http://www.henanjusheng.com 2009-05-25 11:22 來源:今日機床
編者語:未來機床市場將向何處去?機床技術(shù)將會出現(xiàn)哪些新的趨勢?這些話題無疑成為了業(yè)界十分關(guān)注的焦點。
包括中國在內(nèi)的整個世界機床市場經(jīng)歷了一段時間的高速增長之后,終于在全球金融危機的背景之下逐漸走向下行,美日等國最新市場統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,機床市場嚴重萎縮,經(jīng)濟形勢急劇下滑給機床市場帶來了嚴重的后果。作為基礎裝備的機床工業(yè),在目前的形勢之下面臨著嚴峻的挑戰(zhàn),市場復蘇的期望能否拯救未來,我們無從知曉。
未來機床市場將向何處去?機床技術(shù)將會出現(xiàn)哪些新的趨勢?這些話題無疑成為了業(yè)界十分關(guān)注的焦點。
吳柏林:世界機床行業(yè)面臨重大變革
全球金融危機對實體經(jīng)濟的影響逐漸深入,世界經(jīng)濟下滑趨勢遠未見底。機床工業(yè)作為制造業(yè)的基礎,無疑受到了經(jīng)濟全面下滑的波及,市場需求急劇下降。4月即將開幕的CIMT2009將成為世界機床工業(yè)2009年在中國市場上的一次全面展示和較量,人們不僅可以從展會上看到新的技術(shù)或產(chǎn)品,同樣可以感受到市場的變化。CIMT2009開幕之際,展會主辦方中國機床工具工業(yè)協(xié)會(以下簡稱“協(xié)會”)的總干事長吳柏林就有關(guān)市場形勢接受了本刊記者的專訪,吳柏林認為,當前的世界機床行業(yè)可能已經(jīng)到了發(fā)生重大變革的前夜。
中國市場成為世界焦點
吳柏林告訴記者,從協(xié)會在籌備CIMT2009過程中收集上來的20多個國家和地區(qū)的機床市場材料來看,世界機床市場的狀況可以說是急轉(zhuǎn)直下。
“金融危機的影響尚未見底,如果說中國受到了很大沖擊的話,歐美日等市場受到的沖擊顯然要比我們嚴重得多,國外制造業(yè)企業(yè)半停產(chǎn)甚至倒閉的很多,在這種狀態(tài)下他們越發(fā)注重中國市場,甚至把中國市場當作惟一的希望?!眳前亓终J為,雖然中國市場規(guī)模也在緊縮,但是在世界范圍內(nèi)還屬于相對景氣的市場。
吳柏林強調(diào),這也是目前國際市場上出現(xiàn)的一個突出特點:即國際著名的跨國公司都不約而同地把目光集中投向中國市場,這無疑使得中國市場的競爭更加激烈,給國內(nèi)企業(yè)帶來了更大的競爭壓力。另外,目前階段外資企業(yè)的投資也都十分謹慎,比如過去他們計劃在中國建立獨資或合資工廠,現(xiàn)在都擱置了;還有一個重要的特點是:一些有實力的跨國公司比以往更加注重新產(chǎn)品和技術(shù)開發(fā),以期爭奪新的市場,同時也為未來進行技術(shù)儲備。
世界對中國市場的關(guān)注也體現(xiàn)在國外機床企業(yè)對于CIMT2009的參展熱情上:盡管面臨如此的形勢,但多數(shù)外資企業(yè)還是全力參加中國的這場國際機床展覽會——這其中有不少企業(yè)已經(jīng)取消了今年的米蘭EMO展,他們的確對中國市場寄托了很大的希望。
重大變革前夜的新機遇
國外市場未來的情況很難預料,中國政府盡管采取了很多措施,但是中國救不了世界,中國在現(xiàn)有的情況下只能盡自己努力,保持經(jīng)濟繼續(xù)平穩(wěn)較快發(fā)展,這就是對世界最大的貢獻?!澳壳暗那闆r看,世界機床市場格局還有很多變數(shù),市場本身還沒有發(fā)生質(zhì)的變化,仍舊維持原有格局。不過,盡管現(xiàn)在還沒到重新洗牌的時候,但整個行業(yè)顯然已經(jīng)到了發(fā)生重大變革的前期,可能下一步就會出現(xiàn)重新洗牌?!眳前亓峙卸ㄊ澜鐧C床市場格局改變在即?!傲硗?,就目前而言,除了中國,東南亞包括印度市場的狀況都還不錯,這些市場與我們一樣外向型經(jīng)濟的比例少一些,而且人多地廣,市場回旋余地較大?!?/P>
