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个人CCMT0208评术报告
钻削类机床的现状与发展
——CCMT2008展会钻削类机床产品评述
宁夏中卫大河机床有限责任公司冯志刚
CCMT2008中国数控机床展览会于2008年4月21-25日在北京中国国际展览中心举行。
本届展会以“展示自主创新成果,推动重大专项实施”为主题,向国人展示了最新开发的各类机床产品,和自主技术创新的科技成果。
Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse
作为机床工具工业协会·钻镗床分会的会员企业,本着与各兄弟企业、采购商交流学习、寻求合作、沟通供需、扩大贸易的原则参加了此次盛会。
通过对展品的观摩,对本届钻削类机床的现状和发展趋势进行简要评述如下。
一.钻削加工的现状
现在,全世界每年消耗的各类钻头数以亿计。
据统计,在美国的汽车制造业,机械加工中钻孔工序的比重约占50%;在飞机制造业,钻孔工序所占的比重则更高。
钻头的使用如此广泛,但众所周知,钻削加工也是最复杂的机械加工法之一。
近年来,随着微电子技术、计算机技术、信息工程和材料工程电等高新技术的推动下,传统的制造技术得到了飞速发展,并迅速反展成为一门新兴的制造技术——数字化制造技术。
对比传统的制造技术,其重要特征就是数控加工技术得到了广泛的应用,这一发展的原动力来自于制造业对产品制造效率的不懈追求。
在金属切削加工中,大约有1/3的工作量是孔加工,有22%是实心料的钻削加工。
世界各国生产刀具总产量的60%是钻头,每年全世界大约有2200万吨切屑是由钻头来切除的。
由此可见,钻削加工在机械加工中占有十分重要的地位。
钻削加工是在半封闭状态下进行的,排屑、冷却润滑、观察及测试等方面均比其他切削方法困难得多。
随着工业技术的飞速发展,被钻削的金属材料和非金属材料已多达数万种。
其中不少材料的硬度、强度和韧性都很高;加工要求也日趋苛刻,有的要求钻微小孔和超深孔,其难度可想而知。
在有些机械厂里,钻削加工已成了关键性工序。
因此,高速精准的钻削加工中心和改变传统的钻削工艺,是提高钻削生产效率的最佳利器。
在这一背景下,以钻削和钻铣类机床得到迅速发展,涌现出一批以加工各种炮管、飞机起落架和弹射椅油缸、钢铁业特种钢管、工程油缸等产品的深孔钻床,以加工汽车配件、摩托车配件、3C产业零件和精密模具等中小型轻金属零件的钻削中心、钻攻中心,适用于风力发电轴承及其它回转类零件钻孔、攻丝等加工的铣钻中心、钻铣中心。
在本届展会,钻削、钻铣类机床的发展水平得到充分展现,涌现出一批把握世界先进技术思潮,紧贴市场需求,向着高速、高精度、复合型、环保化、智能化方向发展的新产品,集中体现在一下几个方面。
1.深孔类钻床、钻镗床方面
德州德隆集团展出的ZK2103C等数控深孔钻镗床,可进行三坐标或二坐标孔系的数控深孔加工,其采用连续、间歇进给技术,配合特殊钻头角度,有效的解决了汽车零件深孔加工过程中排屑难、断屑难的问题,可替代同类进口产品。
环球工业机械展出的DHD2012-15M等数控多功能深孔钻床,其展品规格齐全,可用于加工模具的运水孔及顶针孔,钻孔效率高,还具备铣削功能,装上BT40的铣刀进行铣螺纹、边锁等加工,拆装简单加工方便。
2.钻削中心、钻攻中心方面
力劲机械展出的TO-510高速高精度钻削中心,马达与主轴直接传动,无皮带传动损耗,且高速旋转无异音,效率高;降低了主轴热变形,提高了主轴精度和寿命;主轴高速刚性攻牙无传动背隙,速度快,延长刀具的使用寿命;Z轴采用刹车马达系统,在快速位移时,亦可保持高平衡及敏感性,确保了加工精度。
