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当前机床行业下游用户需求结构出现高端化发展态势,多个行业都将进行大范围、深层次的结构调整和升级改造,对于高质量、高技术水平机床产品需求迫切,总体上来说,中高档数控机床市场需求上升较快,用户需要更多高速、高精度、复合、柔性、多轴联动、智能、高刚度、大功率的数控机床。例如,汽车行业表现出生产大批量、多品种、车型更新快的发展趋势,新能源汽车发展加速,从而要求加工设备朝着精密、高效、智能化方向不断发展。在航空航天产业领域,随着民用飞机需求量的剧增以及军用飞机的跨代发展,新一代飞机朝着轻质化、高可靠性、长寿命、高隐身性、多构型、快速响应及低成本制造等方向发展,新一代技术急切需要更先进的加工装备来承载,航空制造装备朝着自动化、柔性化、数字化和智能化等方向发展。例如,在‘两机专项’致力于突破的飞机发动机制造中,发动机叶片、整机机匣和叶盘等典型零件逐渐向尺寸大型化、型面复杂化、结构轻量化和制造精密化发展,尤其是高强度的高温耐热合金等新型轻质材料的大量应用,这些整体结构件的几何构型复杂且难加工,对大扭矩、高精度数控机床提出新的更高要求。燃气轮机的大型结构件和大型设备异地维修所需的便携性或可移动式多轴联动数控装备,这种用无固定基座、可重构拼组的小机床加工大型工件的加工方式对新型数控装备的结构设计、工艺规格和高能效加工技术提出更大挑战。
高档数控机床的自主化问题,扼住了中国先进制造业的喉咙。比如,中国数控机床的高档数控系统和功能部件仍然主要依靠进口。2012年国内高档系统的自给率不到5%,约95%依赖进口,其中日本是主要的进口来源国,约占三分之一。
汽车从工厂的流水线开下来。那些用来加工零件、组装汽车的各式各样的巨大机器,就是机床。机床又称工具机。马克思曾说,工具机是十八世纪工业革命的起点。
2002年至今,中国连续十多年成为机床第一大消费国和第一大进口国,机床贸易逆差还有几十亿元。2009年世界还处在泡沫破灭后的惊慌中,中国却连续赢得两个“世界第一”。一是,汽车产量达到1370万辆,这个“世界第一”通常被认为是步入工业大国的标志。二是,中国机床行业完成总产值4014亿元,首次成为世界机床第一大生产国。
数控机床选择复合加工的优点颇多。复合功能使数控机床显着提高了工件成品的生产速度,现今的机械加工更趋向于高精度、多品种、小批量、低成本、短周期和复杂化的加工,复合加工是数控机床的一个重要技术发展方向。复合加工的众多优势在自动化产品和技术在机床上将会得到更为广泛的应用。高速高精度并不仅仅是数控机床对工件的加工速度要高要快,而是生产的产品精度更高,还要求数控机床在工件加工的整个过程中都要高速运转、精确定位,以减少工件在准备、加工、转运、收储等各个环节占用的时间,综合提高工厂的生产效率,降低生产成本。 复合功能使数控机床显着提高了工件成品的生产速度,能够大大消除散列工序加工过程中的运输、装夹及等待时间,使加工周期大大缩短并降低加工车间的在制品数量。工件在机床上只有一次装夹定位,既减少了加工辅助时间,又提高了工件的加工精度。显然,复合加工机床对自动化产品的要求更高。复合功能的实现依赖于针对工件和刀具的实时检测与智能判断、数据运算、刀具管理及系统控制。高灵敏度的探针、高速处理芯片、体积更小、响应速度更快的传感器和执行器等自动化产品和技术在机床上将会得到更为广泛的应用。
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