目前的市場狀況給國內(nèi)機床工業(yè)帶來巨大壓力的同時,也提供了一些機遇。
“國際金融危機使得國際機床行業(yè)面臨產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,我們要抓住機遇,積極引進技術(shù)和人才;把握當前國際經(jīng)濟危機產(chǎn)業(yè)重組的機遇,積極重組并購境外同行業(yè)資源,提高國際化經(jīng)營水平?!眳前亓终J為,在世界市場都不景氣的情況下,很多生產(chǎn)資料或人才資源可能出現(xiàn)閑置,中國可以借此廣泛利用國際上的資源,如一些國際知名的企業(yè)不景氣或面臨倒閉,我們可以收購,引進一部分先進技術(shù)和人才。
的確,在這樣的情況下,借機利用優(yōu)勢資源提高我們的創(chuàng)新能力實現(xiàn)快速發(fā)展,也是難得的機遇,國務院在裝備制造業(yè)三年振興規(guī)劃里也提出鼓勵并購、引進人才、引進技術(shù)。
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整壓力加大
根據(jù)中國機床工具工業(yè)協(xié)會的估計,2009年將是中國機床工具行業(yè)最為艱難的一年。目前的中國市場有兩大主要特點:一個是整個市場規(guī)模在萎縮;二是市場需求結(jié)構(gòu)變化非常大。
吳柏林詳細分析說:“客觀地看,除了國家投入的重點工程對機床工業(yè)有一定中高檔產(chǎn)品需求之外,非國家重點工程的市場還是占到了一多半,這部分嚴重萎縮導致整個市場急劇縮小,而像江浙一帶以薄利多銷為主的出口企業(yè)不再有設備需求了,所以整個市場規(guī)模肯定是緊縮的。至于市場需求結(jié)構(gòu)變化,也與規(guī)??s小有內(nèi)在聯(lián)系,一方面是那些以出口為主要任務的中小企業(yè)的需求下滑——這些企業(yè)的需求多半是中低檔小型機床,另一方面中國政府在全力地拉動內(nèi)需,而拉動內(nèi)需通過政府實施的重點工程的需求顯然就是若干重點產(chǎn)業(yè),對高檔重型、大型機床的需求比較多,這是在規(guī)??s小基礎上的結(jié)構(gòu)變化,中國機床工業(yè)需要迅速調(diào)整結(jié)構(gòu),這種調(diào)整十分緊迫,難度非常大,要以提升創(chuàng)新能力為基礎?!?/P>
也就是說,目前的客觀形勢使得我們不得不加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整,前有高檔市場需求,后面低檔產(chǎn)品滯銷的壓力,加上國際同行帶來的更加嚴酷的競爭,必將加速我們的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整。吳柏林還據(jù)此估計,或許這會從客觀上加快中國由制造大國向制造強國的邁進,“市場不會永遠這么低迷,經(jīng)過一段時間之后,我們或許會發(fā)現(xiàn)中國機床工具工業(yè)的國際地位有了新的提高?!?/P>
其他主要地區(qū)機床市場情況
2009年1月機床消費持續(xù)萎縮
根據(jù)美國機床分銷商協(xié)會(AMTDA)和美國制造技術(shù)協(xié)會(AMT)的統(tǒng)計,2009年1月,美國機床消費額為9495萬美元,比2008年12月下降了59.2%,同比2008年1月的33800萬美元下降了71.9%。
從產(chǎn)品類別來看,金屬切削機床2009年1月消費額為8457萬美元,同比下降72.7%,金屬成型與制造機床的消費額為1038萬美元,同比下降69.7%。
AMTDA主席Peter Borden表示,這一消費數(shù)據(jù)是自1996年以來的最低值,現(xiàn)在還無法預測2009年是否會出現(xiàn)觸底反彈的局面。
