如何提高机床工作时的“舒适度” 让机床长期保持精度?
大家谈到国产机床长期使用的精度保持问题,这是一个容易被忽视但较其重要的问题。结合夏拓设计制作120系高速干切滚齿机的经历,和大家分享一下。
会分三篇图文,这是*1一篇,主要从机床底座的抗变形能力和机床运作时的防振隔震能力来简要说明一下。
一、机床底座的抗变形能力
1、通常大家首先想到的是“时效”,时效的主要作用就是释放应力,主要缺点是效果较1好的自然时效时间长。当然现在铸件厂也有人工热时效处理。当然还有一些机床厂能力**1强,采用焊接底座,个人表示膜拜。
夏拓对此也没什么好办法,老老实实提**年预定底座铸件,同时在铸件厂做人工热时效处理。
2、机床底座的结构设计,这个真是灰常灰常的重要,而且很能体现出设备厂之间技术功底差异,影响面很大。优1秀的、被验证过、被良好执行的机床底座设计,其对设备精度的保证重要度较1大。其他的部件,在后期还能修修改改。底座不好?恩,出门左转,有个老王废铁收购站。
夏拓的120系列设备采用的是公共平台的底座,六款设备的底座是一模一样的。如果有人问我一款兼容满足各类机床的底座有什么好处?我会诚恳的让他自己回家好好想想的。
夏拓的底座采用高牌号灰铸铁铸造,为大台面整体造型,3.5吨重(夏拓120G滚齿机整体也就5.5吨),这么重的底座是为了实现高速干切和硬齿面刮削功能打好基础,特点就是重载大切削力。秒1杀日本某合牌滚齿机。
夏拓的底座,其底部为纵向米字筋板结构,台面上布置Z向(纵向)导轨座及主轴箱及尾架的安装平台结构。底座的构造经过有限元力学分析,为高强度高刚度整体结构,能满足不同种类机床工作时的承载力及稳定性要求。整体大台面底座也有利于机床工作时实现油、液不落地的环保要求。
夏拓的120系列底座设计从2008年在朗曼达开始验证。朗曼达首先是一家合金滚刀设备制作工厂,其次才是一家合金滚刀制作工厂(关于这点,请关注并参见夏拓公众号内的“朗曼达简介”了解详细)。夏拓所开发的以120G高速干切滚齿机为代表的一系列设备,其设备的基本平台(60%以上的机械结构)已经在2008年左右在朗曼达研发合金滚刀制作设备时就已确定,通过较近6-7年我们合金滚刀的生产销售业绩早已充分完成了该设备平台的效果和可靠性验证。
二、机床运作时的隔震防振能力
“一台嗡嗡作响的风扇不仅吵人,而且还容易坏。”
所谓“隔震”就是将设备接触地基和其他地基部分隔开,保持设备接触地基部分的相对静止。大家一定都体会过一辆重载集装箱厂经过你身边时,从地面传来的震动吧?告诉你,精密机床比“人”要敏感的多。每天这么震来震去的,还让机床怎么“愉快的玩耍”呢?
很多精密设备都需要专门铺设地基,在夏拓配置五面体、镗床、加工中心、精密磨床等设备的时候,我是亲身领教过,好好地面挖开,深度接近两米;密集的打木桩;坑的周边砌砖墙放置厚厚的泡棉;一层一层的钢筋水泥铺上来。但是有多少企业能做到呢?不要和我吹什么“品质*1一”,没有成本收益支持的品质是无法持续的,所以多半公司是不会这么折腾自己的。
但我们夏拓的滚齿机好歹也要保证做到7级精度,而且要保证10-15年以上啊!
另外还有一个隐形杀1手就是“设备本身运行的振动”,这种振动也会影响设备精度。
什么?你不理解,好吧,其实“人”也是有振动的,你如果在一个无风的环境中,伸出一个手指,在手指上放一张A4纸,东台精机,你就能马上体会到你的振动了!
