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机床行业30年四大质变

2009年03月19日 11:42:34 中国传动网

“现在,很多人都问面临金融风暴的冲击,企业该如何渡过?我个人认为企业求发展还要从技术上入手,这样才是长远之计。”中国机床工具工业协会名誉理事长梁训瑄在中国工业报演讲时表示。梁训瑄认为,世界机械加工的技术演变,属于“质变”性质的至少有四大方面,而其他技术进步大多属于“量变”。而所谓“质变”是指:在创新思维与传统“量变”上的根本区别;所依托的物质载体与常规相比在原理上的本质差异;在人类生产活动中所形成的效益与影响程度的深浅。   他说,“关心我国机械加工领域的技术进步,势必要联系世界范围内的发展,因为技术与科学是没有国界的,并且是相互促进的。近30年来世界制造技术与装备领域四大质变,我国都一直积极参与,并做出了重要推动与贡献,有的方面甚至已进入了世界前列。而这四大质变其根本来源于,制造工具的变化———机床。”   智能型生产工具出现   最近,在国家有关部门一次高层“战略产业选择”座谈会上,梁训瑄提出一个观点,“机床作为生产工具具备智能特性是人类生产工具具有划时代意义的发展,人类正在迎接一个智能型生产工具时代的到来”。   梁训瑄对此观点解释说,数控机床的出现标志着机床向智能化发展开始萌芽。回溯机床的发展历史,从 1952年第一台数控机床出现至今的50多年来,其中包括走向成熟的30年和走向大规模应用的20年,特别是近几年,陆续出现的机床智能化功能的进一步增添,标志着机床技术在发展道路上的质变。   最近几年,日本的山崎马扎克公司陆续开发了智能主轴振动控制、智能热屏障、智能防撞屏障、语言提示;日本大隈公司开发了“thinc智能数字控制系统”等。说明随着技术的发展,机床这种生产工具智能化的功能会越来越高级,越来越增多。人类智能型生产工具的发展方兴未艾,前景光明。   加工方法逆向思维的突破   快速成型技术是近20年来出现的一种加工方法,是加工方法逆向思维的重大突破,是加工原理的巨大变革。   与一直沿用至今的传统“去除材料”的方法根本不同,快速成型技术实际上是反其道而行之的以“材料堆积成型”或称之为“材料累加”方法、“增材制造方法”来达到制造工件原型的一种方法。   快速成型技术是采用复合纸、高聚物质、金属粉末、高温合金、复合陶瓷、铸造型砂等作为加工原材料;利用电热、激光束、电子束作为能量源,按分层实体制造(LOM);熔融沉积成型(FDM)、紫外线激光固化(SLA)、激光区域烧结(SLS)等方法来实现原型零件造型,用于快速考核零件设计的正确性与可行性,大大缩短整机开发生产周期。除了应用于制造机械零件原型、型砂制芯,甚至也进入立体艺术品型体塑形和人体医学仿生件(如骨关节)制造等相关领域。这是计算机科学、新材料科学、新能源科学综合集成发展的最新产物。   在这个领域中,我国有华中科技大学、清华大学、西安交通大学、同济大学、中科院及上海联泰、北京瑞科达、武汉滨湖机电技术产业有限公司等国有和民营科研单位及企业积极投入。所开发的产品已进入世界先进水平行列,投入市场的产品更是品种繁多,年产几百台,技术已出口新加坡。   机床结构的变革   近20年来,一种“并联结构”机床的出现使得世界机床设计发生了革命性的变革。“并联结构”完全不同于所有传统机床结构。传统机床结构均可归结为串联结构,其所有的结构几何精度误差、力的传递和刚度的损失,都会形成串联累积而成为致命的薄弱环节。   而并联结构机床,是通过多杆结构在空间同时运动来移动主轴头实现加工动作,与串联结构相比,并联结构具有更为简化、刚度更高、动态性能更好等一系列主要优点。   20年来,世界范围内大约有十几个国家20多个团队在从事这方面的研发,其中瑞典TRICEPT公司已供应商品400余台,广泛应用于空客、波音及通用汽车公司和卡特彼勒大型工程机械企业,另外还有若干团队都曾经分别展出过试制品。   虽然近几年来有关并联结构机床的报道有所减少,但并联结构机床的发展并未停步。据梁训瑄讲,他与如日本丰田工机、大隈、德国Index等从事并联机床研发的某些团队接触了解到,这些具有一定技术实力的国外研发机构与企业仍在加快并联结构机床的攻关,努力提高其性能。   梁训瑄表示,我国机床工具行业也有五六个产学研结合体在进行这方面研发工作,其中哈尔滨量具刃具集团与哈尔滨工业大学合作研发的并联结构品种(六杆结构)已批量生产5台,成功应用于哈尔滨汽轮机厂叶片加工生产线中;齐齐哈尔第二机床集团与清华大学合作开发的龙门式“混联”结构(即串联与并联混合)机床,是我国独立构思的品种,已成功用于哈尔滨电机厂的大型水电站设备制造中。   工具概念的变异   传统的机械加工工艺体系一般是由机床—工具—(夹具)—工件组成,而工具环节按传统的分类无非是车刀、铣刀、镗刀、钻头、拉刀、砂轮、冲模、压模之类。而所有这些工具无非都是具有一定硬度的实体,如高速钢、工具钢、硬质合金、立方氮化硼、单晶及聚晶金刚石、陶瓷等材料制成的工具。   后来氧炔高温切割方法出现了,紧接着电能源的放电加工方法、电化学加工、激光加工方法、电子束加工法、离子注入法、光刻法等也陆续出现,直到近年,属于“冷能源”、“软介质”的高压水射流(俗称“水刀”)加工方法以崭新姿态登场,配合多坐标数控技术,大大缩短了汽车工业新产品的试制周期。目前,我国已有南京水刀有限公司和南京工艺装备制造有限公司等向市场提供产品。

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