機床行業(yè)需求預計比較溫和衰退
根據(jù)英國制造技術(shù)協(xié)會(MTA)的預測,2009年英國市場對機床的需求將下降14%,2010年將下降10%(以上數(shù)字均與2007年相比較)。
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按照歷史上的標準,這種情況屬于比較溫和的衰退。MTA在進行預測時,確定了某些有利因素,例如,較低的利率、英鎊疲軟(許多英國機床的買家都是將從英鎊疲軟獲利的出口商)以及不錯的訂單(這些訂單將有助于在短期內(nèi)保持良好的銷售水平)。
當然,也存在許多不利因素,如英國的經(jīng)濟正在衰退,或許更重要的是,在某些關(guān)鍵的機床出口國,汽車行業(yè)正在急劇下滑(盡管CBI關(guān)于汽車行業(yè)投資意向的最新數(shù)據(jù)實際上相當積極),而且許多較小的企業(yè)都面臨嚴重的資金問題。
MTA最近發(fā)布的預測報告描述了未來幾年全球經(jīng)濟的前景,出現(xiàn)一次經(jīng)濟衰退已難以避免,但它將持續(xù)多久、可能造成多深的影響目前尚不清楚。
在英國,經(jīng)濟低迷是由消費不振引起的,隨著油價和食品價格走高,加上房價和股票價值下跌造成財富縮水,導致消費者開始增加儲蓄,并大幅削減消費支出。
2009年前兩月機床訂單連續(xù)同比減少約84%
日本機床工業(yè)協(xié)會3月10日公布了2009年2月的機床訂單額快報值。訂單額為210.09億日元,僅為上年同月的16.1%。2009年1月則同比下降84.4%,環(huán)比下降49.3%,至187.03億日元。也就是說,進入2009年后,機床的訂單額較上年同月減少約84%的情況就一直在持續(xù)。
其中,1月日本國內(nèi)機床訂單同比下降84%,環(huán)比下降41.3%;同期海外機床訂單同比下降84.8%,環(huán)比下降55%。
其中,值得引起注意的是,飛機、船舶等交通運輸機械業(yè)1月份對機床設備的訂單為零。一般機械制造業(yè)的訂單額環(huán)比下降13%,同比降幅也高達78.9%;而另一個機床需求大戶——汽車業(yè)本月訂單額環(huán)比下降68.6%,同比下滑94.1%。此外,來自鋼鐵和有色金屬行業(yè)的訂單額同比減少59.4%;來自金屬制品業(yè)的訂單額同比下降64.2%。其他制造業(yè)訂單金額為同比減少98.2%。
機械訂單被視為衡量未來資本投資情況的可靠指標。從當前日本機床的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看,在金融危機的沖擊下,日本經(jīng)濟仍在持續(xù)惡化,外部需求不足,國內(nèi)企業(yè)設備投資也在不斷減少。特別是日本汽車業(yè)和交通運輸機械行業(yè)深受重創(chuàng),極大地影響了機床工業(yè)的訂單增長。
預計2009年產(chǎn)品增長將趨于平緩
歐洲機床工業(yè)合作委員會(CECIMO)預計2009年,受當前全球金融危機對投資的影響,CECIMO成員國機床產(chǎn)品的增長將趨于平緩。
CECIMO成員國產(chǎn)品將占據(jù)全球機床產(chǎn)品市場46%的份額(2007年為44%),領(lǐng)先于日本(18%)。
據(jù)分析,該委員會成員國2008年生產(chǎn)產(chǎn)品有37%被銷往歐洲以外的地區(qū)。出口的顯著增長表明,歐洲機床因其可靠的質(zhì)量和優(yōu)越的性能而成為“香餑餑”,其強有力的支撐正是對研發(fā)的大力度投入。
機床制造行業(yè)生產(chǎn)或?qū)⒗^續(xù)出現(xiàn)萎縮