设备本身“振动”的对策,有两个方向,一个就是从设备运动组件本身的品质和配合度上,减少设备运行振动的产生。另外一个方向就是,有一个降低振动的设施来进行“防振”(中和设备自身产生的振动)。
夏拓的办法,就是设计“地脚”(夏拓**设计)。地脚为机床底座的支承部分,机床安装时与机床连接在一起成为底座的一部分。地脚根据机床工作时的振动模型专门设计,是一种可调整水平的机床防震垫铁,能有效地隔离地面震动及减少、消除机床工作时的机械振动,保持大台面底座支承受力均衡不变形。地脚的安装也使小吨位工作机床不用浇灌混凝土地基便能产生很好的抓地能力,而且能非常方便地搬运、安装、调整机床。
“地脚”就相当于一辆汽车的避震系统,好的避震可以提高人乘坐汽车的舒适性。那夏拓设计的“地脚”就提高了机床工作时的“舒适度”。
三航两机成为机床工具行业重要机遇
2016年的中国机床工具市场和产业可以用“如沐春风”来形容,虽然还带着刺骨寒意,但在宏观经济回暖的影响下,企业都或多或少感到一阵暖意。伴随着德国“工业4.0”、美国工业互联网浪潮以及“中国制造2025”的巨大推动力,伴随着世界经济发展速度减缓和转型带来的压力与机遇,**机床工具产业开始了新一轮的转型升级和积极变化:新的市场需求正在不断彰显,新的产品供给正在不断丰富,从而不断促使行业重获新的增长动力。
面对机床工具市场持续多年下行,2016年行业企业发展分化更趋明显。有部分企业出现经营困难、破产重组等现象,但有不少企业则逆势而上,转型升级成果显著,并且在汽车、航空航天等重点领域取得了不俗的业绩,在一定程度上实现了进口替代。
2016年12月7日,工信部发布“十三五”《智能制造发展规划(2016-2020年)》,明确了“十三五”期间我国智能制造发展的指导思想、目标和重点任务。同年,中国机床工具工业协会组织了数控机床互联互通协议标准研究,有助于实现网络制造和协同制造;2017年,协会将全力推进“换脑工程”项目,提高国产数控系统批量置换进口数控系统规模。
近几年国家为了“稳增长、调结构”,实现供给侧结构性改革,促进经济从要素驱动向创新驱动转换,出台了一系列的经济和产业政策。这些政策对机床工具发展都具有利好的作用。国内市场中也存在一些积极的因素,如我国的工业化进程正在提速,两化融合和产业升级存在巨大的上升空间,中国成为世界*二大经济体后的刚性需求等。但由于经济运行潜在风险仍然存在,投资对GDP拉动的边际效应大幅减弱,今后一段时期供给侧结构性改革重点任务将会加大推进力度,特别是“去产能”和“去杠杆”重点任务地推进预示着未来宏观经济或将处于一个紧缩调整的大周期中,作为投资拉动型的机床工具产业运行和发展将继续面临市场下行压力增大。
在此大背景下,中国经济进入新的发展阶段,增速放缓、结构调整和动力转换成为新阶段的主要特征,使得作为生产工具和制造母机的机床产业感受到市场消费总量不断减少的一般需求压力,同时也感受到市场需求结构性变化的特殊挑战与机遇。随着中国经济增速放缓的不断持续和结构调整的不断深入,中国机床工具市场需求也发生了显著变化:需求总量明显减少,需求结构加速升级的市场新特征日益明显。需求结构升级的主要方向可以概括为三个方面,即自动化成套,客户化订制和普遍的换挡升级。
需求结构的调整绝不是短期的方向,而是用户领域技术进步和产业升级的必然要求。当个性化需求、批量定制和高端制造成为主流市场的强劲需求,便为机床制造企业提出新的供给目标和发展机会。数字化智能化制造技术、专业化产品和定制化服务、自动化与无人化技术层出不穷,成为供给端满足需求、创造价值的真实写照。
新需求带来新供给,产生新的发展动力。机床企业必须以专注的精神和专业的技术,深入挖掘用户需求,满足重点领域发展需要。在提高产品质量和提供成套解决方案的同时,不断提升服务能力和水平,在经济下行背景下实现逆势增长。
在看到产业发展诸多有利因素的同时,我们还应冷静地关注当前和未来一段时期产业发展中存在的**问题。如,市场需求低迷,根据机床工具供需分析模型判断,在今后几年用户行业去产能的力度加大的背景下,机床和工具总需求呈现下降的可能性较大;运行质量下降,全行业主营业务收入和利润总额增速一直呈现波动下行的趋势,负债和应收账款增速则连续明显增长;债务风险高企,行业经营杠杆比率值从2011年的69.1%激增至2015年的130%,利润率和应收账款周转率明显下降;瓶颈环节和发展短板,等等。
中国机床工具工业协会常务副理事长兼秘书长陈惠仁表示,机床工具工业发展有所回升,呈现出自动化、成套设备、小众化、定制化特征,换挡升级加速,消费、电子、汽车、***成为重要拉动。2017年,三航两机将是高端机床的重要方向和机遇。
在成飞、西飞一些主机厂所国产高端装备已经陆续进入航空制造*。中国机床工具企业要通过军民融合进入***领域,将合作做实、做深。国家也要加快机床再制造研究,扶持国产设备在高端领域的使用;加快在新型材料加工如复材和新兴工艺(增材制造)等领域加快发展。
未来,随着市场结构深入调整、产业格局逐步清晰,伴随严峻挑战的定是更多的历史性机遇。希望会有越来越多的企业在新的市场环境和变化的格局中,因事而谋,顺势而为,满足更多细分市场的需求,提供更好的供给,创造新的发展动力,满足用户不断升级、变化的需求,努力实现机床工具产业的发展目标。