MM现代金属加工执行主编 乔宇
到2016年,MM《现代制造》已在中国走过了20年,从最初的《机电信息》到MM《现代制造》,再到2005年分刊后MM现代金属加工的正式诞生,回顾过往,我们始终伴随着中国制造业的发展和成长,风雨同舟,携手前行。
金属加工在过去的20年中可以说发生了翻天覆地的变化。1996年,我国生产数控机床仅8100台,大多数是简易数控车床和线切割机床,而2013年,这一数字就已超过了20万。1996年,高速机床、机夹式刀具、数控系统等高技术产品对于中国机加工市场来说还是遥不可及,但现如今,五轴加工、刀具管理、3D打印、机器人,甚至是自动化生产线、数字化工厂等热点已经成为了众多业内人士茶余饭后的谈资。话题的改变随着行业的发展不断演变着。
寥寥千字,要概括金属加工过去的20年,实属不易。在此,我只能从典型的产品出发,梳理过去金属加工曾经报道过的并对未来发展有指引性的先进技术,一些拙见,与您共享。
机床、刀具、夹具被看作是机加工的三大要素。机床经过20年的发展,已经从基本数控型机床发展成为了高端数控机床,这其中又涉及被作为机床大脑的数控系统,它已经从简单的电脑操控变成了具有一定识别能力、并能够进行补偿的高动态数控系统,这里就不得不提到海德汉的TNC640。它不仅继承了iTNC 530的高速高精、五轴联动、智能加工等先进功能,而且还具备诸多创新功能,可以自动调整数控系统进入铣削或车削操作模式,独特的高级动态预测(ADP)、动态高效、动态高精功能可以大幅提高加工效率和表面加工质量,为中国航空航天、模具制造、医疗等高端行业做出了贡献。
而就机床本身而言我们也看到了很大的变化,从最初的单一结构,衍生了很多类型的优化结构和功能。比如卧式加工中心的出现和普及,比如应用越来越多的复合加工中心、五轴加工中心。而就在近两年,混合加工机床(Hybrid Machining)的出现给机床行业带来了革命性的变革,混合加工是在一台设备上可完成两种不同机理的加工过程,如增材制造和切削加工混合,电加工和超声波加工混合等。混合加工过程的优势互补,显著改善了难加工材料(如钛合金)的可加工性,减少了过程力和刀具/工具磨损,对加工零件的复杂表面完整性起到积极作用。目前,DMG MORI、MAZAK、FIVES、松浦、GF、通快、WFL等业内知名机床供应商已经陆续推出了相关产品,相信在未来几年,我们会看到更多这方面的产品在更多的领域中发挥作用。
作为行业内一直非常活跃的刀具制造商,在过去20年推出的新品更是层出不穷。材料方面,去年山特维克可乐满的Inveio给我留下了很深的印象,山特维克可乐满研究出了一种控制该涂层中晶体生长的方法,以确保所有晶体都沿着相同的方向排列,并使最坚固的部分朝向顶面。这些紧密裹在一起的晶体可朝着切削区和切屑方向形成一道坚固的屏障。其结果是造就了耐磨性令人难以置信的材质,以及能够保持长时间切削而不发生变形的切削刃。涂层方面,当然要属瓦尔特老虎双色涂层、银虎涂层和山高刀具的定向结晶涂层金刚甲。此外,刀具也在从夹紧方式、结构设计、冷却方式等角度不断发生改变,比如带动平衡调整结构的高速切削可转位铣刀、肯纳金属推出的Beyond Blast刀片带内冷孔的铣刀,以及瓦尔特推出的两种冷却介质不同的铣刀,其中一款铣刀使用液氮(液氮温度接近零下200℃),另一款铣刀则使用二氧化碳和普通冷却的双通道联合冷却。刀具的变化也从侧面代表了整个制造业零部件加工材料和质量的提升。
在所有要素中,夹具往往是最不受重视的,也是最严重制约金属加工领域发展的瓶颈问题。现在,很多制造企业并不缺少硬件设备,好的机床、好的刀具,但加工效果却达不到预期,究其原因,问题就出在夹具这个往往被人忽略的环节上。工艺升级是金属加工升级的必经之路,时候夹具涉及的工艺问题解决了,什么时候中国机加工行业的转型升级才有出路。很高兴的是,我们已经看到了一些变化,很多夹具厂商已经来到中国,逐渐实现本土化;在提供解决方案的时候,夹具也会被作为关键环节参与其中。
在现如今的金属加工领域,还有一些炙手可热的话题,比如自动化加工、无人化工厂、智能化工厂、数字化工厂,但万变不离其宗,要实现这些目标,基础是关键。抓住了主要矛盾,机加工的转型升级便指日可待。
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