德國機床制造商協(xié)會(VDW)年會于2月26日在美因河畔法蘭克福舉行,年會發(fā)布信息顯示,2008年德國機床制造業(yè)增長了13%,達到了143億歐元。在過去五年里這一行業(yè)增長了近60%。生產(chǎn)能力在2008年平均利用率達到94.7%,訂單存量平均為8.7個月。目前,今年一月份的生產(chǎn)利用率已明顯下降,僅為83%。普通和標準機床制造商受到的損失尤其大,而特殊設備的訂單量仍像以前一樣高。
另據(jù)德國《商報》2月27日報道,德國機床生產(chǎn)廠家擔心2009年出現(xiàn)比目前狀況還要糟糕的情況,德國機床制造商協(xié)會(VDW)主席威爾克(Welcker)估計該行業(yè)生產(chǎn)起碼將萎縮15%。這一估計表明,形勢還將進一步惡化。去年第四季度訂單數(shù)量同比減少了54%,受影響最大的是用于汽車工業(yè)的標準機床。該行業(yè)到年底就業(yè)人數(shù)已經(jīng)從2008年10月份的73400減少到大約67000人。裁減對象主要是臨時聘用人員,但盡量保留技術(shù)人員隊伍。目前企業(yè)認為不會很快走出困境,但希望年底形勢會好轉(zhuǎn)。
中國市場繼續(xù)推動世界機床增長
根據(jù)國家統(tǒng)計局和海關(guān)數(shù)據(jù)整理,中國機床工具工業(yè)協(xié)會發(fā)表的2008年中國金屬加工機床數(shù)據(jù)為:產(chǎn)值138.6億美元、進口75.9億美元、出口21.1億美元、消費194.4億美元。按美國Gardner公司發(fā)表的2008年世界28個主要機床生產(chǎn)國家和地區(qū)的資料,2008年中國金屬加工機床產(chǎn)值居世界第三位(日本第一:158.5億美元、德國第二:156.7億美元)、進口世界第一、消費世界第一、出口世界第六(2007年是世界第八)。
從美國Gardner公司公布的世界28家主要機床生產(chǎn)國家和地區(qū)看2008年世界機床產(chǎn)銷情況有以下特點:(Gardner公司發(fā)布的2008年世界機床產(chǎn)銷數(shù)據(jù)比2007年數(shù)據(jù)少了克羅地亞,為28國和地區(qū)的數(shù)據(jù)。又韓國、俄羅斯、墨西哥等國家該公司數(shù)據(jù)前面帶“U”,即指用其上一年數(shù)據(jù)并用現(xiàn)行匯率折合但未經(jīng)核實。中國數(shù)據(jù)筆者用中國機床工具工業(yè)協(xié)會公布的數(shù)據(jù)為準,對Gardner數(shù)據(jù)作了相應修改。)
機床生產(chǎn)繼續(xù)保持大幅度增長
2008年世界機床產(chǎn)值為850.6億美元,同比增長16%。在此要考慮美元貶值因素使世界機床按美元計算出現(xiàn)較大增幅,機床生產(chǎn)前幾位的國家貨幣(日元、歐元、人民幣)2008年兌美元都有較大增幅。比如據(jù)產(chǎn)值第一的日本,按本國貨幣計算2008年產(chǎn)值同比下降3%,而按美元計算上升11%,德國按歐元計算同比增加13%,而按美元計算則增加23%。人民幣比美元按年平均匯率2008年比2007年增值9.5%。
東北亞地區(qū)成為世界機床主要產(chǎn)地
日本、中國、中國臺灣、韓國分別居世界機床產(chǎn)值的第一、三、五、六位,四地機床產(chǎn)值和為39.36億美元,占世界機床產(chǎn)值的46.3%,超過歐盟成員國(CECIMO)產(chǎn)值和(39.2億美元),而CECIMO成員在此28家中占了15家。
此前十名機床產(chǎn)值和為774.5億美元,占世界機床產(chǎn)值的91.06%,而前五名產(chǎn)值之和占世界機床產(chǎn)值的73.5%。說明世界機床生產(chǎn)的集中度還是很高的。
中國機床產(chǎn)值在世界占比進一步提高
2007年中國機床生產(chǎn)107.5億美元占世界14.6%,2008年生產(chǎn)139.6億美元,增至占世界產(chǎn)值16.4%。增加1.6個百分點。產(chǎn)值同比增加30%,保持增速最高。2008年中國機床進口75.9億美元,同比增加7%,繼續(xù)居世界第一。但也要看到我國還處于機床入超國,雖然機床出口一直高速增長,但出口基數(shù)小,機床進出口逆差雖有下降,2008年還達54.8億美元,也居世界第一。
