汉威机床:中国机床漫步世界舞台

汉威机床公司创建了世界首家机床试验室,进行机床结构优缺点的对比试验。其后,慕尼黑大学、斯图加特大学、汉威大学等均先后成立机床实验室,围绕机床生产和发展趋势进行课题研究。中国机床在金属切削机床拥有量和产量中,粗加工机床少,精加工磨床多。他们特别重视刀具、砂轮的先进性、高质量,使机床能充分发挥性能和效率。在主机设计上,技术精湛、结构变化较多,各类机床系列完整,金属切削机床和成形机床的品种在3000种以上,尤其是各种齿轮机床、刀具磨床品种更为齐全与主机配套的基础零部件、刀具、NC系统等性能先进,并有多家全球着名的名牌企业和名牌产品。如生产液压件的,品种、系列、规格齐全,在80年代后期,我国多个厂家引进了该公司的产品,并进行合作地,中国机床也世界闻名。 高度重视机床系统的工艺、结构、零件、基础理论与应用技术的深入研究。与美国相比,德国更偏重于高、精、尖技术研究;与日本相比,更偏重于应用技术开发。公司创建了世界首家机床试验室,进行机床结构优缺点的对比试验。其后,慕尼黑大学、斯图加特大学、汉威大学等均先后成立机床实验室,围绕机床生产和发展趋势进行课题研究,如激光发振器、激光机床、直线电机、直线电机机床及各种先进的高精、高效、高自动化机床等,并大力研究柔性制造、模块化设计,通过采用新技术,降低成本,提高设备效率、开动率,提高机床可靠性及产品质量。企业具有勇于开拓创新的精神。20世纪70年代,阿亨工大开发出了强力磨削机床,将加工效率提高了十几倍甚至几十倍;之后又研制出了双主轴“全加工”车床、倒立式车床,还开发出了涂层刀具、CBN砂轮等,使切削、磨削效率成倍提高.公司研究开发出多种加工复杂刀具的先进NC工具磨床,极大地提高了不同复杂程序、不同批量的零件加工效率。...

模具制造业为刀具厂商带来机遇与挑战

制造业的飞速发展不仅带动了国内模具产业的繁荣,也对国内的模具制造商提出了越来越高的要求:交货期进一步缩短,高端模具产品供不应求。面对庞大的市场需求和激烈的市场竞争,模具制造企业面临提高模具产品档次和降低制造成本的双重压力,而这种压力也必定会向供应链的上下端传递,因此相应地对工具(刀具)行业也提出了新的要求。 近几年,我国刀具企业的产品水平逐年提升,刀具企业之间的竞争也日益激烈,放眼全国,大大小小、国内国外知名的刀具厂(刀具代理商)比比皆是,山特维克、瓦尔特、伊斯卡、蓝帜、KORIOY、戴杰、日立、三菱、肯纳、株钻、厦门金鹭……为了参与竞争,各大刀具厂商也是绞尽脑汁,不断从产品性价比、技术服务解决方案等方面提升核心竞争力。面对琳琅满目的刀具市场,模具厂该如何选择?相对于机床,刀具在整个制造业成本中所占的比重仅有3%~5%,但是其发挥的作用却不容忽视。机床可以为模具生产提供良好的运动和控制平台,但是真正完成切削加工作用、和工件直接接触的却是刀具,工件的形状、尺寸、精度、表面形貌等都是要通过刀具的作用来实现。机床的运行是否充分、工件的切削是否合理与刀具的选用、性能高低、质量差异、工艺等的确定紧密相关。刀具可以完成模具的粗加工、半粗加工、精加工、余量铣削和一次(或二次)清根,把最粗糙的模坯加工成满足各种需求的工件成品。采用先进、高效的刀具还能为模具制造企业降低加工成本、提高生产效率大有帮助。刀具厂商的生存手册市场的激烈竞争必然会给刀具厂商带来更大的压力,但从对整个刀具行业的发展和刀具用户的角度来看,竞争是有好处的,有竞争才会有更大的进步。竞争导致的最直观的结果就是产品价格的下降和服务品质的提升,以满足市场和客户的需求,刀具行业亦如此。对刀具厂商来说,一方面要不断提升刀具的性价比来满足模具企业的需求,另一方面还要降低自身制造成本提高服务品质以参与激烈的市场竞争。快速反应的技术解决方案模具制造企业降低成本很重要的一个途径就是提高切削效率,降低生产制造中的单位成本。而这不仅可以通过提高切削速度、加大切削用量来实现;还可以通过减少辅助时间(如刀具更换时间等)以及尽可能地降低某些工序出现故障的机会来实现。这就对刀具供应商的技术解决方案能力提出了更高的要求,要能够分析和发现与刀具有关的生产过程中出现的切削加工问题的原因和影响因素,并对刀具的有关问题作出及时的响应,快速发现问题并提出解决问题的方案和建议,必要时还要很快到达问题现场,对刀具本身的各个要素严格控制和做出合适、及时的改进和优化,提供完善、及时的售中和售后服务。日本戴杰公司不仅在中国各大城市设立了经销点,而且还在上海设立办事处,并委派了高级技术人员提供售前服务和售后的技术支持和服务。系统工程的统筹能力实际生产经验表明,刀具切削加工问题的解决是一个复杂的系统工程,在模具加工中,系统的输入是生产的要求,系统的输出是通过加工过程所获得的加工结果,在这个系统中存在多个因素和变量,机床、夹具、刀具、切削液、工件材质、毛坯状态等,其中刀具本身又是一个存在很多变量的子系统,刀具的结构、切削刃的几何形状、刀具的材料、表面的涂层等,所有这些变量之间相互交叉、相互作用,例如,浓度不合理或种类不合适的切削液不仅会导致刀具寿命变短,还会造成所加工工件出现异常情况;参数配置不合理的机床不仅不能使刀具发挥应有功能,还可能带来刀具的崩刃、断裂等。新技术的开发来源于实际的生产实践,瓦尔特公司与客户日本牧野机床建立了长期的技术交流合作关系,以不断调整刀具与机床的共谐性,最大程度地提升机床的加工效率。因此,对刀具厂商来说,一方面要在刀具技术上不断努力已达到模具制造企业所要求的水平,另一方面还需要加强同机床厂商、夹具厂商、切削液厂商、材料厂等加强合作,当加工中出现异常情况时,需要从系统工程的角度分析和解决问题,而不能单一地只看到系统中的刀具问题,要从系统角度来考虑问题,分析相关的各个重要因素,提升在切削加工中对系统工程的统筹解决能力。不断创新的技术能力在全社会都提倡创新的氛围下,刀具当然也不例外。从近几年的展会上可以发现,创新确实被许多企业所重视,特别是一些著名的国外机床工具企业,很多企业开发了更先进的刀具,例如展开式刀具,刀头刀片只是整套刀具中的一个组成部分,整套刀具还包含了传动和控制机构等,这种刀具的生产效率很高;组合刀具(复合刀具),一把复合刀可以解决原先多个工位多道工序的加工,而且减少了多次换刀的辅助时间,有利于提高加工精度和加工效率;等等,因此也更受到客户的信赖和支持。例如,刀具的刚性与刀具的悬伸量成反比,使用球头立铣刀进行仿形铣的时候,要求刀具必须有很大悬伸量,因此,在设计立铣刀时,为提高刀具刚性,通常会在刃部和柄部之间加入带有锥度的颈部,但当直壁较高时,这种方法是不行的,为了解决模具加工中直壁的高效、高精加工,日本OSG开发了FXS-MFE立铣刀,在直壁加工中,采取阶梯式加工,实现了高速加工。就国内工具企业来说,很多企业发展非常迅速,如株洲钻石、厦门金鹭等企业,但是从整个行业发展来说,国内企业在技术创新方面整体上还是逊于国外企业的。高性价比的产品系列为了进一步完善刀具的产品系列,山高公司成功收购了法国刀柄和镗刀制造公司EPB公司以及荷兰生产整体硬质合金铣刀的Jabro公司。激烈的市场竞争、降低制造成本和提高生产效率的多重压力使模具制造企业必须选择高性价比的刀具产品,这也是刀具企业参与市场竞争面临的真实现状。粗加工刀具不仅需要能快速、高效工作,而且要能承受高温、高压和耐磨损;精加工刀具要能改善模具的尺寸、形状和表面粗糙度,减少甚至省去手工修磨,从而大大降低模具制造企业的生产成本和缩短模具的制造周期,提前交货。刀具厂商提供给客户的刀具的几何特征参数要尽可能多和详尽,如种类、直径、刃长、悬伸以及配套机床的有关参数等,并能根据客户的要求提供满足需求的刀具产品和进行有关调试工作,以使模具企业能尽快让刀具投入生产,提高生产效率。面对庞大的模具市场需求和激烈的市场竞争,国内外各大刀具厂商都在提高产品的性能、保证产品的质量、降低产品的成本和提高产品的性价比等方面下功夫,相对于国外领先的刀具技术水平,国内刀具不仅要在技术管理上努力,更要独辟蹊径,寻找差异化竞争。例如,目前国内能提供高性能、高精度的修磨、调刀设备方面的制造商仍然不多,主要还是瓦尔特、帕莱克等一些国际知名企业,国内企业在这方面显示的力量还较少,因此,对国内更多的刀具企业来说也是一个很大的市场空间,选择竞争不太激烈的市场空间,进行差异化竞争,也许会开创出一番不同的天地。...

