目前国外车床生产中,NC车床占较大比重,日本2000年车床产量2.2万台,NC车床2.09万台,占95%,大量出口。在世界年产20万台NC机床中,NC车床约6万台,占30%。它是随着微电子、计算机技术的进步面迅速发展,是传统机床技术与信息技术相结合的产物。也是今后努力发展的方向。目前国外NC车床的设计、制造、使用,在技术上已经成熟,并不断向纵、深发展。下文着重对NC车床进行研讨。
目前国外NC车床的技术水平
高性能∶目前国外NC车床全面向高性能发展,依靠改进工艺、布局、结构、驱动和控制五方面来提高精度、效率、自动化。如工艺上车、铣、磨结合;布局上立、卧、倾斜式、倒立式变化,结构上多主轴、多刀架;驱动上电主轴、滚珠丝杆、直线电机并用;控制上多轴联动、网络化等。在提高复合加工性能方面更加引人瞩目,量大面广的一般NC车床不断向高性能车削中心和车铣中心发展的配置。
高精度∶加工精度普遍提高,精密车床代替了过去的普通精度NC车床。加工精度从过去的1T6-1T7提高到1T5-1T6。重复定位精度达1-2微米(高精度车床为0.3Mm),工件精度达0.3微米,圆度达1微米,表面粗糙度达Ra 0.3微米。NC系统分辨率为1微米(高精度NC车床达0.1微米或0.01微米),还在继续提高。
高效率∶通过高速化和复合化不断提高加工效率。高速化方面,一般中规格NC车床主轴转速已从过去的3000-5000r/min提高到4000-8000r/min(NC单轴自动车床达1.2万、1.5万、甚至2万r/min),快速进给从过去的10-20m/min提高到30、甚至40m/min。主传动功率也大大提高。在复合化方面,具有铣削功能、Y轴功能的车削中心数量大增,约占15%。具有X、Z、Y、B、C 5轴功能的也逐步增多,出现了车-磨结合、车床-加工中心结合的复合加工机,实现“全部加工”。
高自动化∶采用现场交互式编程和机内自动对刀,有些还与CAD/CAM相结合;带AWC、ATC和AJC等自动化外围设备的越来越多;监控和自诊断能力日益增强,有些还可进行远程监控与诊断;能自动测量和进行误差补偿,包括加工误差的实时补偿;更易於集成入自动化加工系统中。
模块化设计∶针对市场需求,为加速发展系列产品、降低成本和缩短交货期,国外NC车床已普遍采用模块化设计,利用基本模块和各种功能部件灵活配置,组成各式NC车床、车削中心等。
国外NC车床的技术发展方向
主要有几方面∶不断开发新工艺、新材料、新结构、新元件,比如开发硬面车削工艺(HRC50-68),公差带在5微米,表面粗糙度达Ra 0.4微米,又如开发倒立式车―磨结合的车削中心等;进一步提高加工精度,发展精密化、超精密化车床;提高效率,加速发展高速化,尤其是复合化;在现有自动化基础上进一步发展智能化、无人化、集成化;发展网络化,与车间、工厂、外界联网;发展环保化车床,实现节能、省地、干和半干切削等。