發(fā)展中國家機床需求增大
墨西哥、印度和巴西等發(fā)展中國家隨著經(jīng)濟發(fā)展對機床需求加大,都進入世界機床進口前十名:此三國機床進口占消費額的比例依次為:93%、79%和57%。說明對進口依賴度較大,也應該是我國機床出口多元化開拓的主要目的國。
德國、日本繼續(xù)領(lǐng)先
德國、日本繼續(xù)保持世界機床出口第一、二位。分別出口100.96億美元和86.87億美元。2008年中國機床出口21.1億美元,同比增加28%,在世界機床出口排位從2007年的第八提高到第六。出口占生產(chǎn)比例高,說明機床出口在該國(地區(qū))的重視程度,瑞士為84%,中國臺灣為78%,機床生產(chǎn)都是以出口為主的。居出口前三名的德國、日本和意大利的出口占生產(chǎn)比例也都超過50%。而我國還只是15%,離機床出口大國還有很大距離。
中國連續(xù)七年保持世界第一機床消費國位置
2008年我國機床消費194.4億美元,占世界機床產(chǎn)值的22.8%,保持了世界第一機床消費市場地位。當之無愧起著拉動世界機床增產(chǎn)的發(fā)動機地位。國產(chǎn)機床市場占有率2007年為56.3%,2008年進一步提高到61%。由于我國人口眾多,機床人均消費幾年前還是居世界倒數(shù)第一,經(jīng)過這幾年的高速發(fā)展,2008年我國機床人均消費達14.62美元,已經(jīng)超過印度、俄羅斯、阿根廷、巴西和葡萄牙(印度為1.63美元/人、俄羅斯為4.28美元/人)這些數(shù)據(jù)都說明了中國經(jīng)濟和機床產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展結(jié)果。
前五名機床消費之和為527.26億美元,占世界機床產(chǎn)值61.98%。前十名機床消費之和為658.67億美元,占世界機床產(chǎn)值的77.4%。還要看到正處于較高速發(fā)展的巴西和印度也進入了世界機床消費前十名。
當前世界金融危機已影響到我國的實體經(jīng)濟,機床行業(yè)企業(yè)也正遇到訂單減少、庫存增加等問題。了解國內(nèi)外情況,從“?!敝姓摇皺C”,制定正確的應對措施,力求早日走出低谷。
盛伯浩談未來機床技術(shù)動向
機床既是實施先進制造技術(shù)的重要裝備,也是制造信息集成的一個重要載體,因此,機床的發(fā)展和創(chuàng)新在一定程度上映射出加工技術(shù)的主要趨向。在20世紀70年代起形成的以數(shù)控技術(shù)為中心的柔性制造技術(shù),在本世紀仍將繼續(xù)進步并成為加工技術(shù)發(fā)展的主流。圍繞著數(shù)控機床向高速、高精和高效柔性化發(fā)展的總體技術(shù)目標,當前數(shù)控機床主要應沿著以下幾個方面邁進:
(1)以發(fā)展高速切削為先導,并重視對空運行過程的提速,使高速化力求做到全面縮短切削工時和輔助工時。
(2)高效加工在注意提高機床的材料切除率的同時,大力推進以縮短加工過程鏈目標的復合加工技術(shù)。
(3)發(fā)展多樣化的適用產(chǎn)品,如對于生產(chǎn)中大批生產(chǎn),以數(shù)控機床為核心的柔性生產(chǎn)線仍是主要的發(fā)展方向,它們在可重構(gòu)制造技術(shù)支持下構(gòu)建的制造系統(tǒng)具有高效柔性化的特點。
(4)數(shù)控機床的工作精度正以平均每年提長8%~10%的幅度(約8~10年提高1倍),向亞微米級精度邁進,并不斷地拓展新的精密加工方法。
(5)智能化機床,從20世紀60年代起美國提出適應控制機床至今已近半個世紀,由于其技術(shù)難度大,目前正由單因素約束控制向多因素控制發(fā)展,逐漸向智能化機床的雛形進行探索和高精度發(fā)展。
