平面磨床向成形磨床的轉變
一提平面磨床，人們普遍認為就是那種只能磨削平面的機床。讀完陳向東先生的文章，了解到了當今世界平面磨床的發展趨勢，人們的這個觀點就要改變了。當今平磨的發展趨勢是轉向成形、臺階、切入、快速抖動、三維空間曲線表面磨削加工。可以說，平磨是磨床類機床中演變潛力最大的一種機型。我國平磨制造廠應跳出傳統的平面磨削的思維，轉到曲線或輪廓等非平面磨削加工的思路上進一步發展，以形成我們自己特色的技術和產品。 基本代表了目前國際機床技術發展潮流和水平的美國芝加哥國際制造技術展覽會(IMTS)不久前舉行。從這屆展覽會上，筆者了解到目前平面磨床的發展趨勢和世界機床技術的一些特點。 平面磨床發展趨勢 據不完全統計，本屆展覽會有20多家平磨專業生產廠以平磨實物形式參展，包括了歐、美、日及我國的主要平磨制造廠，有60多臺平磨，主要特點是： --從規格上看，以小型平磨為主，在全部平磨展品中，臺面寬200mm以下的幾乎占50%，小規格機床的運輸及布展比較方便；國外平磨不分普通、精密、高精度的精度等級，相對小規格機床，精度容易做得很高；在國際市場上，中、小規格平磨的潛在需求很大。 --從控制上看，70%以上的平磨展品為數控型，有單軸、雙軸及三軸數控，最多達五軸控制，尤其是400以上的大規格機型，全為數控型。由于技術水平的發展導致功能變化，平磨已從傳統的平面磨向成形磨轉變，常規控制已難以實現功能的要求。數控平磨已形成一個市場潮流。 --從功能上看，50%以上的平磨不僅僅用于水平平面加工，而且轉向成形、臺階、切入、快速抖動、三維空間曲線等表面磨削加工，如ELB、BLM公司以平磨為基礎變化而成的五軸聯動磨削中心，可實現非平面型復雜曲面的磨削；Unison、Trutech公司的柔性磨削系統，可實現成形、無心、外圓、工具、輪廓等磨削工藝；還有裕福、Parker公司等的快速抖動磨等，反映出平磨是磨床類機床中演變潛力最大的一種機型。 發展呈現四大變化 作為國際制造技術展覽會，金切機床歷來都是最大的展點，IMTS亦不例外。加工中心、車削中心、磨削中心、數控車、數控銑、數控鏜等金切機床，構成了龐大的展品群，這些由傳統的切削原理結合現代設計理念和先進的控制技術相融合而成的金切機床，代表了世界機床的發展方向和趨勢。 --高速、復合、高精度、高剛性仍是金切機床的發展主調，但又有新的變化。復合，已從原來的為復合而復合轉為從實用高效考慮為主，如車、銑復合，車、銑、鉆的復合，銑床和電火花的復合；從功能上看，復合型機床的針對性很強，針對某類零件考慮；從精度上看，定位精度＜2μm，重復定位精度≤±1μm的機床已比比皆是；從主軸轉速來看，8.2kW主軸達60000r/min，13kW達42000r/min，高速已不是小功率主軸的專有特征；從剛性上看，已出現可加工60HRC硬度材料的加工中心。 --模塊化的設計在機床制造中已應用得爐火純青。橫向系列、縱向系列、全系列、跨系列的模塊化設計，在展品中體現得淋漓盡致，無論是大隈、牧野等為代表的日本機床，還是Haas、Cincinnati等為代表的美國機床，同樣兩臺展品，外形上看，好象完全一樣，但功能則完全不同，所構成的模塊很多則是通用的。 --全自動的概念已發生變化。傳統的全自動機床是用一只氣動或液動的機械手實現工件的自動上、下料，但展覽上有超過10臺以上的加工中心和車削中心，采用真正意義的多關節串聯式機器人，來實現工件的上、下料，包括完工零件的堆放。控制的范圍加大，組線的靈活性加強，同時輔助配套的機械大大減少。 --環保要求越來越高。在展出的展品中，絕大部分的機床產品都采用全封閉的罩殼，絕對沒有切屑或切削液外濺的現象。另一方面，大量的工業清洗機和切削液處理機系統的展出，亦同時反映現代制造業對環保越來越高的要求。 根本在于設計創新 --平磨是磨床類機床中發展潛力最大的機床，這是本屆展覽會給筆者帶來的一個全新概念。在完成傳統的平面磨削功能外，以平磨的床身、拖板、臺面、磨頭等大件為基礎，可以演變成外圓、曲線、工具、無心等磨床，如k.o.lee公司的C1020N2外圓磨床和B6062PC2工具磨的基礎就是平磨。我國應在完成平磨規格系列的完善后，跳出傳統的平面磨削的思維轉到曲線或輪廓等非平面磨削加工的思路上去進一步發展，形成具有我們自己特色的技術和產品。 --模塊化設計將是貫穿產品設計全過程的一條主線，無論是機床技術發展的潮流還是市場競爭的要求；無論是降低成本的需要，還是提高產品質量的需要，都要求我們在今后產品的開發設計中，切實做好模塊化設計工作。 --世界機床工業的發展，根本一點是設計創新理念的發展，美國芝加哥展覽會，是世界上第一臺虛擬軸機床的展示地，本屆展覽會上的大量先進機床展品亦無不昭示著一點：傳統的金屬切削原理，用一種全新的現代設計理念，結合先進的控制技術，正在推動機床技術發生重大變化。