功能部件產(chǎn)業(yè)的高端化發(fā)展與市場(chǎng)前景

■ 通用技術(shù)集團(tuán)大連機(jī)床有限責(zé)任公司 （遼寧大連 116620） 呂 祎 閆 寒

高級(jí)工程師 呂 祎

圖1 滾柱直線導(dǎo)軌副

大型高速重載精密高檔數(shù)控機(jī)床是機(jī)械制造業(yè)快速發(fā)展的必需品。在數(shù)控機(jī)床組成里，滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副、滾珠絲杠副、高速電主軸、刀塔和刀庫(kù)是其核心和根本所在。

1. 滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副

如圖1所示，高檔滾柱系列滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副是大型高速重載精密高檔數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)向元件，其可靠性、精度保持性和壽命三項(xiàng)主要指標(biāo)決定機(jī)床的服役性能。故滾柱直線導(dǎo)軌副研發(fā)、設(shè)計(jì)和制造水平急需大幅提升，尤其是提振速度300m/min、加速度3g～5g、靜音、低振動(dòng)、低溫升等各項(xiàng)性能指標(biāo)。

2. 滾珠絲杠副

滾珠絲杠副作為大型高速重載精密高檔數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動(dòng)元件，其可靠性、精度保持性和壽命三項(xiàng)主要指標(biāo)決定機(jī)床的的服役性能。故滾珠絲杠副從研發(fā)、設(shè)計(jì)和制造水平上需大幅提升，提振各項(xiàng)性能指標(biāo)，比如高速、高剛性、高精密、高可靠性、返向結(jié)構(gòu)和靜音等。圖2所示為端面循環(huán)結(jié)構(gòu)的滾珠絲杠副，圖3所示為高速滾珠絲杠副。同時(shí)應(yīng)加大開(kāi)發(fā)精密滾珠絲杠副，滿足市場(chǎng)急需。

圖2 端面循環(huán)結(jié)構(gòu)的滾珠絲杠副

圖3 高速滾珠絲杠副

3. 高速電主軸

圖4 電主軸系列

圖5 車銑復(fù)合主軸系列

如圖4、圖5所示，高速電主軸作為大型高速重載精密高檔數(shù)控機(jī)床的三大高新技術(shù)之一，是實(shí)現(xiàn)高速化的重要保障，是傳遞動(dòng)力實(shí)現(xiàn)切削的核心部件。應(yīng)加大在最大輸出扭矩、溫升、拉刀力、振動(dòng)、噪聲、靜剛度、幾何精度、動(dòng)態(tài)回轉(zhuǎn)精度、動(dòng)平衡精度、動(dòng)態(tài)熱效應(yīng)、可靠性、精度保持性、功率和扭矩等方面的研發(fā)力度；推廣陶瓷球軸承及油氣潤(rùn)滑方式等的應(yīng)用；加大轉(zhuǎn)速在25 000r/min以上的高速、大功率電主軸的研發(fā)力度，最終目的是滿足大型高速重載精密高檔數(shù)控機(jī)床的服役性能要求。

4. 刀塔、刀庫(kù)

應(yīng)加大數(shù)控刀塔在典型工況下載荷變化時(shí)的可靠性、綜合性能測(cè)試方法及加速試驗(yàn)方法等的研究；應(yīng)設(shè)法大幅提高數(shù)控刀塔單元定位精度、重復(fù)定位精度，減少振動(dòng)，降低噪聲；應(yīng)進(jìn)行齒盤(pán)的分度精度、制造工藝的深度研究；刀庫(kù)機(jī)械手在不同工況下載荷變化時(shí)，應(yīng)設(shè)法提高其可靠性和綜合性能，進(jìn)行臺(tái)架加速試驗(yàn)方法、綜合性能測(cè)試系統(tǒng)、測(cè)試方法的開(kāi)發(fā)；使換刀時(shí)間由1.5～2.0s減少為0.8～1.2s，杜絕掉刀現(xiàn)象的發(fā)生，以保證高端數(shù)控機(jī)床的穩(wěn)定性、可靠性、精度保持性和壽命等服役性能。

圖6所示為分度馬達(dá)動(dòng)力刀塔，圖7所示為大型鏈?zhǔn)降稁?kù)自動(dòng)換刀裝置。

圖6 分度馬達(dá)動(dòng)力刀塔

5. 市場(chǎng)前景

為實(shí)現(xiàn)我國(guó)從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變，需要大量大型高速重載精密高檔國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床來(lái)替代進(jìn)口機(jī)床。同時(shí)，其他機(jī)械制造也急需大量功能部件產(chǎn)品，這意味著功能部件產(chǎn)品的市場(chǎng)巨大，潛力無(wú)限。

6. 結(jié)語(yǔ)

高剛性、高精度、高速度、高可靠性滾柱直線導(dǎo)軌副，滾珠絲杠副，電主軸以及刀塔、刀庫(kù)等是航空航天、汽車、船舶和精密機(jī)械等尖端產(chǎn)品制造領(lǐng)域的核心功能部件，面對(duì)巨大的市場(chǎng)需求，功能部件的研發(fā)設(shè)計(jì)、制造不得不向高端化發(fā)展，從而促進(jìn)高檔大型數(shù)控機(jī)床為國(guó)家裝備制造業(yè)的發(fā)展提供保證和動(dòng)力。

圖7 大型鏈?zhǔn)降稁?kù)自動(dòng)換刀裝置