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大型機床研發(fā)的新趨勢
大型零件主要指被裝配在大型、重型設備或產(chǎn)品上,最大尺寸超過1 m的主要零件。諸如裝配在采礦業(yè)的采礦設備、運輸車輛,由鈹材料制成的經(jīng)過精密加工用以測量星球距離的天文望遠鏡,有由鑄鐵、鋼和不銹鋼制成的建筑、能源、通用機械設備,還有由鋁合金、鈦合金和超耐熱合金制成的高精度航空航天產(chǎn)品以及大型模具、印刷機和造紙機等的主要零件。
對于目前研發(fā)的大型零件加工用機床,經(jīng)合理選擇大都能滿足大型零件加工的特殊要求?,F(xiàn)還繼續(xù)朝著高精度、更大型,模塊化設計和專用,高速、高自動化和高效率,多功能、多用途的新趨勢向前發(fā)展。“用戶必須在加工前了解好加工零件的外形輪廓尺寸、關(guān)鍵尺寸精度、加工表面粗糙度及各加工表面間相對位置精度要求,以及對零件材料的機械性能要求等。”CMS公司(在威斯康星州的Wisconsin Oshkosh)經(jīng)理John Lenz說,“一旦將以上要求了解清楚,即能選擇出規(guī)格合適、滿足加工精度要求和提高生產(chǎn)效率的機床。
高精度、更大型
新研發(fā)機床大都能滿足大型零件要求的高精度。例如,為加工18個由鈹材料制成的James Webb太空望遠鏡的外接圓直徑為1.5 m六棱柱型鏡片(由18個六棱柱型鏡片組裝出一個總鏡片面積達25m2的望遠鏡鏡頭),Axsys技術(shù)公司(在美國康乃狄格州的Rocky Hill)特地從Mitsui Seiki美國公司(在新澤西州的Franklin Lakes)購買了8臺HS6A 1m托盤HMC。
HS6A 1m托盤HMC以能加工鈹材料在內(nèi)的難加工材料和加工零件精度高、能使主軸定位精度在整個加工中保持在幾微米之內(nèi)為主要特點。為能給夾具留出足夠空間,設計將機床Z軸工作行程限制在980mm以內(nèi),X和Y軸工作行程分別為2000mm和1500mm。
在加工James Webb太空望遠鏡的六棱柱型鏡片時,將338kg重的鈹零件坯料用夾具垂直裝夾在托盤上的傾斜夾具定位底板上。需在鏡片零件的背面加工出600個邊長為63mm,加強筋厚度只為0.51mm的方形型腔,用以安裝定位器時定位等。為減輕零件重量,還要在方形槽的中心處,鉆出一個孔,共挖出250個孔,以將零件重量減輕至124kg,再將重22~27kg材料沿零件圓周切除,最終使零件只剩12.7kg。
Mitsui Seiki公司還為日本建筑業(yè)新開發(fā)了大于1.5m的HS8A HMC更大型號,擴大了X、Y和Z軸的工作行程?!斑@些機床主要用于專門加工大型建筑裝備,”分司經(jīng)理Scott Walker說,“但是這種機床平時用得非常少,只有在其它機床加工不了時才使用?!?/P>
但這些先進的專用設備,卻產(chǎn)生了極好的加工效果。例如,使用HS8A HMC加工某大型號卡車電子后輪驅(qū)動系統(tǒng)中的重4.5t的行星齒輪,比普通機床減少加工時間50%。加工中采用了兩項新加工技術(shù),自動激光檢測儀和連接主軸與多直徑孔加工刀具的高剛性刀具接口。
每個機床制造商都具有制造大型(大于1m托盤)HMC機床的商業(yè)機會,他們可以開發(fā)出適合發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢的產(chǎn)品,例如,制造出大型銑鏜床以下與小型加工中心以上的空檔機床。為市場研制出容易排除切屑、實現(xiàn)高速度和高自動化程度的機床占領(lǐng)市場。
模塊化設計和專用
為適應航空、動力、泵、閥、汽車制造中大至1250mm多品種零件加工的市場需要,MAG Giddings & Lewi公司(在威斯康辛州的Fond du Lac)最近推出使用模塊化的結(jié)構(gòu)設計新概念,設計制造出的大型HMC。