周济:我国机械产品数控升级进入最佳机遇期

“我们有一个共同奋斗目标:经过5~8年,中国的机械产品全面升级为‘数控一代’。”近日,2011年中国机械工程学会年会在武汉召开。中国工程院院长、中国机械工程学会理事长周济院士在主题报告中指出,我国机械产品“数控升级”进入最佳机遇期。到2030年,中国的机械产品走到世界前列,为中国的现代化做出基础性、战略性的贡献。数控发展条件具备周济表示,当前我国机械工业正处于产品数字化发展时期,全世界的机械工业也正处于产品数字化发展时期。由“电气一代”到“数控一代”是一场深刻的变革,必然要经过艰难的攀登过程。在这方面,西方发达国家已经先行了60年,还要经过数10年才能完成这样一个历程。“现在面临的形势是,一方面要数控技术应用于中、低档机械产品,以提升产品的市场竞争力;另一方面要攻克高端数控机械产品,以满足经济、社会、国防等方面日益提高的需求。”周济说。“目前,我国的数控技术已发展到技术成熟、质量可靠阶段,全面推广应用的条件已经成熟。”周济表示,数控技术落后是长期制约我国机械产品创新与质量的重要因素。经过多年对数控技术的持续攻关,我国数控产业已基本形成,国产经济型数控系统已主导国内市场,中档数控系统形成了产业规模,高档数控系统也已掌握关键技术。“此外还有一个重要因素是,我们在人才队伍建设和应用示范方面取得了良好进展。”周济指出,经过多年努力,我们已经培养了一批掌握数控技术、机械设计与制造技术、产品领域知识等复合型知识结构的人才,为数控机械产品创新打下良好基础。“数控一代”工程2011年初,18位院士提出了关于实施《“数控一代”机械产品创新工程》的建议,得到中央领导同志高度重视,科技部、工信部、发改委等深入调研、认真部署,已于近日正式启动了《“数控一代”机械产品创新应用示范工程》。《“数控一代”机械产品创新工程》既是数控技术应用工程,更是机械产品创新工程;既有机械工业发展强大需求的推动,又有成熟数控技术的支撑;要充分发挥我国的制度优越性,采取协同创新技术路线,在整个机械行业推进有组织的创新。该工程的战略目标是:在机械行业全面推广应用数控技术,在5~8年内,实现各行各业各类各种机械产品的全面创新,使中国的机械产品整体升级为“数控一代”,为我国机械工业由“大”到“强”的跨越式发展做出重大贡献。建议制定总体规划周济建议制定国家与各行业、各地方、各企业的数控化机械产品创新升级的总体规划和推广计划,并努力加强相关行业数控机械产品技术标准的制定。科技部、工信部等国务院有关部门将实行强有力的领导,建立领导机构,推进顶层设计,提供政策和资金支持,加强宏观管理。建立各个层面的产学研用创新联盟,将各行业、各地方具有技术优势的生产企业、高校、研究院所、用户企业组织起来,形成数控机械产品创新联盟。此外,他还建议,从全国范围内筛选代表性区域、行业和企业,由国家重点支持实施示范工程,然后在全国范围内全面推广;加强对数控机械产品共性关键技术的技术攻关,进而在行业内和地区内进行全面推广应用;学校、科研机构全面动员,大力开展数控机械产品创新设计的人才培养与专业培训,特别是要广泛动员与强力组织对广大企业家和设计工程师的培训。(来源:中国工业报)...

