全球金融危機(jī)的陰霾還沒(méi)有褪去,當(dāng)全世界的航空制造企業(yè)還在掙扎著想跳出現(xiàn)在的格局、脫離危機(jī)大霧籠罩的時(shí)候,巴黎航空展已盛大登場(chǎng),各航空企業(yè)都爭(zhēng)相“競(jìng)艷”,使出渾身解數(shù)亮出各家絕技。
但是,支撐這些航空制造業(yè)巨頭在展會(huì)上大展拳腳的是先進(jìn)的金屬加工制造技術(shù)和機(jī)床工具設(shè)備。今天,世界航空航天制造業(yè)不僅是制造技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng),也是機(jī)床工具企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)。航空航天制造中涉及到的各種特種材料,沒(méi)有先進(jìn)的機(jī)床工具為基礎(chǔ),也就沒(méi)有現(xiàn)在世界航空業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。那么,現(xiàn)在航空航天制造中主要應(yīng)用到的材料有哪些?材料的特點(diǎn)與其他行業(yè)的性能有什么區(qū)別?金屬加工中所用的刀具、機(jī)床與一般金屬加工有什么差異?為此,我們有幸請(qǐng)到了在航空航天制造中專門(mén)從事金屬切削、設(shè)備維修和材料應(yīng)用研究等方面的一線工程師,在《金屬加工》與中國(guó)金屬加工在線論“劍”。
矛未出 盾先示
航空航天制造中所用的材料到底和普通行業(yè)中的材料有什么區(qū)別?這些材料有什么樣的性能呢?
葉洪濤:不斷提高對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)的要求決定了其材料的發(fā)展趨勢(shì)。更高的推重比、更高的轉(zhuǎn)速和渦輪前溫度決定了其構(gòu)成材料應(yīng)該具備更輕的重量、更高的強(qiáng)度和耐高溫性能。從國(guó)外航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)情況看,航空發(fā)動(dòng)中國(guó)金屬加工在線版權(quán)所有機(jī)材料的應(yīng)用趨勢(shì)具有以下特點(diǎn):①鈦合金在發(fā)動(dòng)機(jī)全部材料中所占的比重越來(lái)越大,鈦合金與其他金屬結(jié)構(gòu)材料比較,具有比強(qiáng)度高、中溫性能好和耐腐蝕等顯著優(yōu)點(diǎn)。鈦合金的比重僅為合金鋼的一半左右,而強(qiáng)度比鋁要高得多。早期發(fā)動(dòng)機(jī)上所大量使用的鋼、鋁制零部件已被鈦合金所取代。低溫轉(zhuǎn)動(dòng)零部件大部分為鈦合金制成,原來(lái)出于成本考慮而采用的鋼制機(jī)匣也改用鈦合金來(lái)制造。②高溫合金取代耐熱中國(guó)金屬加工在線版權(quán)所有鋼成為高溫零部件的主要材料。壓氣機(jī)高溫部件、燃燒室部件、渦輪部件、噴口等基本上使用鎳基和鐵基高溫合金。除了傳統(tǒng)的鍛造和鑄造高溫合金外,定向結(jié)晶高溫合金、單晶高溫合金和粉末冶金高溫合金等也已在更大的范圍內(nèi)開(kāi)始使用。③復(fù)合材料等的應(yīng)用。外涵機(jī)匣等部位開(kāi)始使用更輕的碳纖維復(fù)合材料代替原先的鋁合金或鋼材,以便更大程度上減輕整機(jī)重量。
張玉峰:不銹鋼、高溫合金以及鋁鎂合金是航天產(chǎn)品制造中所采用的主要材質(zhì),但在某些特殊部位用到的高溫合金(包括Fe基、Ni基和Co基三種)與鈦合金材料的加工最讓人頭痛。
高溫合金和鈦合金在540℃以上的高溫狀態(tài)下仍能保持中國(guó)金屬加工在線版權(quán)所有很高的強(qiáng)韌性和低的導(dǎo)熱性,被稱為耐熱“超強(qiáng)合金”。這些耐熱 “超強(qiáng)合金”在高溫氧化氣氛或燃?xì)鈼l件下能長(zhǎng)期工作,能增加使用壽命和具有一些特殊的性能,現(xiàn)正被廣泛應(yīng)用于航空航天、電站以及汽輪機(jī)行業(yè)。
由于耐熱“超強(qiáng)合金”的成分和組織的特性,其切削性能很差。行業(yè)內(nèi)做了個(gè)比較,如果以45鋼的切削性能作為基準(zhǔn)1,那么Ni基高溫合金的相對(duì)加工性僅為0.05~0.2;鈦合金根據(jù)含碳量不同(含碳量>0.2%時(shí)會(huì)形成硬的碳化物使切削性能下降),其相對(duì)加工性也僅為0.2~0.3。