上海一林精密机械展出的NTT-30YⅡ创新型钻攻中心,可实现无振动刚性攻丝,攻丝转速可达到6000rpm,机床快速位移时缩短了加减速和急停时间,提高了攻丝程序的生产效率;通过伺服系统驱动的快速换刀系统,可平稳装卸刀具,提高了复杂加工时的高可靠性、稳定性;可提供高速、大马力伺服电机,实现更强切削能力。
3.铣钻中心、钻铣中心方面
齐重数控展出的BVDM315×5/20L-MC数控铣钻加工中心,机床整机全封闭防护,配有左右全自动盘式刀库,刀具内冷可实现自动排屑;全部加工实现程序控制,一次装夹完成圆周方向多规格光孔及螺纹孔的加工,加工效率高。
北京发那科展出的α-T14iFe钻铣中心,机床电机与主轴直接连接,进给机构结构紧凑、刚性好;采用简便可靠的转塔式刀库,刀具更换迅速且可靠;可实现HRV、纳米插补、轮廓及热位移补偿等智能化控制;通过ROBODRILL用机器人接口功能,可简单构建工件的装/卸和去毛边等使用机器人的加工系统;系统刀具计数器对刀具进行生产管理、快速编辑等宜人化功能,大大缩短了编程和文件处理时间;具备双检功能,不需要特别的操作和为进行安全确认的等候时间,即保护了加工人员安全,又不影响加工效率。
4.其它钻屑类机床方面
台湾荣富工业展出的RF-31钻铣复合机,齿轮式机头,主轴自动进刀,造型美观、结构坚固、操作简便。
浙江西菱台钻展出的Z3040×16/2等摇臂钻床,设计精巧、外型美观、操作维修方便。
近年来,我国机床产业虽然取得了很大进步,但与国外先进水平相比仍然存在较大差距,技术竞争力不强已经成为制约机床工具产业可持续发展的瓶颈。
从技术水平来看,国内企业的制造设备仍然以普通机床为主,设备数控化率较低,产品的精度、设计开发和应用水平相对较低,在高速化、精密化、柔性性化、复合化、智能化等等高端数控产品上自主研发能力不强。
从产品结构来看,目前市场对高档和大型机床需求量很大,中小型和普通机床已出现库存迹象。
这就要求我们机床行业尽快调整产品结构,处理好扩大产能与产业升级、产品升级的关系,提高自主创新能力,从根本上转变增长方式,获得最大的经济效益,使行业步入良性循环的发展道路。
从科研投入方面,基础研究、技术攻关和新产品开发的投入不足,直接影响创新能力的提高。
国际竞争优势不再取决于资源优势和劳动力成本,科技创新已经成为国际竞争的决定性因素。
加大技术开发和攻关费用的投入力度,推进与高校、科研机构的产学研联合,充分应用现代技术发展成果,着力提高企业技术创新、市场应变能力,成为机床行业发展壮大的必由之路。
从管理和综合服务来看,企业的管理水平不能满足市场要求,产品服务体系不健全,新市场的开拓、成套技术服务、快速反应能力不足。
企业要针对市场需求不断完善内部管理机制,培养人才,提高劳动生产率,重视产品质量和服务,在提高产品的稳定性和可靠性上下功夫。
二.钻削加工的发展趋势
目前,世界先进制造技术不断兴起,超高速切削、超精密加工等技术的应用,柔性制造系统的迅速发展和计算机集成系统的不断成熟,对钻削类机床技术提出了更高的要求。
当今钻削类机床正在朝着以下几个方向发展。
1.产品中新技术的应用更多,技术创新层出不穷
在世界范围内,对新工艺、新材料、新结构、新单元、新元件的研究开发,比如新的刀具材料、新的主轴结构、高速电主轴、高速直线电机等的开发研究。
加工工艺的改进创新,为加工超硬、难切削材料、复杂零件、不规则曲面等研究开发提供了动力,从而促进制造技术更快更好的向前发展。
2.加工精度迅速提升
随着高新技术的发展和对机电产品性能与质量要求的提高,普通机电产品的性能、质量和可靠性的提升,用户对机床加工精度的要求也越来越高。
