng)的全自動機床是用一只氣動或液動的機械手實現(xiàn)工件的自動上、下料，但展覽上有超過10臺以上的加工中心和車削中心，采用真正意義的多關(guān)節(jié)串聯(lián)式機器人，來實現(xiàn)工件的上、下料，包括完工零件的堆放。控制的范圍加大，組線的靈活性加強，同時輔助配套的機械大大減少。 　　--環(huán)保要求越來越高。在展出的展品中，絕大部分的機床產(chǎn)品都采用全封閉的罩殼，絕對沒有切屑或切削液外濺的現(xiàn)象。另一方面，大量的工業(yè)清洗機和切削液處理機系統(tǒng)的展出，亦同時反映現(xiàn)代制造業(yè)對環(huán)保越來越高的要求。 根本在于設(shè)計創(chuàng)新 　　--平磨是磨床類機床中發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮臋C床，這是本屆展覽會給筆者帶來的一個全新概念。在完成傳統(tǒng)的平面磨削功能外，以平磨的床身、拖板、臺面、磨頭等大件為基礎(chǔ)，可以演變成外圓、曲線、工具、無心等磨床，如k.o.lee公司的C1020N2外圓磨床和B6062PC2工具磨的基礎(chǔ)就是平磨。我國應(yīng)在完成平磨規(guī)格系列的完善后，跳出傳統(tǒng)的平面磨削的思維轉(zhuǎn)到曲線或輪廓等非平面磨削加工的思路上去進(jìn)一步發(fā)展，形成具有我們自己特色的技術(shù)和產(chǎn)品。 　　--模塊化設(shè)計將是貫穿產(chǎn)品設(shè)計全過程的一條主線，無論是機床技術(shù)發(fā)展的潮流還是市場競爭的要求；無論是降低成本的需要，還是提高產(chǎn)品質(zhì)量的需要，都要求我們在今后產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計中，切實做好模塊化設(shè)計工作。 　　--世界機床工業(yè)的發(fā)展，根本一點是設(shè)計創(chuàng)新理念的發(fā)展，美國芝加哥展覽會，是世界上第一臺虛擬軸機床的展示地，本屆展覽會上的大量先進(jìn)機床展品亦無不昭示著一點：傳統(tǒng)的金屬切削原理，用一種全新的現(xiàn)代設(shè)計理念，結(jié)合先進(jìn)的控制技術(shù)，正在推動機床技術(shù)發(fā)生重大變化。