耐熱“超強(qiáng)合金”切削性能很差的原因主要為變形抗力大、加工溫度高、加工硬化大等三個(gè)方面的主要因素。
盾既出 “劍”出鞘
既然在航空航天制造業(yè)中有這些先進(jìn)材料的出現(xiàn),就有我們相關(guān)的技術(shù)人員來(lái)破解這些難加工材料,使他們?yōu)槲覀兊暮娇蘸教旃I(yè)服務(wù)。
沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司楊金發(fā)和賀芳兩位工程師在這些材料的加工上有獨(dú)到的見(jiàn)解。
賀 芳:從金屬加工的角度,按前面兩位工程師所講的趨勢(shì),以鈦合金、高溫合金等為代表的難加工材料的比例正在不斷增加,傳統(tǒng)的鋼、鋁等相對(duì)易加工材料的比例則相對(duì)減少。這使我們從事金屬加工工藝的人員面臨更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
與鋼、鋁等材料相比,我們?cè)陔y加工材料方面的試驗(yàn)研究開(kāi)展要少得多。這不僅僅是因?yàn)檫@些材料的應(yīng)用通常局限于航空航天等專業(yè)領(lǐng)域,更關(guān)鍵的是由于切削加工性差,刀具壽命短等原因,難加工材料的切削試驗(yàn)費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通材料。對(duì)于近年來(lái)涌現(xiàn)的很多新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)材料,相關(guān)的切削數(shù)據(jù)也很缺乏。這同時(shí)也影響相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)。
不過(guò)所幸的是, 對(duì)于加工一些在國(guó)內(nèi)外航空發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用廣泛的難加工材料牌號(hào)如Ti6Al4V、Inconel718等,近20年來(lái),我國(guó)航空企業(yè)和科研院所還是積累了相當(dāng)多的加工經(jīng)驗(yàn),并取得了相當(dāng)多的研究成果。進(jìn)入本世紀(jì)以來(lái),由我們中國(guó)金屬加工在線版權(quán)所有公司和南京航空航天大學(xué)聯(lián)合開(kāi)展的難加工材料高速切削試驗(yàn)研究中,使用整體硬質(zhì)合金銑刀已經(jīng)將Ti6Al4V葉片零件的銑削速度從原來(lái)的24m/min提高到了160m/min,而使用可轉(zhuǎn)位陶瓷刀片銑削 Inconnel718合金材料的速度更是可達(dá)300m/min以上。
這些研究成果對(duì)于新型鈦合金、高溫合金材料的加工研究提供了有益的借鑒。在新型發(fā)動(dòng)機(jī)中采用的鈦合金材料,在切削加工性方面要難于 Ti6Al4V,但其加工規(guī)律還是相近的。在我們開(kāi)展鑄造、粉末冶金、定向結(jié)晶以及單晶高溫合金的加工研究方面,Inconnel合金的加工經(jīng)驗(yàn)還是有很大的幫助。
楊金發(fā):航空制造業(yè)用刀具的進(jìn)步推動(dòng)了航空制造業(yè)的發(fā)展,高性能刀具不斷滿足航空制造業(yè)新型材料加工的需要。特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)的制造中,硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具,CBN刀具等先進(jìn)刀具在難加工材料的加工中發(fā)揮著重要的作用。