因此,制造企业不断提高机床的刚度、减少振动,消除热变形,降低噪声,以提高数控机床的定位精度、重复精度、工作可靠性、稳定性、精度保持性,形成了机床加工精度迅速提升的趋势。
3.加工效率要求更高
常言道“工欲善其事,必先利其器”,这对设备、工具使用者而言,通过采用效率高、稳定性好的机床工具类产品提高劳动生产效率来降低成本,比单纯购买普通型机床工具类产品所节省的费用更有利,所以在现代零件的机械加工企业,“效率优先”已经代替了传统的“性能价格比”观念。
现今世界数控机床、加工中心、复合机床及相应的高速电主轴、直线电机、测量系统、NC系统的开发,均以提高生产率为前提。
由于产品竞争激烈,产品生命周期快速缩短,使加工机床朝着高效率专业化发展。
4.由单一型向复合型转变
随着产品外观曲线的复杂化致使模具加工技术必须不断升级,机床加工的复合化已是制造技术不可避免的发展趋势。
钻削加工正向着多主轴、多钻削头、多工位方向发展。
单台机床多工序、多工种加工,即工件一次装卡定位后完成多道工序,不但可以缩短加工时间,提高加工精度,而且能缩短生产周期,实现零库存,提高生产效率。
5.智能化、开放化、网络化发展
A、智能化发展
21世纪是知识经济的时代,知识在推动工业生产、需求技术方面发展的作用将日益明显突出。
各种产品,特别是作为复杂生产工具机床的先进科研、设计方法,如CAD/CAE/CAM、CAPP、CAT(计算机辅助试验)及先进管理、经营方法等迅猛发展,现代数控机床的功能将不仅仅局限于高速化、高精度、高可靠性,而且还向智能化方向发展。
主要体现在:
为追求加工效率和加工质量的智能化,对加工过程的自适应控制,工艺参数的自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,对反馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等;还有智能化的自动编程、智能化的人机界面、智能诊断、智能监控等方面。
B、开放化、网络化发展
开放化是指:
在统一的数控系统运行平台上,机床厂家和最终用户,通过改变、增加或剪裁结构对象(数控对象),形成系列化,并可方便地将本身的特殊应用和技术诀窍添加到控制系统中,快速实现不同品种、不同零件的加工,从而提高产品的加工效率和加工质量。
随着智能化、复合型机床的方展,生产线制造系统、制造企业对信息集成的需求,使之具有远距离串行接口,甚至可以联网,实现数控机床之间的数据通信,也可以直接对多台数控机床进行控制。
6.环保化发展
目前能源紧张、环境污染,已威胁人类生存,节能环保已受到人们的广泛重视,因此,节能减耗、干切削、半干切削机床不断出现。
一些先进车床、磨床、加工中心、齿轮机床,不用或少用冷却液,实现干切削、半干切削;采用气压代替液压,自润滑减少泄漏污染,和油彻底分离。
今后,各种节能环保机床将加速发展,也将更多地占领广大市场。
综上所述,钻削类机床不论在市场容量还是技术开发、创新等方面都有着广阔的前景,只要我们拥有合理的产品结构,高品质的产品质量和服务,坚持不懈提高新技术的应用,使技术创新融入产品和质量中,我们与世界先进水平的差距将会越来越小。
(附:
中国机床工具工业协会钻镗分会2008年中国数控机床展览会展品调研表)
中国机床工具工业协会钻镗分会2008年中国数控机床展览会展品调研表
展商名称
德州德隆
环球工业机械(东莞)
力劲机械
展品型号
ZK2103C
DHD2012-15M
T0-510
展品名称
数控深孔钻镗床
卧式多功能深孔钻床
高速高工能钻削中心
工作台
工作台面尺寸(宽×长)mm
1000×1500
1200×2200
320×600
T型槽(数目-尺寸×间距)
3-18×125
无
