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数控机床功能部件国内外产品对比分析

2019-11-21
张智勇
(陕西法士特齿轮有限责任公司)
  【摘 要】近年来,我国数控机床发展迅猛,但是在一些相关的技术问题上也遇到了瓶颈问题,机床技术需要提高,而且要向着智能化、环保的方向发展,主机技术水平的提高,就带动机床的各部分零部件也要相应的提高速度,为了满足数控机床水平快速发展的需要。我们需要做充分的准备。
  【关键词】数控机床;数控系统;电主轴;防护装置;传动部件
  一、功能部件跟不上发展数控机床将成为空话。
  客户在选择零部件的时候,不仅侧重于零部件的质量和性能,还更注重它的可靠性。也就是说,零部件出现故障的频率。而这个频率是指占整机故障的频率,出现的频率越小,证明它的性能越好,因为这些因素都会影响整个机床的运转和工作效率,而对于我国目前数控功能部件产业的发展状态,还处于一个滞后的阶段,这也是我国数控机床发展过程中必须要解决的问题。
  二、国内外功能部件水平分析
  目前,我国的功能部件生产水平与10年前相比,应该说有了非常大的提高,品种也不继完善,主要性能和可靠性方面提高较大,价格相比进口产品比较低廉,但生产效率却远远低于国外,生产成本高、周期长、交货滞后现象普遍存在,因此,在为经济型数控车配套选择时较多,但在为高档数控机床配套的功能部件与国外相比差距较大。
  国内数控机床功能部件产品水平较国外产品低主要表现在以下几个方面:
  (一)速度
  随着数控机床高速沦的发展,对功能部件产品也提出了相应要求。基于材料、检测能力、装备制造能力等方面的条件限制,国内产品在速度方面较国外同类产品要差。例如各类动力卡盘的极限转速比国外平均低1000-2000r/min。盘体材料、零件制造精度、动平衡差距等因素决定了这种国产动力卡盘的水平。
  (二)可靠性
  国外功能部件产品开发应用比较早,经验丰富,再由于技术进步、新材料、新结构的不继出现与应用,使得产品的可靠性得到了提高,但是近些年来,发生在电器配套件是上的数控刀架故障也占到很大的比例。伺服刀架具有高速和高可靠性的特点,这让很多的机厂主很是青睐,但在国内还尚未有这样的电机,而且这种电机在国外的价格和成本都是很高的,不能形成一个产业化,所以要是单靠进口的话是一个难题。但是机床的附件产品的整体可靠性与我国整体的发展水平是相当的。随着现代技术水平的提高,相信这些问题都会得改善的。
  (三)精度
  我国现阶段数字产品的精度和稳定性已经得到了很大的提高,与台湾地区的产品是相当的,但是同其他的日本、德国这样的工业发达国家还是有距离的。基本上是可以满足主机配套要求的。总体上性能指标的差距还是大于精度指标的差距,从外观。手感和噪音这些方面可以体现出来。功能部件的整体性能不是单靠其中的一个方面就可以体现的,是需要“精度指标”和“性能指标”都达到的情况下,它才能发挥应有的作用。很多厂家现在会有这种情况出现,产品出厂的检验是合格的,但是客户在使用的时候,确很不满意,达不到主机装配的要求,这主要就是我们过分的强调“性能指标”而忽略了“精度指标”。所以很多厂家在选择功能部件上就是采用进口的,虽然说我国的功能部件在市场上已占有一定的份额,但是主机配件采用进口的还是占有相当大的比例。在一些高精端的机床上这种差距更是明显。
  三、功能部件的市场情况
  以几种主要功能部件为例:
  (一)数控系统:
  我国数控技术起步于1958年,近50年的发展,奠定了数控技术发展的基础,基本掌握了现代数控技术,初步形成了数控产业基地。在攻关成果和部分技术商品化的基础上,建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂。但横向比(与国外对比)不仅技术水平、发展速度都有差距,在高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。市场占有率低,品种覆盖率小,还没有形成规模生产;自己的品牌效应不足,用户信心不足。数控技术应用领域拓展力度不强。
  (二)电主轴
  现在高速加工技术正处在一个迅猛发张的阶段,并且在一些航天。航空、汽车和摩托车的模具加工上得到广泛的应用,这些行业的发展是依靠高速度和高精度的数控机床,那么传统的滚动轴承主轴结构越来越不能适应这些高精度的数控机床,发达的工业生产大国,已经在是采用电主轴结构,它比传统的滚动轴承主轴结构更紧凑,速度更快,效率更高。它的原理在于通过交流变频控制系统,将置于机床主轴部件内部的高速电机获得所需的工作速度和扭矩,使其效率大大提高。
  (三)高速滚动功能部件
  高档数控机床另一关键功能部件是滚动直线导轨,这项技术的发展比国外的发达国家晚了10年,所以在技术和性能方面与国外的产品差距很大。但是它的优势在于摩擦阻力小、精度高,安装方便等,这些是我们努力的目标和方向。
  (四)高速防护装置功能部件
  由于数控机床进给速度的不继提高,相应地对机床防护装置的运行速度有了更高要求。目前在数控机床上采用的防护装置主要有下列几种形式:钢板伸缩式防护罩、弹性皮腔、铠甲皮腔、卷帘防护罩等。根据机床的结构形式和防护的部位,可采用不同的结构形式。由于国内对防护装置的研究起步较晚,现在国内的防护罩生产厂家,产品较单一,运行速度都较低,不能充分满足机床用户的各种需求,也不能适应越来越高的速度发展要求,与国外的产品相比还有很大差距。
  数控技术的飞速发展,让人们在追求技术的层次上有了更大的提高。不在原有的产品上自行开发,沿用传统的做法。而是适应现代市场经济的发展,将机床的零部件生产形成一个工业产业化。选择适合企业发展的产品,这样提高了产品的生产率,缩短了交货期,也降低了成本,这些都是市场经济发展的必然结果,我国在设计机床中,应更注重适合的功能部件,注重质量,才能在竞争激烈的市场中或有一席之地。
  参考文献:
  [1]《数控机床》娄锐机械工业出版社2006
  [2]《数控机床结构与使用维护》王兵国防工业出版社
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