關于高端數控磨床發展的探討

凌天白 何永義

摘 要：隨著國際和國內制造業的高速發展，傳統的數控磨床已經無法滿足現今制造業的需求，對高端數控磨床的發展提出了更高的要求。由于數控磨床在處理加工精密、復雜、多種類等方面表現出了很高的效率，它作為自動化機床的一種，代表著現在數控機床的發展方向。高端數控機床有效提升了各行業的生產效率，尤其是在汽車行業中，產品的更新速度和社會的精細化分工越來越快，對產品的需求越來越個性化，高端數控磨床的設計開始柔性化發展。

關鍵詞：高端數控磨床；發展；復合化

前言

數控機床代表著國家的生產力，是制造業的基礎設備之一。國家十二五期間，我國的汽車、鐵路、公路、機械等的高速發展對數控機床的需求發生了很大的變化，表現在：對機床的需求增大；機床的消費重點為國家船用設備；市場對高端數控機床的需求增加。我國的機床產業表現出很明顯的區域性，其中上海、杭州、無錫等地的高端數控磨床占全國比例的一半以上，已經是我國磨床的重要開發區域。上海機床有限公司作為我國高端精密數控磨床制作企業，在數控機床行業起著舉足輕重的地位。在所有的數控機床當中，高端數控磨床是需要精細加工的數控機床，磨床的精度影響著磨床所生產加工的零件、設備的質量和精度。

隨著國內外制造行業的高速發展，磨床市場越來越大。然而，在我國的高端數控磨床市場中，我國的磨床的進口在一半以上，同時，我國的磨床市場以中端磨床為主，國內生產的磨床總體工藝能力要低于進口磨床水平。

1 磨床模塊化設計

隨著制造行業的精細化、分工化發展，磨床的發展越來越合理化、智能化。目前提出了可重構機床的理念，也就是模塊化機床，這種機床的設計基礎就是機床結構和功能的模塊化。

上海機床有限公司在設計數控磨床過程中，在整合新舊產品的基礎上形成了非常豐富的功能模塊，通過模塊的差異化組合進而加工成不同的產品。磨床模塊化設計的優勢，使得磨床所生產的產品逐步使用模塊化的設計理念。模塊化磨床的設計極大地提升了磨床生產產品的效率，一定程度上推動了制造產業的發展，減小了產品的制作周期。

2 高端數控磨床的特點及發展

高端數控磨床指的是那些精密、大型、智能、高效的數控機床，它的功能多樣，可以加工生產復雜精密零部件，在設計和制造上有很大的難度，具體表現為以下發展特點：

2.1 磨削方式的復合化、多樣化

伴隨著社會各方面的快速發展，市場對機械加工的要求越來越高，其中最基本需求就是速度、效率、精度，而傳統的數控磨床已經很難滿足現代加工業的需求，復合磨削成為磨削加工方式的主要發展趨勢。

高端復合化磨削是現代制造產業的一種精細加工設備之一，在汽車、鐵路、橋梁、軍工等方面可以解決很多制造難題，尤其是動力裝置、傳動設備等零部件的加工，加工過程中要確保零部件的質量、精度和效率，高端數控磨床已經成為國外制造業的重要加工保障。而我國這方面的數控磨床設備大都需要進口，國內的磨床工藝和國外的相比還有很大的差距，國外的磨床復合化技術先進，同時設備價格也非常昂貴。國內高端復合磨床的起步晚、技術積累低，和國外的同種數控磨床相比，磨床數量少、制作工藝低。但是從10年以后，我國的高端復合數控磨床有了很大的發展，大力振興生產制造業，國內的機床生產企業都開始重視對復合磨床的自主研發。

2.2 磨削速度的高速發展

高速磨削速度指的是五倍以上普通磨削速度，和普通磨削速度相比，高速磨削有以下優勢：磨床的高速磨削改善了數控磨床的磨削效率；高速磨削的加工精度和質量較高；高速磨削可以增強砂輪的使用，降低材料的消耗。近幾年來，國外的超高速磨床磨削有了很大的發展，具體表現為磨削機理和磨削速度上，立方氮化硼、金剛石等材料在砂輪中的使用，使得高速磨削有了發展基礎。目前，我國的高速磨削成果還沒有實現商業化，上海機床有限公司設計出的磨床最高磨削速度為150m/s，主要用于對超硬材料、復合材料的精密加工。高速磨削作為現代制造產業中的先進、前沿工藝，加工范圍廣、效率高、精度高。在我國推廣發展高速磨床，可以有效提升我國制造業的加工能力。

2.3 磨床切削的精度發展

磨床的切削加工可以分為普通、精密和超精密加工，對于不同的生產零部件有不同的加工精度要求，超精密加工切削后的產品表面粗糙度低，加工精度高，可以達到納米級別。超精密磨削加工的基礎是超精密磨床，現今超精密磨床的發展趨勢是自動、精度化。我國精密磨床的切削還在初級階段，哈工大的袁哲俊教授在國產數控磨床上研發了磨削設備，實現了傳統難以加工材料的精密磨削加工。

3 我國磨床工藝以及存在的問題

隨著我國經濟的快速發展，高端數控機床進入了高速發展期，通過對國外先進磨床工藝技術的引進、自身工藝的創新等，堅持產學研的發展合作，已經基本具備高端數控磨床的自主研發能力，國內數控機床行業涌現出了一大批實力強、有特色的公司，以市場為導向、以需求為動力，開發出了有競爭力的數控磨床。雖然我國在高端數控磨床上有了很大的進步，但是，和國外的先進高端磨床相比，國產的磨床在加工效率、質量、復合性和智能化等方面還有很大的差距，表現為：磨床零部件功能配套的薄弱性；磨床設計理念的滯后性；高端磨床控制方式的落后性。

分析國內外高端數控磨床之間的差距，主要原因是我國數控磨床技術落后、零部件的制造工藝較低、重要零部件的設計理念落后以及核心技術的不足等等都是影響我國高端數控磨床發展的重要因素。

4 結束語

通過把國內高端磨床公司和國外先進磨床公司相互對比，追蹤國外先進磨床公司工藝，以市場為導向，提升自主研發能力、調整產業結構。隨著我國“高端數控機床與基礎制作設備”這一科技重大專項的實施，希望國內的高端數控磨床公司以此為契機，加強物理和仿真實驗的并重，重視實驗基地的建設；將研究所、企業、高校緊密結合，加強合作，把高校科研成果市場化、工業化；調整產業結構、轉變發展方式，促使我國高端數控磨床向著超高精度、高磨削速度、復合智能化方向發展。

參考文獻

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