比如我們?cè)阢娤骷庸つ潮”陬惲慵牧螱H2132固溶并時(shí)效后,硬度較高。該材料切削溫度高;加工硬化傾向大;切削時(shí)其硬化層深度可達(dá) 0.04mm,給切削加工帶來(lái)不良影響。材料的強(qiáng)度高,塑性和韌性大,表面殘余應(yīng)力大,容易造成加工缺陷,使零件表層的性能降低,影響零件表面質(zhì)量。在切削加工中應(yīng)合理選擇切削深度和進(jìn)給量,使切削刃在硬化層下面切削,否則會(huì)給切削帶來(lái)困難,加快刀具磨損。該零件直徑較大,壁厚中國(guó)金屬加工在線版權(quán)所有較薄,使得零件的剛度大大下降,導(dǎo)致切削力增大,在加工中會(huì)發(fā)生振動(dòng),引起零件變形,零件表面容易出現(xiàn)振蕩波紋。故我們?cè)谇邢髟囼?yàn)時(shí),根據(jù)工件切深進(jìn)行多次分層加工。根據(jù)零件材料特性選擇的銑刀需具有較高的硬度、耐磨性、熱穩(wěn)定性、優(yōu)良的中國(guó)金屬加工在線版權(quán)所有化學(xué)穩(wěn)定性和很強(qiáng)的導(dǎo)熱性及較低的摩擦因素。必須合理地選擇刀具幾何角度。如果銑刀刀具的幾何角度不合理,會(huì)引起零件嚴(yán)重變形。因此,我們根據(jù)國(guó)內(nèi)外刀具企業(yè)的制造特點(diǎn)選擇不同的刀具幾何形狀來(lái)加工這種零件。
又如,我們?cè)阢@削TC4材料時(shí),因?yàn)椴牧鲜墙?jīng)過(guò)固溶并時(shí)效處理,硬度較高。該材料切削變形系數(shù)小,零件材料本身易與各種氣體雜質(zhì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致零件表層的硬度及脆性上升。由于TC4材料導(dǎo)熱系數(shù)低,導(dǎo)熱性差,切削熱積于切削刃附近的狹小區(qū)域內(nèi),加速了刀具磨損。當(dāng)切削溫度高時(shí),在切削力的作用下,切屑及被加中國(guó)金屬加工在線版權(quán)所有工零件表面與刀具材料咬合,產(chǎn)生嚴(yán)重的黏刀現(xiàn)象,影響零中國(guó)金屬加工在線版權(quán)所有件表面質(zhì)量。在TC4 材料上鉆孔,要求鉆頭要有足夠的硬度、耐磨性和較強(qiáng)的排屑能力。根據(jù)該類材料的特點(diǎn),在選擇鉆頭時(shí),最好選用冷卻方式為內(nèi)冷卻的鉆頭,可以有效地改善切削條件。鉆頭的頂角要稍大一些,不但能夠提高鉆頭的排屑性能,而且有利于刀尖散熱,提高刀具的使用壽命。
亮“劍”金屬加工
世界上沒(méi)有兩枚葉片是完全一樣的,因此,也不管是什么好刀,只要制造廠家不同,他們的產(chǎn)品質(zhì)量和刀具型號(hào)都有自己的特點(diǎn)。
也不管企業(yè)怎么評(píng)價(jià)自己的產(chǎn)品,最終用戶的評(píng)價(jià)應(yīng)該是最公正、最客觀的。到底是國(guó)產(chǎn)的刀具企業(yè)制造的刀具優(yōu)異,還是國(guó)外的刀具產(chǎn)品略勝一籌。我們聽(tīng)聽(tīng)下面兩位工程師的評(píng)價(jià)。
楊金發(fā):進(jìn)口刀具的優(yōu)勢(shì)在于加工尺寸精度及穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)、切削效率高,刀具及其配件具有良好互換性。相對(duì)劣勢(shì)在于進(jìn)口刀具費(fèi)用高、供貨周期較長(zhǎng)。國(guó)產(chǎn)刀具在價(jià)格上具有一定的優(yōu)勢(shì)。從目前情況看,有的國(guó)產(chǎn)刀具用于進(jìn)口材料加工,有的進(jìn)口刀具用于國(guó)內(nèi)材料加工,加工出的刀具切削性能都差不多,而價(jià)格差別很大。金融危機(jī)前提下,航空企業(yè)在采購(gòu)性價(jià)比更高的刀具同時(shí)更加偏重于價(jià)廉質(zhì)優(yōu)的國(guó)產(chǎn)刀具。
比如我前面講的第一個(gè)切削GH2132時(shí),我們就做過(guò)國(guó)內(nèi)外兩種不同刀具的切削實(shí)驗(yàn),根據(jù)最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,我們得出了這樣的一個(gè)結(jié)論,某些國(guó)產(chǎn)銑刀在切削性能上已經(jīng)達(dá)到進(jìn)口刀具的水平,加工出的零件符合航空制造業(yè)的要求,但國(guó)產(chǎn)刀具質(zhì)中國(guó)金屬加工在線版權(quán)量不夠穩(wěn)定。從刀具成本上分析,國(guó)產(chǎn)刀具成本為進(jìn)口刀具的1/3左右,這非常有效地降低了刀具費(fèi)用。