3-14×100
允许负载Kg
6000
10t
200
主轴
主轴锥孔
无
BT40
BT30
主轴电机功率KW
3.7
7.5
3.2/3.7
主轴转速r/min
200~7000
6000(最高)
10~10000
行程
X轴行程mm
1200
2000
510
Y轴行程mm
1000
1200
300
Z轴行程mm
无
无
300
主轴端面距工作台面距离mm
无
无
175~475
主轴中心距立柱导轨面距离mm
无
无
无
进给
X/Y快速移动速度m/min
5
无
48
Z轴快速移动速度m/min
8
无
60
最大切削进给速度mm/min
无
3000
无
刀库
刀库容量(把)
无
无
12(转塔式)
最大刀具长度mm
无
无
φ80×200
最大刀具重量Kg
无
无
3
精度
定位精度mm
0.035
无
0.008
重复定位精度mm
0.035
无
±0.003
其它
最大钻孔深度:
1000mm;
X、Y轴的反向差值:
0.02/0.02mm;
冷却系统流量及压力:
5-100L/min(无级可调)10Mpa(可调);
冷却系统过滤精度:
20μm
滑枕行程(W):
500mm;
加工孔径:
ф3~ф35mm;
加工深度:
1500mm;
冷却液压力范围:
2~11Mpa;
冷却液流量范围:
6~110L/min;
换刀时间(T-T):
1.4s;
换刀时间(C-C):
2.3s;
数控系统
FANUC0iMateMC
FANUC
FANUC0iMC
机床突出特点(包括外观、技术水平、结构、功能、性能、安全、环保等等方面)
可用于钻削三坐标或二坐标孔系的数控深孔加工,采用外排屑法(枪钻法),通过一次连续钻削即可达到一般需经钻、扩、铰工序才能保证的加工质量。
展品规格齐全,可用于加工模具的运水孔及顶针孔,钻孔效率高,还具备铣削功能,装上BT40的铣刀进行铣螺纹、边锁等加工,拆装简单加工方便
采用马达与主轴直接传动,无皮带传动损耗,且高速旋转无异音,效率高;降低了主轴热变形,提高了主轴精度和寿命;主轴高速刚性攻牙无传动背隙,速度快,延长刀具的使用寿命;Z轴采用刹车马达系统,在快速位移时,亦可保持高平衡及敏感性,确保了加工精度.
中国机床工具工业协会钻镗分会2008年中国数控机床展览会展品调研表
展商名称
上海一林精密机械
齐重数控
北京发那科
展品型号
NTT-30YⅡ
BVDM315×5/20L-MC
α-T14iFe
展品名称
创新型钻攻中心
数控铣钻加工中心
钻削中心
工作台
工作台面尺寸(宽×长)mm
380×600
Ф2380
400×650
T型槽(数目-尺寸×间距)
无
无
无
允许负载Kg
200
20t
300
主轴
主轴锥孔
BT30
无
BT30/A30/BBT30
主轴电机功率KW
7.5/5.5/3.7
无
1.5/3.7
主轴转速r/min
12000(最高)
无
24000(最高)
行程
X轴行程mm
520
-20~2000
500
Y轴行程mm
400
无
400
Z轴行程mm
300
1000
330
主轴端面距工作台面距离mm
200~500
无
无
主轴中心距立柱导轨面距离mm
无
无
无
进给
X/Y快速移动速度m/min
56
无
48
Z轴快速移动速度m/min
56
无
48
最大切削进给速度mm/min
无
无
无
刀库
刀库容量(把)
14
双钻削刀架及双24把刀
14
最大刀具长度mm
φ80×200
无
φ80×200
最大刀具重量Kg
2.8
无
3Kg
精度
定位精度mm
无
±5″
无
重复定位精度mm
无
无
无
其它
同步功丝速度:
6000rpm
换刀时间(T-T):
1.1s;