全球数控切割机床生产技术及贸易状况分析

数控切割加工具有效率高、质量好、成本低等诸多优势而为国内众多的机械加工及周边行业所青睐。由于引入数控切割技术及相关设备时间并不长,经过近十余年的消化吸收,国内一批有规模、有实力的生产企业开始推出拥有完全自主知识产权的数控切割机品牌,并得到了国内外市场的认可。  从全球行业比较来看,主要数控切割机床生产基地主要分为亚洲、欧盟、美洲三大地区,其中欧盟以欧洲数控切割机床协会最具代表性,而亚洲主要生产国为中国、韩国、日本,两大基地几乎占据全世界生产总值,而三大生产基地同时也是三大主力消费市场。   就现阶段情况来看,国内数控切割机品牌的主要优势目前还体现在价格经济方面,在技术层面与国际诸多品牌还存在一定的差距。  当今世界科学技术发展日新月异,正孕育着新的革命性突破。加工技术进入亚微米、纳米级超精加工时代,网络化制造技术方兴未艾,绿色制造正在兴起,以数控机床为技术平台的数字化制造提升了智能制造的新阶段,技术集成和技术复合已成为数控机床技术最活跃的发展趋势之一。国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉认为,我们要成为机床强国,还有一段很长的路要走。从社会、经济发展的大趋势来看,机床作为生产工具和功能产品,其产品创新今后若干年的焦点可以概括为以下4个方面:  (1)生态机床。绿色制造是可持续发展的前提。  什么是绿色生态机床呢?绿色生态机床的愿景应该具有以下几个特点:  机床主要零部件由再生材料制造。  机床的重量和体积减少50%以上。  通过减轻移动部件质量、降低空运转功率等措施使功率消耗减少30%~40%。  使用过程中的各种废弃物减少50%~60%,保证基本没有污染的工作环境。  报废后机床的材料100%回收。  绿色生态机床提出的全新理念是:减少机床的重量,节省材料,同时降低机床使用时的能源消耗。  机床必须体现节能减排、以整体效益为本的评价标准。多年来,精度、速度、功率等测度的机床能力指标是机床产品的主要追求目标。当前在阻止环境恶化的压力下,工业生产需要全方位地降低对环境的负面影响,机床的发展方向也应该从提高能力指标转变为提高效益指标,以更少投入获得更多产出。  机床绿色化的主要途径是:采用新结构和新材料,减轻移动部件质量,达到节能;采用干切削和MQL实现减排,注意排屑路径畅通,热移除迅速,保证不由于采用干切削和MQL而造成机床热变形,影响加工精度。  (2)聪明机床。基于互联网和计算机技术的智能化是机床进一步延伸人的脑力的体现。智能化可以提高机床工作的稳定性和可靠性。聪明机床能借助各种传感器对自己的状态进行监控,自行分析机床状态、加工过程以及周边环境有关的信息,然后自行采取应对措施来保证最优化的加工。换句话说,机床已经进化到可发出信息和自行进行思考及调节。例如,能减小振动的主动振动抑制,能控制热位移的智能热屏障,能防止部件碰撞的智能安全屏障,语音提示和短信通知以及按照加工要求帮助选择切削参数等。  聪明机床其实是一个完整的加工系统,而该加工系统的实质又是制造系统的网络化和智能化。  系统动态优化。将相关工艺过程和设备知识集成后进行建模,进行系统的动态性能优化。  设备自适应化。开发新的测量方法、模型和标准,在运行状态下对机床状态监控,借助在线测量、传感和实时分析进行自我诊断和误差补偿,提高机床的工作性能。  采用新一代数控系统。与STEP-NC兼容的接口和数据格式,使基于CAD模型的机器控制能够无缝运行。  在加工过程中直接测量刀具磨损和工件精度的方法。  (3)客户化。从大批量生产向大规模定制转变是制造业总趋势,机床产业也不例外。当好用户的工艺师、为用户创造价值不是一句空话,用户生产的产品是不同的,对机床设备的要求也当然各异。例如,复合加工机床的目标是一个复杂工件在一台机床上加工完毕,不同工件有不同的工艺过程和加工方法,复合机床的配置就应该有所不同。可以预见,相当一部分只专注生产和销售传统通用机床的企业将被为用户提供模块化、可重构、柔性化的全面解决方案的竞争者逐步取代。  为了争取更大的销售亮点,国外公司将服务经济的理念用于机床的销售中,传统的机床维修保养服务受到不同的冲击,从而发生了很大的变化。传统的数控机床维修服务已经拓展到怎样帮助用户创造价值,提高生产力,达到效益最大化。为客户设计解决方案,才是共同发展的基本战略。  (4)软硬结合。传统的机床制造商在销售机床产品时通常不提供软件产品,即使是数控机床,其数控系统的软件也是由系统供应商植入数控系统之中,并非由机床制造商提供。随着机床加工对象的形状越来越复杂、数控机床的功能不断扩展、控制轴数的逐渐增加,要充分发挥机床的最大效益、保证用户以最高的工艺安全性和高效率地进行加工,就必须依靠软件的支持。  2010年,世界28个主要数控切割机床生产国家和地区产值达663亿美元,同比2009年的547亿美元增长了21%。在世界数控切割机床产业的复苏过程中,中国起着主导作用。中国已连续多年成为世界最大数控切割机床消费国和进口国,2002~2005年期间,进口数控切割机床在中国数控切割机床消费中,平均占62%。2006~2010年期间,中国国内数控切割机床企业和一些外资数控切割机床企业逐步扩大市场份额,2010年进口数控切割机床在消费中占比为33%。...

