著眼未來,美國機床制造有以下明顯的發展趨勢:
一、追求具有更高加工效率的機床。因為提高機床的效率就等于縮短零件的加工周期,縮短加工周期有兩條途徑,一條途徑是提高切削速度,即提高主軸轉速。目前車床和車削中心的主軸轉速都在8000r/min以上,加工中心的主軸轉速一般都在15000~20000r/min,還有 40000r/min和60000r/min的。同樣,送給速度也有大幅度提高,可達20m/min,甚至60m/min。隨著切削速度的增加,機床的結構剛性和動態特性都有明顯提高,高速主軸和刀具系統的動平衡設計也獲得相應提高;另一條途徑是減少非加工時間。因為在零件加工過程中有大量的無用時間消耗在工件搬運、上下料、安裝調整、換刀和主軸的升、降速上,因此,復合機床的研發近期發展很快,其核心是在一臺機床上要完成車、銑、鉆、鏜、攻絲、鉸孔和擴孔等多種操作工序。車床技術發展的主要趨勢是多功能機床,目前的多功能復合機床實際上就是一臺具有車削功能的加工中心。在磨削方面,目前的技術重點是開發基于PC的磨削控制系統,一臺磨床能進行內圓、外圓和臺階軸磨削,或給機床以不同的循環來加快生產進程,既磨得快又能保證尺寸精度和表面粗糙度。
二、追求更加安全可靠和符合環保要求的機床。由于機床的運行速度的提高,操作者的安全和健康也被提到優先考慮的位置。目前美國研制的高檔機床在可能傷害人的地方幾乎都加有安全警示裝置。干切削和微量潤滑劑切削方法因其可大大減少潤滑劑的揮發而得到越來越廣泛的應用,并且,幾乎整個機床都是被封閉起來的,有些機床甚至看不到切屑,這樣,即使有過量的油霧和煙霧也容易收集。同時,機床操作者在工作時的環境、位置會被考慮得非常舒適。此外,無污染的清潔加工技術也受到極大重視。
三、機床配套部件產業迅速發展。機床配套件發展很快,品種齊全。主要產品有滾珠絲杠副、精密軸承、各種轉臺、換刀裝置、各種氣動、液壓裝置、直線導軌及主軸部件等等。這些配套件產業的發展有力地推動了機床主機的發展,不但有助于提高機床的速度和性能,而且可以大大縮短主機的生產周期,降低生產成本。
四、追求更加完善的控制系統。更高速的處理器和更精確的控制設備使機床的功能和性能完善而強大。技術密集已進入超速發展階段,而集成的關鍵是開放式結構。PCC技術的應用,開始改變了機床的工作方式,把CNC推向了控制中心而不局限于機床控制器的范圍。控制軟件發展更快,一年甚至改進幾次。CNC制造商已提供一些開放式結構的CNC系統。目前機械制造廠里開放式結構的CNC控制器占到10%~20%。零件程序可以離線開發,然后傳送到生產車間的編程系統,在CNC控制器上運行,操作者可以觀察、檢測刀具運行情況和加工過程,還可以對加工過程進行必要的修正。美國GEFANUC公司銷售的控制器中,有30%是開放式的,實現了真正的CAM/CNC集成,并趨于智能化控制,還可上網。虛擬制造和無紙化生產的技術基礎已經具備,借助信息技術,此類軟件的應用將以更快速度發展。
五、追求更高的機床外觀質量。目前,機床制造商更加注重機床造型的美觀和色調的協調柔和,機床精品更向工藝品方向發展。
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