我們也做過(guò)前面我說(shuō)的第二種材料的鉆削實(shí)驗(yàn),其結(jié)果表明,在使用壽命上國(guó)產(chǎn)刀具與國(guó)外刀具相差無(wú)幾,但是,我們?cè)谥袊?guó)金屬加工在線版權(quán)應(yīng)用國(guó)產(chǎn)鉆頭時(shí)要根據(jù)國(guó)產(chǎn)刀具的特點(diǎn),在刀具的夾持,系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及切削參數(shù)優(yōu)化等方面進(jìn)行不斷探索。我覺(jué)得良好的國(guó)產(chǎn)鉆頭具有替代進(jìn)口鉆頭的能力,而價(jià)格卻相當(dāng)于進(jìn)口鉆頭1/2左右。應(yīng)用國(guó)產(chǎn)鉆頭,不僅確保了零件加工質(zhì)量而且使刀具成本大幅下降,達(dá)到預(yù)期目的。
總之,國(guó)產(chǎn)刀具替代部分進(jìn)口刀具符合科學(xué)發(fā)展觀的要求,航空制造業(yè)刀具國(guó)產(chǎn)化需求強(qiáng)烈,這對(duì)于國(guó)內(nèi)刀具企業(yè)來(lái)說(shuō)既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn)。部分國(guó)內(nèi)刀具企業(yè)有不少先進(jìn)的刃磨設(shè)備,刀具的刃磨方面與進(jìn)口刀具差別不大。在加工某些材料時(shí)國(guó)產(chǎn)刀具切削性能與進(jìn)口刀具不相上下,而且某些國(guó)產(chǎn)刀具性價(jià)比具有一定的優(yōu)勢(shì),完全可以替代進(jìn)口刀具。
張玉峰:經(jīng)過(guò)這幾年的工作和研究,我覺(jué)得國(guó)內(nèi)數(shù)控刀具和國(guó)外數(shù)控刀具的區(qū)別主要存在以下兩點(diǎn):一是科學(xué)技術(shù)含量低,現(xiàn)階段,硬質(zhì)合金刀具在發(fā)中國(guó)金屬加工在線版權(quán)所有達(dá)國(guó)家已占刀具類型的主導(dǎo)地位,比重高達(dá)70%。而高速鋼刀具卻正以每年1%~2%的速度縮減,所占比例目前已降至30%以下。同時(shí),硬質(zhì)合金切削刀具在我國(guó)也已經(jīng)成為加工企業(yè)所需的主力刀具,被廣泛地應(yīng)用在汽車及零部件生產(chǎn)、模具制造、航空中國(guó)金屬加工在線版權(quán)所有航天等重工業(yè)領(lǐng)域,但我國(guó)刀具企業(yè)卻盲目地、大量地生產(chǎn)高速鋼刀以及一些低檔標(biāo)準(zhǔn)刀具,完全沒(méi)有考慮到市場(chǎng)飽和度和企業(yè)所需,最終把具有高附加值、高科技含量的中高端刀具市場(chǎng)“拱手相讓”給國(guó)外企業(yè)。二是服中國(guó)金屬加工在線版權(quán)所有務(wù)與國(guó)際不接軌,跨國(guó)企業(yè),如德國(guó)雄克、日本黛杰、丹麥尤尼莫克、瑞典山高和山特維克可樂(lè)滿、美國(guó)肯納等刀具生產(chǎn)企業(yè),在漫長(zhǎng)的歷史發(fā)展中已經(jīng)積累了豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),這也就決定了其服務(wù)形式不再是“一錘子買(mǎi)賣”,而是超越了只提供給客戶刀具的初級(jí)銷售階段,根據(jù)客戶在生產(chǎn)過(guò)程中碰到的刀具方面的問(wèn)題,及時(shí)地提出解決方案,這種把銷售融入到企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的高級(jí)形式已成為國(guó)外企業(yè)慣用的銷售方式,這也是為什么知名刀具企業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品貴而有市,部分中國(guó)企業(yè)雖“量大面廣”卻不能贏得客戶的青睞的原因之一。
“英雄”誰(shuí)主沉浮
再好的劍沒(méi)有出的眾舞劍人也是一把廢鐵。因此,好的刀具應(yīng)該有一臺(tái)好的機(jī)床設(shè)備來(lái)支撐起他的美譽(yù),也只有“英雄”才能配“寶劍”。下面就請(qǐng)看看我們的工程師們是怎么看待國(guó)內(nèi)外的機(jī)床工具產(chǎn)品的。