2011年12月份中国制造业PMI回升至50.3%

国家统计局、中国物流与采购联合会1日发布的数据显示,2011年12月份中国制造业采购经理指数(PMI)为50.3%,比上月回升1.3个百分点,重新回到临界点之上。中国物流与采购联合会分析报告指出,受元旦和春节节日效应提前释放带动,12月份中国制造业PMI比上月回升1.3个百分点,显示出当前经济增速回落的态势趋于稳定,但增长动能仍相对较弱。12月份制造业PMI的11个分项指数中,产成品库存指数、从业人员指数、供应商配送时间指数比上月下降,其中产成品库存指数下降较为明显,降幅为2.5个百分点;新订单指数、生产指数等8个指数比上月上升,升幅多在1个百分点以上。国务院发展研究中心宏观经济部研究员张立群分析认为,12月份PMI回升,表明未来中国经济增速不会出现大的滑坡。制造业PMI是国际通行的宏观经济先行指标之一,通常以50%作为临界点,高于50%时,反映制造业经济扩张;低于50%,则反映制造业经济收缩。2011年11月份,中国制造业PMI32个月来首次低于临界点。(来源:新华网)...

我国数控技术将推动齿轮刀具的发展

数控技术的发展极大地推动了机床向数控、高速、高效和复合方向快速发展,为了满足高精和高效切削加工的需要,近年来,国内外齿轮刀具的研发也与数控高效机床的发展保持了同步并取得了很大进展,这些进步主要依赖于几个方面:更先进的设计技术,更先进的数控专用加工技术和精密检测技术,性能优越的刀具材料,先进的表面涂层技术,而高速钢齿轮刀具的热处理技术也是关键。近年来齿轮刀具的发展趋势和特点主要表现在以下几个方面。环保干切在齿轮加工方面已得到应用,国内外主机厂如美国格里森(Gleason)公司、日本三菱公司、国内重庆机床等均研发了专用干切滚齿机床。与传统湿切方式相比,干切方式不需要冷却液,既环保又降低了滚齿加工成本,干切方式还可以采用更高的切削速度,提高加工效率。按照干切机床的加工要求,各主要工具厂家均研发了环保干切滚刀,例如格里森(Gleason)公司、不二越(NACHI)公司、SU公司、汉江工具等,环保干切滚刀按材料分有整体硬质合金滚刀、硬质合金可转位滚刀、粉末冶金高速钢滚刀。整体硬质合金滚刀一般用于模数小于2mm的齿轮,精度可达AAA级,切削速度可达250m/min以上;硬质合金可转位滚刀一般用于模数大于6~45mm的齿轮,主要用于磨前粗切,切削速度可达120~150m/min;粉末冶金高速钢滚刀一般模数范围更宽,可涵盖所有模数范围,这类刀具均采用高性能粉末冶金高速钢制造,刀具韧性好,加工难度小,其结构特点是小径加长结构,减少进刀出刀时间,并进行串刀,提高了刀具耐用度和加工效率,采用粉末冶金材料和高性能涂层,切削速度可达150~200m/min,精度DINAA级或GBAA级。环保干切必将成为切齿加工的主要方式。齿轮刀具硬质合金化在传统意义上,齿轮刀具材料一般是高速钢(高性能粉末冶金高速钢也已普遍应用),随着硬质合金材料的发展和加工技术的进步,硬质合金刀具比例越来越高,在欧洲发达国家已高达70以上,近年来国内外各刀具厂商如格里森(Gleason)、肯纳金属(Kennametal)、菲特(Fette)、英格索尔(Ingersoll)、山特维克可乐满(SandvikCoromant)研发了各种硬质合金可转位齿轮刀具,大大提高了齿轮加工效率,也大大提高了刀具寿命。可转位硬质合金齿轮滚刀,头数1或2头,刀片可转位2次或4次使用,模数范围m5.5~m40,和高速钢滚刀相比,这类刀具切削速度更高可达100~150m/min(同类高速钢镶片滚刀切削速度仅为30m/min),干切,切削效率提高1~3倍。除大模数可转位合金滚刀外,SandvikCoromant还研发了m5~m8的机夹式硬质合金滚刀,不同的是滚刀每个刀齿采用一个刀片,装配精度可达DINB级,结构新颖。在小模数(m<2)齿轮加工方面,已开发了系列整体硬质合金滚刀,精度AAA~A级,切削速度可达250m/min以上,与此同时,以上公司还研发了硬质合金可转位齿轮铣刀,既可用于外齿轮加工,又可高效加工内齿轮,特别是风电行业大型内齿圈的高效加工,除用于粗切外,还可直接精切齿轮,加工精度可稳定达GB8级,这也说明硬质合金刀片制造技术的进步,模数范围m6~m40,切削速度也可达到100~150m/min,切削效率提高1~3倍。值得一提的是在国内外,CBN、PCD等超硬刀具也得到了越来越多的应用,也会成为未来刀具发展的方向。...

