中国的机床设计和建模取得了很大的进步

   2022-11-25 工业品商城107
核心提示:当今汽车生产,新产品开发周期缩短,成本降低。有资料显示,十年前,开发汽车产品需要四年时间。今天只需要两年就能完成。除了汽车制造商采用的先进的新产品开发方法、虚拟制造、同步工程等先进的开发技术外,很重要的一点是得益于为汽车制造提供制造设备的设备供应商的努力,特别是这些设备供应商提供各种数控机床,让汽车

当今汽车生产,新产品开发周期缩短,成本降低。有资料显示,十年前,开发汽车产品需要四年时间。今天只需要两年就能完成。除了汽车制造商采用的先进的新产品开发方法、虚拟制造、同步工程等先进的开发技术外,很重要的一点是得益于为汽车制造提供制造设备的设备供应商的努力,特别是这些设备供应商提供各种数控机床,让汽车制造商以最快的速度提供符合市场需求的产品。

数控机床有很多种;一般来说,有专用数控机床和通用数控机床。从加工品种看,有加工壳体的数控铣床和加工中心,加工轴的数控车床和车削中心,凸轮数控磨床等。从加工控制要求看,有单轴数控砂带抛光机、五联动数控齿轮刀具和数控滚刀磨削;从控制的复杂程度来说,有简单数控和多通道数控。从驱动方式看,有步进电机、DC伺服电机、交流同步伺服电机、交流异步伺服电机和直线电机。从主轴驱动方式看,有DC主轴电机、交流主轴电机和交流电主轴;从位置反馈方式看,有全闭环反馈、半闭环反馈、开环控制等。

数控机床良好的灵活性、高调整性和高加工精度早就被汽车制造商所关注,并于20世纪60年代开始进入汽车零部件生产领域。由于其成本高,系统功能和效率不尽如人意,一直没有得到广泛应用。90年代,随着市场竞争的加剧;多品种生产可以最大限度地满足市场多样化的需求,直到满足每一个用户的需求,这已经成为汽车厂商追求的目标。以数控机床为主体的柔性制造单元得到广泛应用。当今数控机床有两个重点发展方向:

高速数控机床以高速实现高效率。目前国际水平是主轴转速≤25000 rpm,加减速≤2.5g,快速运动≤160m/min。要达到这个新水平,数控机床的驱动、机械传动、机械结构和刀具都必须有很大的提高。机床的主轴必须使用电主轴,主轴承一般采用陶瓷轴承。难点是冷却和润滑,使用寿命一般为20000h·h,一般采用直线电机加直线导轨(或静压导轨)驱动,90m/min、1g机床也采用双伺服电机驱动,大螺距双滚珠丝杠预紧方案。机械一般采用框架箱式结构。刀具高硬度高耐热,刀柄HSK。

为了解决柔性和高效率之间的矛盾,使用了专用数控机床或专用数控机床。目前欧美汽车生产大多采用高速加工中心组成的敏捷生产系统。该系统可生产100%柔性混流多品种,由多个柔性加工单元组成,称为孤岛。每个岛由许多类似的机床和连接机床的机械手组成。带有电子存储器的托盘用于与机床交换信息。值得注意的是,这些设备供应商不仅掌握设备制造的专有技术,而且非常重视汽车制造工艺的发展。他们可以向用户提供交钥匙工程,并拥有自己的系统开发能力。机床的可靠性指标极为先进,单机运转率达98%以上。通过采用这种生产系统,汽车制造商新产品的工业投放周期大大缩短。

经过20多年的改革开放,数控机床在国内汽车零部件制造领域的应用越来越广泛。然而,大多数机床是从欧洲、美国和日本进口的。欧美日机床的特点是:可靠性好,故障率低;人机界面设计注重人性化;具有主动测量和补偿系统;可以提供具有自动进料和出料装置处理单元;机床设计的模块化。虽然国内数控机床生产厂家很多,但是从品种来看,还是有很多低水平的普通数控车床。适合批量生产汽车发动机、变速箱、底盘的多轴数控加工中心,品种很少,大部分都没有经过批量生产的检验。

近二十年来,中国的机床设计和建模取得了很大的进步。如果静态看机床外形,和国外同类产品没有太大区别。然而,为了适应汽车零部件的大规模生产,我们需要高可靠性的机床。影响机床可靠性的主要有两个方面,一是机床的设计质量;另一个是机床零部件和总成加工装配的工艺质量;从某种意义上说,工序质量对机床的可靠性影响更大。而国内机床厂商更注重产品设计质量,一般采用合资或模仿国外产品。而对机床可靠性影响较大的制造过程质量却被忽视。导致我们有些厂家的样机做了很多年,卖的机床小毛病不断,故障率高,或者精度达不到合同要求,服务差,客户满意度非常低。所以开发出来的产品形成经济效益,大规模销售的并不多。我想强调的是:重视过程质量控制,规范制造工艺,质量监控和产品质量的持续改进是获得高可靠性机床的前提。此外,还需要建立与国际先进机床制造商同步的机床设计和制造标准。80年代初,我国引进了舒勒·惠勒公司的一些专用机制造标准,通过消化吸收,产生了东风设备厂、大连机床厂等一些优秀的国产组合机和自动线生产厂家。但是在引进技术的同时,并没有马上推动技术创新,没有通过引进建立完整的技术标准,跟不上发展的步伐。结果到了90年代初,当西方国家把设备升级为数控柔性设备的时候,我们还在花费人力物力提高专机的制造水平。目前国内数控机床生产企业大多采用与国外合资或合作的策略,引进一个或几个型号,无法形成系列产品,使得汽车零部件生产企业缺乏选择性;今天的汽车制造商为了降低成本和缩短开发周期,实施了工业化的交钥匙工程。然而,国内供应商缺乏开发汽车零部件制造工艺的能力,大多数供应商缺乏为重要的汽车发动机零部件,如缸体和缸盖提供敏捷制造系统。曲轴、连杆;凸轮轴零件全线经验,缺乏辅助设备开发配套能力和系统在线设计能力。

 
 
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