在機床設計制造前,公司運用了能使企業(yè)獲得競爭優(yōu)勢和經(jīng)營成功的金鑰匙——六西格瑪管理技術(shù),將產(chǎn)品制造中的每項工作都作為必不可忽視的關(guān)鍵環(huán)節(jié),重點對用戶和潛在用戶喜歡使用什么樣的機床,進行認真調(diào)查、分析研究。結(jié)果表明,由MAG G&L公司新設計制造的大型HMC機床,能滿足不同的市場需要,為用戶提供了極高的加工能力和最好的柔性加工,達到極高的用戶滿意度。
由公司Ken Campshure介紹說:“在我們的調(diào)查中大多用戶說,他們確實希望使用高剛性、高強度以及高耐沖擊性的鑄鐵機床導軌與床身;機床占地面積小和應具有很好的柔性和高剛度主軸?!彼?為滿足鋁合金和鈦合金零件高效率加工的市場需要,繼原有的能加工500~1000mm零件的MAG Hüller Hille HMC系列,與加工范圍大于1600mm零件的HMC機床之后,他們采用了模塊化設計技術(shù),新設計出的MMC1250HMC機床,為用戶提供了轉(zhuǎn)速范圍為5000~24000 r/min的固定主軸式床頭箱。同時在床頭箱內(nèi),設計有一個能用于對具有能對大直徑孔進行鏜、銑加工的套筒。并為用戶提供具有X、Y和Z軸的直線運動或配備有能進行五軸加工的多軸聯(lián)動加工裝置,供用戶方便選擇使用。據(jù)介紹,機床主軸功率56~80kW,能傳遞最大扭矩20~25kN。最大快速進給速度達40m/min,機床配備有可存儲60~200把刀具的自動換刀系統(tǒng),刀具最大重量35 kg,換刀時間15s。工作臺承載重量7000 kg。
為滿足市場的特殊需要,MAG的一家姐妹公司MAG Cincinnati公司,新推出的HyperMach H4000型五軸仿型HMC系列機床,專門用于加工尺寸范圍為2m x 4m鋁合金零件。其主要特點:
(1)能通過裝有水冷電機的立式X軸,直接驅(qū)動工作臺以50m/min的進給速度快速移動,有效地對零件側(cè)面外型進行車削加工;Y和Z軸由高速球型滾珠絲杠傳動;
(2)機床配備有最高轉(zhuǎn)速達30000 r/min、功率為60kW的HSK63A和最高轉(zhuǎn)速達20000 r/min、功率為85kW的HSK100A主軸,供用戶選擇;主軸能以150°/s的速度實行A/C軸換位。
(3)切削加工中產(chǎn)生的切屑,能順利掉進大體積傳送機內(nèi)快速自動排除,避免了以往的切屑大量堆積工作區(qū)容易產(chǎn)生的劃傷加工好的零件表面的問題,提高生產(chǎn)效率。
(4)機床配置有可存貯96~190把刀具刀庫的ATC。
最近該公司還新開發(fā)出專門用于加工大至2m x 6m大型鈦合金零件的H6000大型機床。
高速、高自動化和高效率
Makino公司(在俄亥俄州的Mason)新推出被列入HMC系列的5軸MAG1機床,主要用于加工外型為1.5m以上的大型航空航天產(chǎn)品零件。例如,飛機的機身、機翼、各種加強筋等。機床主要特點是:
(1)機床配備有高級智能控制軟件SGI.4(即對極復雜幾何形狀零件加工刀具軌跡實行智能控制軟件第4版)。使用這一軟件,能對極復雜形狀零件進行加工,還能在切削中,對機床主軸軸承溫度和振動頻率進行在線監(jiān)控與自動調(diào)整。所以使加工零件能進行真正意義上的高速加工(通常所說的高速加工其實均受復雜形狀刀具軌跡的限制,很難得以實現(xiàn)),極大地提高生產(chǎn)效率。
(2)機床裝備有最高轉(zhuǎn)速達33000 r/min功率為80kW的HSK80主軸頭。主軸頭可實行+110°~110°間的大角度擺動,為用戶提供了強大的五軸粗、精加工功能。
(3)機床具有能使自動托盤零件交換系統(tǒng)、零件存貯系統(tǒng)與MMC2系統(tǒng)(微軟控制臺管理系統(tǒng))配合使用的特點,極大地提高了機床加工能力。
(4)機床設計了包括能通過噴射或天花板淋浴對主軸頭、工作臺定期洗滌的機床自動清洗系統(tǒng),以長期保證零件能在干凈的工作環(huán)境下加工。