2011年度机床工具行业标准化工作总结报告

2011年,机床工具行业标准化工作结合我国机床工具行业的现状、特点和形势发展需要,开拓进取,努力为整个行业实施战略转变、促进行业由大变强做出了应有的贡献。全面、系统地总结一年来行业标准化工作情况,了解目前整个行业标准化工作情况,正确认识以往工作中所取得的成绩、存在的不足,研究下一步开展行业标准化工作的方向,提高工作效率,使标准化工作更好地为转变发展方式、促进行业做大做强服务。一 、2011年机床工具行业标准化工作成绩2011年,机床工具行业各标委会认真贯彻国家标准委相关会议精神和总体要求,以改革创新的精神完善标准化工作机制,提高标准化工作管理水平,使标准更好地服务于产业和产品的技术进步,取得了一些成绩:1.重大专项推动行业标准化工作取得新进展通过重大专项课题的实施,制修订出一批高水平的企业标准和产品标准,推动了行业产品技术水平的提高。例如:由金切机床标委会等几个标委会申报并实施的“高档数控机床与基础制造装备技术规范与标准研究—基础制造工艺及装备技术规范与标准研究”、机床数控系统标委会等完成了重大专项《数控系统可靠性技术及重型机床运行可靠性研究》、《机床工具高精度锥度传递系统的研究》课题的研究,并起草了相关标准草案稿。2.参与国际标准化活动取得突破性进展(1)特种机床标委会参加了在瑞士召开的ISO/TC 39/SC 10/WG5第3次工作组会议;(2)金切机床标委会在京成功举办了第五届亚洲标准化工作会议;(3)工业机械电气系统标委会在北京成功举办了“IEC60204-3X中日联合工作组第2次会议”;(4)磨料磨具标委会组织行业专家代表团参加了2011年6月15日在瑞典斯德哥尔摩召开的第37次磨料磨具国际标准化会议;(5)木工机床与刀具标委会与台湾木工机床同业商会进行互访研讨;(6)机床数控系统标委会组团赴台访问。3.表彰先进,激励标准化人员做好本职工作(1)在近期召开的《机械工业标准化工作座谈会》上,机床工具行业有4个标委会、1个分会和23位同志获得“十一五”机械工业标准化先进集体和先进个人称号;(2)由磨床分会和锻压机械标委会制订的相关标准分别被评为“2010年中国标准创新贡献奖”二等奖和三等奖;(3)铸造机械标委会制修订的相关标准获得广东省2011年创新贡献二等奖4.随着技术进步,一批先进适用标准诞生各标委会始终把抓标准制修订放在第一位,截止到11月15日,国家标准委已发布实施了一批企业产品急需的重要标准102项。5. 抓好标准化常态工作,提高管理水平在国家标准委狠抓标准制修订质量的方针指导下,从2010年11月至2011年11月,机床工具行业完成标准制修订211项。另外,为了发挥标准促进产业结构调整和行业技术进步的作用,各标委会对已经发布实施的现有标准进行了认真复审。6.围绕行业做大做强,加大标准化宣传力度今年机床协会充分利用CMTBA网站的标准化工作专栏和《中国机床工具》报宣传优势,跟踪企业标准化工作和技术进步对标准需求,及时传达国家有关标准化工作的信息与要求,深入了解国际、国内标准化新动态,为促进行业技术创新起到桥梁与纽带作用。7.适应市场需求,加强标委会的组织建设2011年,组织各标委会77人参加了机械工业标准起草人员培训班。为加强数控木工机床标准化工作力度,成立了数控木工机床标准化技术工作组。另外,各标委会还通过调整和更换标委会委员,培养和选拔了有志于标准化工作的人才。二、机床工具行业标准化工作存在的差距1.标准执行力度不够标准执行力度相对薄弱,是导致产品质量可靠性、稳定性差的根本原因。2.标准与技术进步脱节机床工具行业现有2099 项国家标准和行业标准,但有许多标准更新速度慢、标准水平偏低,标准制修订与技术创新、产业发展脱节,不能满足产品开发、制造、服务和贸易的需求。3.标准制修订质量偏低标准制修订质量、能力和水平与GB/T 1.1要求还存在一定差距。4.参与国际标准化工作能力与水平有待提高实质性参与国际标准化工作的能力还有差距,国际标准制修订的水平还不高。三、2012年行业标准化工作思路与建议在 “十二五”期间,机床工具行业要加速推进“由大变强”转变,需要行业标准化工作的有力支撑。让标准引领产品、引领产业结构调整是标准化人员当前一项非常重要的工作。标准化工作应围绕“着力提升中高档数控机床市场竞争力,着力提高国产数控系统和主要功能部件产业化水平,着力推进发展方式转变”的主要任务,在新的一年里做好以下几件事:1.完善机床工具行业标准化组织及体系建设和维护加强对标委会秘书处管理力度,提高标准化工作人员业务素质,确保标准化人才队伍的稳定性,建立绩效考核评估、奖惩和退出机制,强化责任制。2.标准的制订要适应产业、产品结构调整和技术进步的需要增强标准化工作的紧迫感和责任感,加大重要基础标准和方法标准、强制性标准和重点领域标准的研究力度,使所制定的标准能在提升产品质量和水平、推进产业结构调整、产品结构调整和产业升级、提高产业竞争力等方面充分发挥技术支撑作用,起到标准引领技术进步的关键作用。3.加强机床安全标准的制修订,启动制定节能减排、绿色制造指导性技术文件进一步加强机床工具企业安全生产工作。建立节能减排标准体系,研究制订节能减排、绿色制造等相关标准及规范。4.提升采标力度,加强参与国际标准的制修订,提高标准技术水平紧密结合机床工具行业发展需求,积极推动国际标准化工作。加快采标步伐,推进实质性参与国际标准制修订,将我们的自主创新成果转化为国际贸易中的竞争优势。5.提升标准化服务水平,加强标准的宣贯与实施力度根据机床工具行业“十二五”发展规划要求,加强相关标准的宣传和贯彻力度,为产业振兴、技术水平的提高提供支撑和服务。2012年将是“十二五”发展规划的起步之年,标准化工作面临的任务十分艰巨。要配合机床工具行业“十二五”发展规划的总体目标,全面实施国家标准化战略,系统地做好机床工具行业的国家标准、行业标准的制修订工作。坚持以科学发展观统领标准化工作,坚持标准服务产业结构调整,加快转变发展方式,推动行业由大变强。加强标委会的建设,提高工作水平。加强标准的宣贯工作,让标准服务于产业技术创新,引领行业发展。(来源:中国机床工具工业协会)...

