我国的机床行业与国外同行业一流水平的差距

浏览: 作者: 来源: 时间:2017-03-21 分类:行业知识

  高速机床加工作为一种新的技术,其优点是显而易见的,它给传统的金属切削理论带来了一种革命性的变化。那么,它是不是放之四海而皆准呢?显然不行。目前, 即便是在金属切削机床水平先进的瑞士、德国、日本、美国,对于这一崭新技术的研究也还处在不断的摸索研究当中。实际上,人们对高速切削的经验还很少,还有许多问题有待于解决:比如高速机床的动态、热态特性;刀具材料、几何角度和耐用度问题,机床与刀具间的接口技术刀具的动平衡、扭矩传输、冷却润滑液的选择、CAD/CAM 的程序后置处理问题、高速加工时刀具轨迹的优化问题等等。迄今为止,国内目前真正在实际加工中使用的是瑞士MIKRON公司的主轴转速为42000r/min的机床, 南京航空航天大学购买了MIKRON的主轴为18000r/min机床,上海交大、大连理工大学等也买了主轴转速为18000r/min的机床,山东工大、西安交大、北京理工大学都将购买高速机床做相应的研究。应该说,高速切削在我国,尚未正式进入大学课堂,如果一些教授、导师们的头脑中还是空白,那怎么去教学生、去发展相应的技术?更不要说国内的机床厂家的情况了。应该实事求是地讲,由于多年来国有企业科研投入少,现有的机制不能充分鼓励创新,基础研究和元器件水平薄弱,新产品开发滞后等诸多问题的影响,我国的机床行业与国外同行业一流水平的差距已经拉大,这一差距总的来说恐怕在十年以上。

现在看来,主轴转速为10~42000r/min这样的高速切削在实际应用时仍受到一些限制:

(1)主轴转速10~42000r/min时,刀具必须采用 HSK 的刀柄,外加动平衡,刀具的长度不能超过120mm,直径不能超过16mm,且必须采用进口刀具。这样,在进行深的型腔加工时便受到限制。

(2)机床装备转速为10~42000r/min的电主轴时,其扭矩极小,通常只有十几个N·m,最高转速时只有5~6N·m。这样的高速切削,一般可用来进行石墨、铝合金、淬火材料的精加工等。

(3)MIKRON公司针对这些情况开发了一些主轴最高转速为12000r/min、15000r/min、18000r/min和24000r/min的机床,尽力提高进给量(40000~60000mm/min),以保证机床既能进行粗加工,又能进行精加工,既省时效率又高。

(4)针对传统的加工方式和不同的被切削材料,应选择合适的刀具材料来实现高速加工,而不能一味地追求高速,为高速而高速。如在美国的航天工业中,已经可以实现7500m/min的线速度来切削铝合金;但是切削钢和铸铁时,目前世界上实际进行的高速加工所能实现的最高速度,也只能达到加工铝合金的 1/3~1/5,约为1000~1200m/min, 其原因是切削热会使刀尖产生热破损。由此可见,刀具材料的耐热性是加工黑色金属的关键。对超级合金,包括镍基、钴基、铁基和钛基合金而言,其共同特点是在高温下能保持高强度和高的耐腐蚀性,但它们又都是难加工材料。目前加工这种材料时的最高进给速度为500m/min,主要受制于刀具材料及其几何形状。