張玉峰:航空航天制造業(yè)是軍工制造業(yè)最為重要的組成部分,其技術(shù)水平和生產(chǎn)能力是國(guó)家制造業(yè)實(shí)力和國(guó)防科技工業(yè)現(xiàn)代化水平的綜合體現(xiàn),在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防現(xiàn)代化中有著舉足輕重、不可替代的地位和作用。由于航天產(chǎn)品對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能和性能、服役環(huán)境、產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性等方面都有很高甚至是苛刻的要求,大中國(guó)金屬加工在線版權(quán)所有量新材料、新結(jié)構(gòu)首先在航空航天產(chǎn)品中得到應(yīng)用;國(guó)防需要以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要求航空航天中國(guó)金屬加工在線版權(quán)所有產(chǎn)品的研制周期和生產(chǎn)周期大大縮短;此外,要求最終產(chǎn)品的全生命周期使用成本不斷降低。航空航天產(chǎn)品對(duì)制造技術(shù)提出了更高的要求,國(guó)內(nèi)外的航空航天制造業(yè)都廣泛地采用先進(jìn)制造技術(shù)。數(shù)控機(jī)床與裝備是先進(jìn)制造技術(shù)中的重要組成,在航空航天產(chǎn)品制造中已成為決定性的關(guān)鍵技術(shù)之一。
我國(guó)從20世紀(jì)90年代末開(kāi)始,掌握了基于通用32位工業(yè)控制機(jī)開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu),解決了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換,提高了數(shù)控系統(tǒng)可靠性,平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間由5000h提高到15 000h以上,達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。國(guó)產(chǎn)中低檔中國(guó)金屬加工在線版權(quán)所有數(shù)控機(jī)床在航天產(chǎn)品制造中得到廣泛的應(yīng)用,主要為數(shù)控車床、立式加工中心、數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床、數(shù)控齒輪機(jī)床、數(shù)控磨床、電加工機(jī)床、數(shù)控成形機(jī)床其具有較好的性價(jià)比和競(jìng)爭(zhēng)力,得到了制造業(yè)的認(rèn)可,基本上滿足國(guó)內(nèi)需求。
長(zhǎng)期依靠國(guó)外進(jìn)口一批急需的,受制于國(guó)外的高檔數(shù)控機(jī)床研發(fā)雖然取得了一定的突破,但其精度還有待提高,才能完全適應(yīng)于航空航天產(chǎn)品的制造。其代表數(shù)控機(jī)床有五軸聯(lián)動(dòng)橫梁移動(dòng)式高速龍門(mén)銑削加工中心、五軸聯(lián)動(dòng)龍門(mén)加工中心、五軸聯(lián)動(dòng)車銑中心、五軸聯(lián)動(dòng)葉片加工中心、五軸聯(lián)動(dòng)臥式加工中心等數(shù)控機(jī)床設(shè)備。
作為航空航天制造企業(yè)在選擇數(shù)控機(jī)床的同時(shí),除了比試技術(shù)與價(jià)格外,也在選數(shù)控機(jī)床廠商的服務(wù)質(zhì)量。由于現(xiàn)在各企業(yè)間的數(shù)控機(jī)床相當(dāng)前幾年不管是技術(shù)人員還是操作工人都有相當(dāng)一定的基礎(chǔ),因此作為數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠商,應(yīng)根據(jù)各個(gè)企業(yè)的實(shí)際情況制定專門(mén)的服務(wù)計(jì)劃。