德克磨床制造厂精密刀具制造和修磨的全面解决方案

现代机床的加工速度不断提高,硬材料加工的需求不断增长,对刀具的质量和精度提出了越来越高的要求。德克精密机械制造公司,是世界著名的专业化精密工具磨床制造厂,德克的设备可以全面解决广大机械制造企业和专业化刀具企业在精密刀具制造和修磨方面的难题。   S0和SOE型雕刻刀磨刀机,是该公司世界著名的、久经考验的畅销机型,分布于世界各地的许多车间的角落,是机床操作者不可缺少的重要帮手,其精密性、可靠性、坚固性无与伦比。配合测量显微镜,刀具磨削的精度和效率更高。新的手柄设计,使外圆磨削更加方便。尤其是SOE顶级机型,悬装式分度头,主轴轴向可调解,集成式吸尘器,配合显微镜测量系统,可以完成任何时候的磨削任务。目前,此机床尤其受到模具行业、肝行业、仪表、手表行业、工艺美术、牙科行业、首饰行业的欢迎。  S5型超级端齿磨床,专门应对生产成本的压力以及配合2~4轴NC工具磨床使用,是世界上最快的端齿磨床,比常规设备效率高 80%,甚至数控机床的效率也无法相比。德克公司拥有s5机床的专利,此机床采用人造大理石结构床身,双主轴结构,定位精度和加工精度极高。  S11机床自1970年成功开发以来,在专业人士罗百辉眼中,一直是市场上最好的精密万能工具磨床。新的S11speed速度更快(12,000r/min)、更安全、柔性更强,也比其前辈机型应用范围更广泛。S11speed可以自动适应110V~480V的电源电压。  S18PCNC-5型五轴数控工具磨床,作为修磨型的精密工具磨床,还可以用来生产直径12mm以下的刀具,具有最佳的性能价格比。德克先进的机床制造技术、现代化的PC控制系统、高效率的DECKEL软件,特别满足中小尺寸刀具用户的需要,尤其适合各种几何形状的修磨。  S1 9turbo型是实用型的五轴精密磨削中心,是新一代的五轴数控工具磨床,专门满足寻求卧式机床结构的用户的需要。S1 9turbo秉承S18 型和S20型机床的先进技术的精髓,拥有先进的水冷式精密电主轴,主轴功率7.1kW,可以满足刀具生产和修磨的需要。它同时配有4轴位的砂轮库(max.12片砂轮)。  S20turbo磨削中心以其卓越的性能、无比的通用性以及操作的舒适性而闻名。此机床采用先进的立式磨削原理(德克公司专利),并首先引入砂轮库的概念,使之成为万能的磨削中心。虽然砂轮库的概念已为许多竞争对手仿效,但s20机床的用户仍然为德克的智慧和技术占尽优势。   对熟悉NUM控制系统和NUMROTOplus软件的用户而言,德克提供配有其最先进的控制系统NUMl 050的机型S20NUM。近来,许多刀具制造企业选购这种机型,他们使用S20NUM的结果,尤其在加工精度和稳定性方面,证明了其无比的卓越。  S22P磨削中心(P代表performance,性能)是德克公司新近开发的生产型五轴精密磨削中心,该机型具有同类机床中最高的性能,专门满足精密刀具生产企业、专业化精密刀具修磨企业以及零件加工企业的需要。S22P迄今是世界上进给速度最快的磨床,最大进给速度20m/min,它采用人造大理石床身,特殊材料的宽导轨,加工区域与电气完全隔离设计,机床整体结构全部经有限元分析并优化,15kW水冷式精密电主轴,最现代化的Pc操作面板,标准配置包括砂轮库、安全防爆系统、最先进的3D测量系统等等,超大加工范围,可集成机内全自动拾取式上料系统,或集成机外全自动高速链式上料系统。...

阿诺公司被认定为“企业技术中心”

近日,阿诺刀具被苏州市人民政府认定为“企业技术中心”。阿诺在发展过程中一直非常注重企业的技术创新能力,公司拥有世界先进生产工艺技术,整体硬质合金孔加工刀具在金属切削行业享有盛名。在人才培养、技术创新、生产管理等方面遵循现代企业制度进行,贯彻并实施ISO9001质量管理体系。 公司经过多年的技术开发和项目实施积累,现已培养并造就出了一支创新意识强的专业研究开发团队。2006年阿诺公司组建“研发中心”,出台《研究中心组织及管理办法》、《研究项目立项和结案管理办法》、《研究开发费管理办法》、《研究人员绩效考核和奖励办法》等制度进行管理,尽可能利用好每一分研发经费。目前研究中心运转良好,公司的新推产品约有30%来自研发成果,研发成果的销售贡献占新增业务的50%以上。...

