行 业 信 息
现代机床产品技术发展趋势


  1.机床主机
  高速高效化、复合化、智能化、环保型是现代机床发展主流。
  1)高转速加工中心
  转速>8000rpm,加工切削时间占工时大半带凹槽的模具和航空零件。实验表明,转速从12000rpm升至25000rpm,效率提高40%,加速度从0.3g升至1.2g,效率仅提高8%,成本却大大提高。
  主轴采用电主轴,为减少热变形,美国Boston 公司将主轴予热至长期工作温度,由计算机模型补偿伸长量,精度1.5μm。日本牧野采用中心环流控温油,两端螺母予加拉力。日立精机采用人工智能热精度控制软件、从启动到全速工作温度范围,保持精度±10μm,装入标准冷却单元,精度还可提高。为降低噪声,德国Roeders公司将主轴封闭在内衬特殊吸音材料的罩壳中。空心短锥柄刀具由刀夹夹紧装入主轴锥孔,拉紧机构坚固。传感器测量刀具振保证安全,减少噪声。透明门方便观察和工作。
  德国Roeders公司REM760高速加工中心,转递42000rpm。美国Cincinnati公司Hyper Mach大型高速铣床,转速;60000rpm,功率80KW。
  2)高移速加工中心
  快速>40m/min,加速度>0.5g,加工切削时间占工时小半的汽车零件。实验表明,加速度0.1g,快速从20m/min升至40m/min,总定位时间减少5%,用时升高一倍,总定位时间减少24%。
  进给采用直线电机和高速滚球丝杠。为减少热变型,均通水冷却。直线电机可长100m,高速滚珠丝杠采用低摩擦材料和自润滑,以提高寿命,减少污染。日本东芝采用双滚珠丝杠增强传动刚度。定位和重复定位精度,欧共体VD1标准为8/4μm,美国ASME标准为±2.5/1μm。
  美国Ingersoll公司HVM600卧式加工中心,快速80m/min,加减速度1.5g,直线电机驱动。著名的瑞士DIXI公司DHP50高性能卧式加工中心,快速60m/min,转速12000/24000rpm,功率16KW。德国DMG公司85V立式加工中心,快速120m/min,加速度2g,直线电机驱动,龙门结构,整体床身,刚性好。Hulle公司rnbh110卧式加工中心,快速75m/min,加速度1g,高速滚珠丝杠驱动。
  多台高移速加工中心组成的柔性生产线加工汽车零件,用高移速补偿单轴加工效率低于多轴加工,代替刚性组合机床生产线,柔性好,调整快,投资省,适应多品种生产。狭长床身、立柱移动、顶置刀库加工中心组成的FMS占地少,托盘布置和交换方便。
  3)五轴高速加工中心
  一次装夹完成空间曲面、斜面、多棱面,倒锥孔和复合角度加工,效率高,质量好,成本低。
  美国Boston公司Boston Matic五轴加工中心,转速 60000rpm,功率15KW,快速20m/min。主轴可A轴回转分度,工作台带回转台。意大利INNES 公司IBR1.8g卧式加工中心,转速20000rpm,功率40KW,快速120m/min,加速度1.8g,直线电机驱动。Z轴滑枕结构,直线电机驱动,减少变形。工作台带双回转台,可B轴回转,效率高。瑞士Schaublin公司43CNCVGV加工中心,转速30000rpm,功率14KW,配立卧转换主轴和回转C轴。
  4)复合加工机床
  单台机床多工序、多工种加工、增加功能、减少装卸和调整时间、效率高、质量好。工件装卸和工序间传送自动化。
  日本Mazak公司Integrex100车铣复合加工中心,转速6000rpm,功率7.5KW。前置转塔刀架,Y轴行程120mm,可B轴回转225°。动力刀具转速1000rpm,功率5.6KW。C轴分度增量0.001°。密烘铸铁床身,振动阻力和散热好,精度稳定,可横切,钻偏心,铣角度,镗削和攻丝。FANUC公司T141A复合加工中心,立柱装有14刀位转塔刀架,快速48m/min。动力刀具转速8000rpm,功率5.7KW,可钻,铣和攻丝。丝维转速可达6000rpm。能建立30个零件和刀具数据库,检测切削负荷,自动修改切削条件。DMG公司铣车复合加工中心,主轴锥孔可装车刀,回转工作台转速0~60rpm。
  5)环保型机床
  无污染,节能节耗的环保型机床,符合ISO1400环保标准,干切削在德国汽车工业应用广泛。采用气压代替液压,自润滑减少泄漏污染,和油彻底分离。
  德国Huller公司4cut立式加工中心,转速16000rpm,快速75m/min,干切削、喷雾冷却刀具、较湿切削降低费用10%。日本安田YBM640V立式加工中心,转速10000rpm,用风压0.6MPa,风量400L/min,-28℃的冷风冷却刀具,刀具寿命可提高一倍。远州EV450立式加工中心,转速12000rpm,快速60m/min,刀库20把,用氮气冷却刀具,干切削铝件。刀具表面氧化少,寿命提高3~4倍,切屑在集屑器中压缩成块排出。昌立精机Digilal数控车和车削中心,不采用液压系统。美国Gleason公司凤凰175HC干切锥齿轮切齿机,切削速度300m/min,加工φ100mm,M4.05mm齿轮,较湿切削效率高一倍。均无冷却润滑液和漏油污染。