换刀时间(C-C):
1.9s;
最大工件高度:
200;
最大工件直径:
ф3150mm
铣刀盘转速:
25~5000r/min;
数控系统
SIEMENS
SIEMENS840D
FANUC
机床突出特点(包括外观、技术水平、结构、功能、性能、安全、环保等等方面)
可实现无振动刚性攻丝,攻丝转速速度高,机床快速位移时缩短了加减速和急停时间,提高了攻丝程序的生产效率;通过伺服系统驱动的快速换刀系统,可平稳装卸刀具,提高了复杂加工时的高可靠性、稳定性;可提供高速、大马力伺服电机,实现更强切削能力。
性能先进,高效率,高效率,低噪声,绿色环保,运行安全可靠。
电机与主轴直接连接,进给结构结构紧凑刚性好,采用简便可靠的转塔式结构刀具更换迅速且可靠,可实现HRV、纳米插补、轮廓及热位移补偿等智能化控制,通过ROBODRILL用机器人接口功能简单构建工件的装载/卸载和去毛边等使用机器人的加工系统,系统刀具计数器对刀具进行生产管理、快速编辑等宜人化功能大大编程和人工文件处理时间,具备双检功能。
中国机床工具工业协会钻镗分会2008年中国数控机床展览会展品调研表
展商名称
台湾荣富
浙江西菱
北京第一机床
展品型号
RF-31
Z3040×16/2
ZH5125C
展品名称
钻铣复合机
数显摇臂钻床
数控立式钻铣中心
工作台
工作台面尺寸(宽×长)mm
210×730
630×500×500
400×630
T型槽(数目-尺寸×间距)
无
无
3-14×125
允许负载Kg
无
无
200
主轴
主轴锥孔
MT3/R8
MT4
BT40
主轴电机功率KW
1-1/2HP
3.0
5.5/7.5
主轴转速r/min
125~2500
20~2000(16级)
60~10000
行程
X轴行程mm
430
无
500
Y轴行程mm
185
无
400
Z轴行程mm
无
无
300
主轴端面距工作台面距离mm
0~455
350~1250(主轴端面至底座工作台面)
160~460
主轴中心距立柱导轨面距离mm
无
无
250
进给
X/Y快速移动速度m/min
无
无
36
Z轴快速移动速度m/min
无
无
36
最大切削进给速度mm/min
无
无
24000
刀库
刀库容量(把)
无
无
10/14
最大刀具长度mm
无
无
φ80×200
最大刀具重量Kg
无
无
3Kg
精度
定位精度mm
无
无
0.01
重复定位精度mm
无
无
0.005
其它
主轴鼻端至立主管表面最大距离:
200;
主立管直径:
ф115mm;
主轴行程:
130mm;
主轴中心距立柱母线距离:
350~1600mm;
主轴行程:
315mm;
立柱直径:
φ350mm;
最大钻孔直径:
φ40mm;
主轴进给范围:
0.04~3.2mm/r(16级)
数控系统
无
PLC控制
三菱E68
机床突出特点(包括外观、技术水平、结构、功能、性能、安全、环保等等方面)
采用齿轮式机头,主轴可实现自动进刀,造型美观、结构坚固、操作简便。
设计精巧、外型美观、操作维修方便
本机床具有以下特点:
1.高速:
主轴10000r/min;
2.主轴锥孔具有吹气功能;
3.主轴前轴承具有气密封装置;
4.进给丝杠均具有预负荷机构;
5.刚性攻丝速度3000r/min;
6.显著的减少了因传统十字工作台的结构造成的加工误差;
7.伺服电机采用绝对编码器,开机后无需回零;
仅供个人用于学习、研究;不得用于商业用途。
Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.
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