钛合金高效高速数控加工机床应用现状与最新发展

现今,铝合金材高效高速数控加工机床技术已相当成熟,并得到了广泛应用。随着钛合金材整体构件在大型飞机上的应用增多,其切削加工的低效已成为大型飞机快速制造的瓶颈,配置有高功率高转矩主轴的钛合金材高速数控MC机床已成为许多航宇制造业用户特别关注和优先考虑的现代化先进关键制造装备之一。所有这些,促使工业界更加关注钛合金材HEM-HSM加工技术及其装备的发展与工业应用。世界许多著名数控机床和主轴制造商也都加强了对该技术领域的开发研究力度,一些机床制造商甚至还成立专门的研发中心,积极为航宇制造业推出了多种类型用于大型复杂钛合金材整体结构件HEM-HSM加工应用的数控加工机床。 众所周知,直到目前为止工业界对高速加工技术HSM还未有一种统一、明确、权威和公认的定义。实际上,HSM 技术中“高速”是为一种相对性概念,对不同工件材料或不同切削工艺类型其HSM定义的“高速”速度范围则是不同的。钛合金材相对材料可加工性Kr仅为0.22~0.35,属很难切削加工之金属材,其高速切削速度范围(100~1,200m/min)远低于铝合金材(2,500~7,500m/min)。比如一把直径50mm刀具,在主轴转速4,000r/min时其切削速度为628m/min,对铝合金材而言,这挨不上高速的边,但对钛合金材而言,这已是较高速了。显然,用于钛合金材HEM-HSM加工应用的高速数控加工机床明显不同于铝合金材场合,简单地讲,对铝合金材需要高功率高转速主轴的数控加工机床,对钛合金材则需要高功率高转矩主轴的数控加工机床。 钛合金材为何难切削加工钛合金材具有高强度、高硬度和低密度材料特性,如钛合金Ti-6Al-4V(简称Ti-6-4)抗拉强度达900MPa,硬度为250∼375HB,密度4.42 g/cm3,使得钛合金材整体结构件除在现代军用飞机上得到广泛应用外,在现代大型客机上也得到了越来越多的应用,其用材重量占飞机结构总重量百分比数呈现快速上升趋势,并已开始超过了钢结构件。因此,实现钛合金材结构件高效率切削加工已成为大型飞机制造生产之关键。然而,和铝合金材相比,钛合金材属很难加工金属材,其切削加工的难点主要表现在如下若干方面: 大切削力众所周知,通常金属材料的硬度和强度越高,则其切削加工所需要的切削力就越大,切削温度就越高,刀具磨损就越快,故相对可加工性也就越差。如铝合金材相对可加工性系数Kr为2.0∼7.5,高强度钢Kr为0.3∼0.7,钛合金Kr为0.22∼0.35,而航空高强度高温合金Kr仅0.07∼0.3。因此,和切削加工铝合金等轻金属材相比,钛合金材切削加工需要更大切削力,通常需近1,000∼数千牛(Newton,N),是普通钢材的2∼4倍,是铝合金材的10∼40倍。如用一把4齿直径32mm的端铣刀,切深19mm,以20 cm3/min金属切除率切削加工钛合金材时将会产生4,445N (1,000 lbs)负载力,若刀具磨损50%,负载力将增加至8,890N。因此,加工钛合金等硬合金材需要大切削力就意味着需要高转矩主轴,或就意味着仅允许使用较低切削速度,大约仅为铝合金材时的10%。 高切削温度切削加工钛合金材时,通常切屑与刀具前刀接触面较小,切削点的温度极高,可达1,100~1,200℃左右,切削区高温状态易使刀尖很快熔化或粘结,导致刀具磨损严重。 此外,钛合金材热传导系数低,大约仅为合金钢的15%,铝合金材的5%,(钛热传导系数15.24 W/mK;钛合金Ti-6-4为7.56W/mK;AISI 4340合金钢为44.6W/mK;45号钢为50.2W/mK;7075铝合金为130W/mK),大约80%切削加工过程中所产生的热量传入到刀具中,而不像典型高速切削加工铝合金等金属材那样有75%热量传入到切屑中,传到刀具仅约15%。因此,钛合金切削过程中刀具切削点的高温热量很难由切屑快速带走,加速了刀具磨损。这也就决定了对钛合金材必须采用高压大流量冷却液切削加工。 易生成硬化层钛化学活性高,在高温状态下极易发生化学反应,导致切削表面生成硬化层,其深度可达0.1∼0.15mm,致使表层硬度大幅度提高,加速了刀具磨损。同时,高化学活性导致加工中切屑与刀具的粘结现象严重,也加速了刀具磨损。 高摩擦功钛合金摩擦系数大,导致在切削过程中,切屑流经刀具前刀面时所需摩擦功大,摩擦界面温度极高,进一步加速了刀具磨损。 易产生弹性变形和振动钛合金弹性模量小(钛合金Ti-6-4为110kN/mm2,钢Ck45110kN/mm2,210kN/mm2),导致切削时易产生弹性变形和振动,不仅影响零件加工尺寸精度和加工表面粗糙度,而且已加工面的弹性恢复较大,约为不锈钢的2∼3倍,同样可加速刀具磨损。 同时,钛合金低弹性模量使其具有明显橡胶特性趋势,容易使刀具切削刃产生屑瘤,同样也可加速刀具磨损,制约了使用高切削速度。低切削速度前面所述的钛合金切削加工中所存在的问题,将会导致其切削过程刀具磨损严重,刀具耐用度降低。因此,为改善钛合金材加工性能,保证切削刀具使用寿命,通常要求切削加工钛合金材使用较低切削速度。如采用传统加工方法切削加工钛合金材零件,其切削速度一般不超过40~50m/min,粗加工时金属切除率mrr一般不超过40cm3/min,而精加工时mrr一般不超过l0cm3/min。而采用HEM-HSM加工时,目前切削速度可达100~1,200m/min,金属切除率mrr最高可达700cm3/min,见右图。但在实际工业生产中一般均低于此最高值以确保刀具具有足够的耐用度,典型切削速度为100~400m/min,金属切除率mrr典型为100~400cm3/min。 小刀具接触弧系数为维持高刀具耐用度和改善加工质量,切削加工钛合金材整体构件,一般要求刀具接触弧系数≦40%,在使用较高切削速度(≧120m/min)时则通常要求刀具接触弧系数≦15%,普通钢则可达50-100%。刀具接触弧系数定义为刀具切削宽度WOC(径向切深,Radial Depth of cut)和刀具直径D比值之百分数。此外,工业实践表明:当刀具接触弧系数≦25%时,切削速度可增加50%,而当刀具接触弧系数≦10%时,切削速度可增加100%。 鉴于上述钛合金材切削加工之特殊性,因而和切削加工铝合金材相比,对其加工效率、加工精度、加工表面粗糙度、刀具耐用度、颤振抑制和变形控制等都提出更高的要求。为此,世界许多著名的数控机床制造商都对传统高速数控加工机床进行创新性发展,积极推出了适合于钛合金材整体结构件HEM-HSM加工的各种高效高速数控加工机床。如日本Makino公司在其Mason 工厂专门成立了钛合金加工技术研究开发中心,并在最近几年推出了多款钛合金材高效高速数控加工机床。 对钛合金数控加工机床之基本要求目前,许多机床制造商推出的用于大型铝合金等轻合金材的HEM-HSM切削加工的高效高速数控机床,若将它用于对诸如高强度钢、不锈钢、钛合金和航空高温合金等一类具有高强度与高硬度的难加工金属材料实现HEM-HSM加工显然不合适,尽管它也能切削加工这些硬合金材,但其切削效率却是往往无法让人接受。其主要原因在于: 如前所述,加工钛合金等硬合金材需要大切削力,或者说需要高转矩主轴,而典型用于铝合金等轻合金材的HEM-HSM切削加工的高效高速数控机床主轴转矩多数都小于100Nm,一般不超过200Nm,不具备高效率加工钛合金等硬合金材的切削加工能力。如前所述,加工钛合金等硬合金材通常仅允许使用较低切削速度,即仅能使用较低主轴转速,而典型用于铝合金等轻合金材的HEM-HSM切削加工的高效高速数控机床主轴转速范围和目前钛合金材加工工艺要求不相适应。