高 虹:我公司現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備中,役齡在10年以上的占一半左右,普遍存在的現(xiàn)象是數(shù)控系統(tǒng)老化,硬件面臨淘汰,精度喪失,影響到正常的生產(chǎn),已到了大修周期,急需大修改造,數(shù)控系統(tǒng)更新。
當(dāng)前生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的公司廠家較多,國(guó)外如德國(guó)西門(mén)子公司、日本FANUC公司、法國(guó)NUM公司、德國(guó)海德漢公司等,國(guó)內(nèi)如武漢華中數(shù)控公司、北京航天機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)集團(tuán)公司、沈陽(yáng)高檔數(shù)控國(guó)家工程研究中心和廣州數(shù)控公司等,與國(guó)外數(shù)中國(guó)金屬加工在線版權(quán)所有控系統(tǒng)相比較,客觀來(lái)講,我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得了明顯進(jìn)步,經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)已形成規(guī)模優(yōu)勢(shì),它的功能、性能不斷改善,價(jià)格和服務(wù)方面還有較大優(yōu)勢(shì),可靠性與國(guó)外系統(tǒng)的差距也已顯著縮小,并且具備全數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和主軸伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等配套能力,在數(shù)控銑床、加工中心等中檔數(shù)控機(jī)床得到批量配套應(yīng)用。但我國(guó)高檔數(shù)控系統(tǒng)的性能、功能、可靠性和適用性與國(guó)外中國(guó)金屬加工在線版權(quán)所有確實(shí)還存在比較大的差距,高性能數(shù)控系統(tǒng)基本信賴進(jìn)口,再加上用戶對(duì)國(guó)產(chǎn)品牌市場(chǎng)認(rèn)同度低、國(guó)內(nèi)企業(yè)規(guī)?;a(chǎn)工藝技術(shù)落后,影響產(chǎn)品的可靠性、質(zhì)量的穩(wěn)定性,外國(guó)品牌依然占領(lǐng)中國(guó)市場(chǎng)的80%以上,國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)品牌所占份額很小,市場(chǎng)完全被國(guó)外壟斷。尤其是對(duì)于國(guó)防工業(yè)急需的高檔數(shù)控機(jī)床,國(guó)外在配套高檔數(shù)控系統(tǒng)方面仍對(duì)我國(guó)封鎖限制,因此高檔數(shù)控系統(tǒng)成為制約我國(guó)高檔數(shù)控機(jī)床發(fā)展的主要瓶頸,國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)機(jī)床裝備的核心關(guān)鍵部件,是決定其性能、功能、可靠性和成本的關(guān)鍵因素。
因此,對(duì)于數(shù)控車床、銑床、加工中心的改造中,采用國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)完全可以滿足使用功能要求,而且可以大大降低改造成本,同時(shí)促進(jìn)了國(guó)產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)品向品牌化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的步伐。
展望未來(lái)
世界在進(jìn)步,科技在發(fā)展。航空航天事業(yè)也在不斷飛速發(fā)展,那么只有機(jī)床工具這些“寶劍”和“英雄”都不斷的提升自身的能力才能適應(yīng)這個(gè)不斷更新的地球。
我們的機(jī)床工具將何去何從?看看我們的工程師們是怎么說(shuō)的?
