高性能组合机床和高生产率加工中心
卫美红1,张曙2
(1 南通纳侬精密机械有限公司,江苏 南通)
(2. 同济大学 现代制造技术研究所,上海)
以汽车关键零部件制造为例,分析了机械制造业中高效率与高柔性之间的矛盾和统一。介绍了国际上高性能组合机床及高生产率加工中心的应用和技术发展趋势,并指出将数控技术引入专用机床是化解这对矛盾的正确方向。
1高效率与高柔性的矛盾[1]
二次世界大战期间,由于军事工业的需要,基于模块化原理快速设计专用机床的方法获得了应用,并逐渐演变成具有独自结构特点的镗铣类专用机床——组合机床。“组合机床”一词是从俄文翻译来的,英文和德文中仍然使用“专用机床”一词。
组合机床是以通用部件为基础,配以按工件尺寸形状和加工工艺设计的专用部件和夹具,组成的半自动或自动化的专用机床。 组合机床采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工方式,生产效率比通用机床高几倍甚至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化,可根据需要灵活配置,能显著缩短专用机床的设计和制造周期,并可方便地组成自动生产线,从而兼有低成本和高效率的优点,因此在大批生产中得到了广泛应用。
随着产品更新换代加快,用于加工特定零件的、缺乏生产柔性的组合机床和自动生产线遇到严峻的挑战。增加生产柔性的需求日益高涨,生产效率和柔性似乎成为制造系统一对不可调和的矛盾。20世纪80年代,出现了由数控加工中心组成的柔性制造系统,柔性化才开始有了转机,但柔性制造系统在生产效率上较之组合机床自动线仍然略输一筹。近年来,随着高速加工的进展,组合机床的数控化和柔性化才有了根本性突破,如图1所示。
从图中可见,在1965年以前,组合机床及自动线和传统镗铣机床各占市场份额40%和60%,到1985年,数控加工中心已经占有市场份额25%左右,高速加工中心也开始出现。2005年加工中心的市场占有率已经超过60%。
再仔细分析一下加工中心的发展趋势:
近20年来,高速加工(High Speed Machining,HSM)在航空、模具行业等单件小批生产中获得日……
作者简介:卫美红(1968—),女,江苏南通人,南通纳侬精密机械有限公司高级工程师,长期从事数控专用机床的设计研究工作。
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