因此,对用于钛合金材HEM-HSM加工的数控加工机床结构、刚性、动态特性、主轴与坐标驱动、冷却系统、刀具与刀具接口以及控制系统等许多关键数控部件的设计制造都提出了新要求。主要包含如下若干方面基本要求。 高功率高转矩主轴从金属切削加工基本原理可知,对金属材铣削加工时有: 式中r:mrr——金属切除率,cm3/min; ae——切宽WOC,mm; ap——切深DOC(轴向切深,Axial Depth of cut), mm; fZ——每齿进给量,mm/刃转; z——刀齿数; n——主轴转速,r/min; PS——主轴功率,kW; T——主轴转矩,Nm; MRF——金属切除指数(Metal Removal Factor),cm3‧min-1/kW; SPF——主轴功率指数(Spindle Power Factor),kW/cm3‧min-1;且F = n fZ z (mm/min),F为加工进给率。从式(1)与(2)可看出,为取得高金属切除率mrr,作为钛合金材HEM-HSM加工的数控机床之主轴首先应具有足够高的功率。目前,对钛合金材(Ti-6-4)主轴功率指数SPF典型为0.06kW/cm3‧min-1,为典型铝合金材的4倍。在实际工业生产中,综合考虑到刀具使用寿命、机床特性、加工精度和加工质量等诸多因素的约束,目前铣削钛合金材(Ti-6-4)所能取得的金属切除率mrr约40~700cm3/min(典型100~400cm3/min),仅为铝合金材的5~10%。因而,加工钛合金材时所需的主轴功率可能反而比加工铝合金材时低,尽管其SPF高于铝合金材。加工如钛合金材时主轴功率为22.5kW,而加工如铝合金材时主轴功率为70 kW比较合适的。目前,用于钛合金材零件HEM-HSM切削加工的数控MC机床,其典型主轴功率为30~60kW,并呈现出逐年提高的趋势,目前最高已超过100kW。 同时,由式(3)可看出:对确定主轴功率,为取得大切削力(高转矩),则应采用较低主轴转速(较低切削速度),或说要求主轴能提供足够高的额定功率/转速比,通常要求大于0.1。这就要求作为钛合金材HEM-HSM加工的数控机床之主轴额定转矩应不低于1,000Nm数量级。 通常,对钛合金材HEM加工时要求主轴转速低于1,000 r/min,典型为200~400 r/min,要求主轴转矩300~1,500Nm;HSM加工时典型主轴转速为3,000~8,000r/min,典型转矩为80~250Nm。高效加工(HEM)新型钛合金材(Ti-5-5-5-3)或航空高温合金材则要使用更低主轴转速,甚至低于100r/min,要求主轴能提供更大转矩,甚至超过2,000~3,000Nm。右图给出了目前用于钛合金材HEM-HSM加工时较理想的主轴功率/转矩-转速特性曲线趋势。显然,这是一种高功率高转矩宽低转速调控的主轴特性曲线,和用于铝合金材HEM-HSM加工的高功率高转速宽转速调控的主轴特性曲线有明显不同。正因为这种明显差别,有人形象地将铝合金材HEM-HSM加工机床比喻为F1赛车,而将钛合金材HEM-HSM加工机床比喻为重型推土机。 高刚性与高动态响应性由于加工钛合金等难加工材时需要高功率高转矩主轴,因而除要求主轴本身具有高刚性外,还要求机床应比加工铝合金材时具有更高的刚性(包括高静刚性、高动刚性和高热刚性)和更高动态响应性(高定位/重复定位精度、高进给速度和高加速度)。同时要求机床坐标轴驱动具有足够高的驱动力,特别对带旋转坐标轴时,要求旋转轴应能提供足够高的驱动转矩,一般要求不低于1,000Nm,典型为2,000~5,000Nm,对大重型机床甚至需要数千到20,000 Nm。 高可靠刀具接口使用高功率高转矩主轴切削加工,则要求机床主轴刀具接口装置具有足够大的拉紧力和能传递大扭矩的能力。同时,为抑制低频加工振荡,也要求刀具接口装置具有高刚性。因而,钛合金材高效高速数控加工机床一般配置HSK~A100,典型为HSK~A125,甚至使用HSK~A160。 低频加工稳定性如前所述,高效率加工钛合金或航空高温合金等难加工材整体构件时,仅允许使用较低的切削速度,即较低的主轴转速(可低于100r/min)。因此,取得低频加工稳定性是用于钛合金等硬合金材切削加工之数控机床所必须满足的基本要求之一。 众所周知,数控加工机床都存在有一自然频率(也称固有频率,或剪切频率,或共振频率)。典型数控加工机床其自然频率一般为低于350Hz。同时,构成数控机床各部件的自然频率也是不同的。一般认为机床床身自然频率约20 Hz,立柱约95 Hz,主轴约320 Hz。当加工零件时,等效于刀具刀刃在周期性地敲击机床某结构部件,当这种敲击频率接近机床某结构部件自然频率范围时,就可能激发刀具产生颤振,进而可能发生灾难性后果。因此,为避免或抑制产生这种振荡,就需要在机床设计阶段改变机床结构设计,比如加厚床身,使立柱设计得更坚固,增加部件质量并使连接更牢固等等。但对最终用户而言,则通常仅能通过改变切削加工参数来避免这种情况产生。 不同数控机床和主轴装置,其自然频率点的范围也是有差异的。目前,一些机床制造商开发了一种抑制加工刀具振荡的新技术:有源阻尼系统(active damping),并已将之应用在钛合金材高效高速数控加工机床上以确保实现低频加工稳定性。有关有源阻尼系统技术后文将有进一步介绍。 高压大流量冷却系统尽管应用高速切削加工可实现干切削或可采用MQL技术,使得数控加工机床配置液压冷却润滑系统目前成为一个有争议的技术问题。但是,为了有效提升设备加工生产率,延长设备与刀具使用寿命,改善零件加工质量,绝大多数高速数控机床仍设计配置有完善的液压冷却润滑液系统,特别是用于钛合金等难加工材结构件的HEM-HSM加工的高速数控MC机床,通常设计有高压大流量(High Pressure High Volume,HPHV)液压冷却润滑系统。HPHV系统一般包括直接贯通主轴/刀具高压冷却系统(High Pressure Through Coolant,HPTC),通过多个外部喷嘴喷射的外喷式切削刀具和工件的高压冷却系统,以保持主轴良好运行性能,快速冷却刀具工件和冲排切屑,提高零件加工质量,增加刀具使用寿命。高速数控加工机床液压冷却润滑系统典型为200∼800psi(1.38∼5.5MPa),25∼80L/min。而采用HPHV冷却润滑系统的高效高速数控机床,要求大于720psi(5MPa),常用工业标准为 1,000∼2,000psi(7∼14MPa),当压力为1,000psi时,一般要求流量不低于30L/min(8glm)。限于篇幅,本文对此不作进一步分析讨论。 高装备与制造工艺融合集成性使用较低切削速度,就意味着加工钛合金材构件需要较长的加工周期。通常对钛合金Ti-6-4零件加工时间典型为普通钢零件的2~4倍,是典型铝合金材的10~12倍,而加工Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr 和Ti-10V-2Fe-3Al 新型钛合金材零件一般又比加工Ti-6-4钛合金材要长一倍时间。这就导致钛合金材整体结构件切削加工生产率低,加工成本较高。因此,为提高钛合金材零件切削加工生产率,降低加工成本,适应批量定制生产,许多数控机床制造商将托盘化加工,或多主轴加工,或多工作台(区)加工,或铣车复合加工,或轻硬合金材复合加工等制造工艺技术融合集成在钛合金材高效高速数控加工机床上,以提高加工生产率,降低加工成本。后文对此将有进一步讨论。...
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