(5)機床的X、Y和Z軸工作行程為1520mm x 1100mm x 1350mm。能加工1500mm x 1500mm大小、重量為1300kg大型精密零件。
Handtmann CNC技術(shù)公司(在伊利諾伊州的Dundee),一家著名的高速加工機床制造商。最近與Asco Deutschland公司(在德國的Gedern)為航空航天工業(yè)高效率加工鋁合金零件聯(lián)合新開發(fā)出HBZ AeroCell HMC。以裝備有最高轉(zhuǎn)速為30000r/min,功率110kW主軸,使切除率達12.8L/min(相當于35kg鋁合金)為主要特點。機床快速進給速度各軸可達80m/min,加速度0.8g,大大減少了加工時間,提高生產(chǎn)效率。
為實現(xiàn)大型零件的高效率裝卸,設計配置了集成式自動托盤零件交換系統(tǒng)。一般將零件背靠背地與加工零件水平位置平行放置。當一個零件加工完后,旋轉(zhuǎn)第一個托盤零件交換系統(tǒng),將零件從加工區(qū)轉(zhuǎn)移離位。將第二個零件移至機床加工區(qū)。當加工第二個零件時,將第一個零件交換托盤系統(tǒng)上加工好的零件卸下,定位、裝夾又一個新零件毛坯。集成式自動托盤零件交換系統(tǒng)的規(guī)格為5m x 2m。ATC有36~80把刀具的存貯位置。機床配置了Siemens 840D CNC系統(tǒng)。
多功能、多用途
PAMA公司(在美國伊利諾伊州的Elgin )新推出三種大型機床:Speedram落地式鏜銑床、具有Speedmat多功能工作臺與高效銑削功能的Speedcenter多功能鏜銑床和能用于加工復雜形狀零件的五軸加工中心。主要用于能源動力、柴油發(fā)動機、通用機械、壓縮機和航空航天、國防工業(yè)、重工業(yè),建筑業(yè)等。
其中Speedcenter多功能鏜銑床產(chǎn)品系列,能在三種工作狀態(tài)下加工:臥式主軸、臥式與立式互換主軸以及帶有A向可擺動主軸。機床配置有托盤式零件交換系統(tǒng)的尺寸規(guī)格:1000mmx 1600mm x 1600mm,快速進給速度40m/min,主軸功率46kW,工作臺承能力2.7~9t。
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East End Welding公司(在俄亥俄州的Kent)已從Absolute機床公司(在俄亥俄州的Lorain)購置一款Johnford SDMC-9000 x 4000雙立柱加工中心。機床設計成由立柱移動、工作臺固定不動與五面主軸頭配合協(xié)調(diào)加工的總體結(jié)構(gòu)方案,對大而重型零件實行高效率加工為主要特點。機床工作臺面積:9mx 3.4m。為能一次加工大型零件的5個側(cè)面,設計了能使冷卻液順利地在機床的立式和臥式狀態(tài)下通過五面主軸頭,對加工零件進行6.9MPa高壓下進行有效冷卻的高壓冷卻液傳輸系統(tǒng)。五面主軸頭設計為50號錐度,功率37kW,由雙速齒輪進給箱驅(qū)動。
機床裝備了Fanuc 18iM-B CNC系統(tǒng)。為高速加工準備有Al NANO輪廓控制系統(tǒng)供用戶選擇使用。加工前,可使用Renishaw TS-32對刀具進行預先調(diào)整,對加工好的零件可用Renishaw OPM-60 2-D測頭進行測量。主軸頭的立、臥式變換是通過一個姿態(tài)轉(zhuǎn)換器完成。這一姿態(tài)轉(zhuǎn)換器具有可編程,能實行小至5°的高精度分度的優(yōu)點。ATC可存貯60把刀具。兩立柱間的距離為4m。
“對于目前研發(fā)的大型零件加工用機床,經(jīng)合理選擇大都能滿足大型零件加工的特殊要求。現(xiàn)還繼續(xù)朝著高精度、更大型,模塊化設計和專用,高速、高自動化和高效率,多功能、多用途的新趨勢向前發(fā)展?!?/P>