張玉峰:隨著航空航天制造業(yè)的發(fā)展,在航空航天產(chǎn)品加工過(guò)程中中小批量生產(chǎn)的趨勢(shì)日益增強(qiáng),從而對(duì)數(shù)控機(jī)床的柔性和通用性提出了更高的要求,需要市場(chǎng)能提供不同加工需求,并且從高效、低成本面向用戶的控制系統(tǒng),并大幅度地降低維護(hù)和培訓(xùn)中國(guó)金屬加工在線版權(quán)的成本,同時(shí)還要求新一代數(shù)控系統(tǒng)具有方便的網(wǎng)絡(luò)功能,便于更好地適應(yīng)各生產(chǎn)車間任務(wù)和定單無(wú)紙化的生產(chǎn)組織和管理模式以及DNC數(shù)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的推進(jìn)。近十年來(lái),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,各種不同層次的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生,發(fā)展很快,目前正朝標(biāo)準(zhǔn)化中國(guó)金屬加工在線所有開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)的方向推進(jìn)。就現(xiàn)階段結(jié)構(gòu)形式而言,當(dāng)今世界上的數(shù)控系統(tǒng)有傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)、“PC嵌入NC”結(jié)構(gòu)的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)、“NC嵌入PC”結(jié)構(gòu)的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)、SOFT型開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)等四種類型。
縱觀這些年來(lái)我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷程,盡管我們?nèi)〉昧瞬簧俪煽?jī),但與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展的速度和水平相比,差距還是很大。它主要表現(xiàn)在產(chǎn)品技術(shù)含量低、品種少、質(zhì)量不穩(wěn)定。由于國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)力較差,因而,目前我國(guó)中高檔數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)域基本上被國(guó)外產(chǎn)品所壟斷。
通過(guò)以上數(shù)控技術(shù)發(fā)展的分析,作為航空航天制造企業(yè)而言,數(shù)控機(jī)床的發(fā)展方向應(yīng)該重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵功能部件和數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化,為數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品升級(jí)奠定基礎(chǔ),發(fā)展高精度數(shù)控化測(cè)量?jī)x器和數(shù)控刀具,為中高檔數(shù)控機(jī)床配套。