  6)激光加工机床
  采用灵活的光束控制,高输出微型化的二极管激光器,紧凑和易于集成打标和刻划系统及焊接功能。
  德国DMG公司DML40SL激光铣模机,采用功率100W YAG激光器,光束φ0.1mm加工60×60mm,深10mm的零件,加工量5~10mm3/min,表面粗糙度1.3μm。日本住友重工与加拿大Lumonics公司合作开发的InpactG3500-H激光钻孔机,采用光学系统电流扫描,CO2激光器快速对印刷电路厚0.1mm聚酰亚胺树脂多层板连接孔进行钻孔。最小孔距50μm,每秒钻孔120个,定位精度30μm,重复定位精度5μm。以利于个人计算机、摄像机及其它产品减少尺寸。
  7)水射流切割机床
  美国Ingersoll Rand公司Absolute系列数控水射流切割机 ,龙门结构,两切割头。X、Y轴由伺服电机,齿轮齿条和直线导轨驱动 。齿轮轴装在有负压的铝盒内,防止水份和灰尘。机械手装卸材料和切割件。37.3KW的增压器将高压水送入切割头,经小孔高速喷射,前室真空后吸入磨料,在超硬聚束管内混合,喷射切割浸在水中工件。气动系统调节水位。X、Y轴和龙门式机械手由硬盘驱动的IBM386兼容计算机控制。
  8)小型机床
  计算机、网络和通信等信息产品制造业,信息服务业和软件业,构成高速发展的信息(IT)产业。加工IT产品零件和模具及小型零件的小型机床,精密、高效、低成本,市场广阔。
  日本1999年机床的销售额较上年下降24%,IT产品加工机床却上升42%。Mazak公司IT产品加工机床已占销售额50~60%,Nanoturm超精数控车床,转速15000rpm,功率3.7KW,快速20m/min。采用高精度直线导轨和滚珠丝杠,控温冷却和防震措施,梳状刀架和亚微米控制,保证加工精度。牧野Hyper2亚微米卧式加工中心,转速40000rpm,快速12m/min,行程200×150×150mm,刀具φ6mm,刀库42把,双托盘,整机封闭,无观察窗,23°±0.5℃恒温下加工,最小分辨率0.016μm,对刀尖位置可亚微米测量和误差自动补偿。北村机械Sparkcut立式加工中心,转速150000rpm,气浮轴承,快速100m/min,加速度2g,行程310×500×350mm,滚珠丝杠驱动,刀库5把,FANUC 15MB数控系数。伊藤精工采用小型精密和数控机床,专机,对手机等IT产品中2~4阶梯,φ30μm~φ3mm,长21~29mm24,欧洲进口原料的超硬细针,在恒温下24小时连续生产。
  9)并联机床
  诞生八年来有所发展,部件标准化,专业厂生产,三杆,杆与立柱和主轴套筒连接,卧式结构和并联模块等相继开发。
  美国Ingersoll公司HOH600卧式并联机床,转速20000rpm,功率37.5KW,快速30m/min,加速度0.5g,A、B轴可回转±15°,刀库40/80把,进入加工区手动换刀,加工区封闭。瑞士Fischer公司立式并联机床,转速42000rpm,功率12.5KW,Siemens840D数控系统。日本丰田工机HexaM并联机床,转速24000rpm,可动范围φ500×350mm,摆角±20°,加速度1g,直线电机驱动,刀库9把,自动换刀,FANUC151-MA数控系统。日立精机PA35 II并联机床,转速20000rpm,功率2.6KW,倒置结构。并联机构带动工件夹盘运动,转速10000rpm,快速100m/min,自动装卸工件,三轴行程350×350×220mm,刀具朝上加工。
  瑞典Reos Robotics公司并联机床,采用并串联结构。三杆模块具有三个自由度,另两个自由度由串联结构,可C、A(B)轴回转的复合主轴头解决,结构大为简化。Tricept加工中心,转速30000rpm,功率45KW,快速90m/min,加速度2g,Heidenhain光栅测量,Siemens840D数控系统。模块可0°、45°和90°布置。
  10)未来机床
  高速、高精、高效、环保和复合型机床是未来机床发展方向。
  在2000年9月美国芝加哥国际制造技术展览会上,美国Cininnati公司航空工业用五轴Hyper Mach新概念机床为棱台形床身,四面为梯形弧面,矩形立柱,转速>60000rpm,功率80KW,快速100m/min,工进60m/min,加速度2g,氮化硅陶瓷轴承,低振动HSK-63F机动滑座主轴,高精度、高刚度、高寿命和高温度稳定,五轴直线电机驱动,Siemens数字计算机数控系统。日本Mazak公司予测未来机床为2019年诞生形如飞行器,转速100000rpm,加速度8g,切削速度2Mach,回转工作台分度1/10000°,转速8000rpm,刀具在回转中交换,干切削、无噪声、油污和粉尘、车、铣、激光加工和测量复合的机床,六轴联动。

                         来源:机床工具信息  02-7-7

★关闭窗口