在航空航天制造業(yè)中數(shù)控機(jī)床的數(shù)量相當(dāng)可觀,并且大量引進(jìn)國(guó)外數(shù)控加工中心、數(shù)控電加工設(shè)備等,高精度、高自動(dòng)化的加工機(jī)床成為航空航天制造企業(yè)的設(shè)備引進(jìn)重點(diǎn),這些設(shè)備的引進(jìn)對(duì)于提高航空航天制造水平和生產(chǎn)能力發(fā)揮了重要的作用,但縱觀整個(gè)行業(yè)對(duì)先進(jìn)行設(shè)備的使用情況來(lái)看,其結(jié)果并不理想。例如,五軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)中國(guó)金屬加工在線版權(quán)所有控機(jī)床只用了三軸聯(lián)動(dòng),數(shù)控加工中心當(dāng)作普通的三軸數(shù)銑床使用,導(dǎo)致原因主要為中國(guó)金屬加工在線操作人員對(duì)數(shù)控機(jī)床的性能了解不透徹,數(shù)控機(jī)床培訓(xùn)不夠。因此作為數(shù)控機(jī)床的廠商應(yīng)根據(jù)所銷售的數(shù)控機(jī)床作出詳細(xì)的后期培訓(xùn)計(jì)劃,如維修、CAD/CAM的應(yīng)用、數(shù)控系統(tǒng)的升級(jí)等,只有服務(wù)到位,設(shè)備能力用夠了,企業(yè)收到了效果了,該公司的數(shù)控機(jī)床才會(huì)在企業(yè)中進(jìn)一步得到推廣。
楊金發(fā):航空制造業(yè)每一種新型材料的采用都會(huì)對(duì)刀具性能提出新的要求,國(guó)內(nèi)刀具企業(yè)只有不斷適應(yīng)難加工材料和新型材料加工的需要,充分發(fā)揮工具材料的資源優(yōu)勢(shì)和人力資源優(yōu)勢(shì),在刀具管理水平、質(zhì)量保障技術(shù)等方面迅速提升,才能不斷促進(jìn)國(guó)產(chǎn)刀具在航空制造業(yè)中的應(yīng)用。
高 虹:科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步帶來(lái)了我國(guó)基礎(chǔ)制造業(yè)的突飛猛進(jìn),尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域里的應(yīng)用,數(shù)控產(chǎn)品越來(lái)越向著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向發(fā)展,基于PC所具有的開(kāi)放性、低成本、高可靠性、軟硬件資源豐富等特點(diǎn),更多的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)繼續(xù)向開(kāi)放式、基于PC中國(guó)金屬加工在線所有的第六代方向發(fā)展。未來(lái)數(shù)控系統(tǒng)的精度越來(lái)越高,速度越來(lái)越快,控制功能越來(lái)越人性化、智能化,功能越來(lái)越強(qiáng)大,復(fù)雜性越來(lái)越強(qiáng),相反地,可維修性越來(lái)越弱。處于當(dāng)今這樣一個(gè)轉(zhuǎn)型期,如何與時(shí)俱進(jìn),以發(fā)展的眼中國(guó)金屬加工在線版權(quán)所有光把握未來(lái)數(shù)控技術(shù)發(fā)展方向,打破固有的設(shè)備維修模式,研究今后一段時(shí)期設(shè)備維修的特點(diǎn),是非常重要和必要的課題。
由于現(xiàn)代化的維修技術(shù)日益復(fù)雜,我們的維修理念、維修思路和手段也應(yīng)該隨之更新,鑒于數(shù)控系統(tǒng)軟件在整個(gè)數(shù)控機(jī)床中所占的比例越來(lái)越大,對(duì)數(shù)控系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)管理與維護(hù)的方法是值得我們研究和探索的新課題。從辨證的角度來(lái)看,CNC系統(tǒng)的硬件和軟件是等價(jià)的,硬件為軟件的運(yùn)行中國(guó)金屬加工在線版權(quán)所有提供支持環(huán)境,軟件用來(lái)實(shí)現(xiàn)功能和過(guò)程管理與控制,以往在設(shè)備維修過(guò)程中,我們較注重硬件的修理、更換,忽視了數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)及相關(guān)軟件的維護(hù)方法的總結(jié)和應(yīng)用,在一定程度上弱化了軟件維護(hù)在設(shè)備維修中所起的作用;以科學(xué)的、發(fā)展的眼光看待今后數(shù)控設(shè)備的管理與維修,如果能夠?qū)⒂布蘩砼c軟件維護(hù)結(jié)合起來(lái),必將獲得事半功倍的效果。