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強力成型磨床和高速脈沖鋸切智能帶鋸床的技術(shù)亮點
強力成型磨削這一技術(shù)雖早已被發(fā)明,但當時對于砂輪磨耗補償尚未過關(guān),只好冷藏。隨著現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)迅速發(fā)展,砂輪補償技術(shù)過關(guān),所以近期少數(shù)世界企業(yè)開始在航空發(fā)動機、軍工等工業(yè)中應(yīng)用。但這種技術(shù)被少數(shù)國家壟斷,售價昂貴,甚至大多數(shù)業(yè)內(nèi)人根本不知道強力成型磨削這一技術(shù),對強力成型磨削能一次切深達10~32mm,比旋風銑削還要快都感到十分驚訝。
在上海市機械制造工藝研究所工作時,我是強力成型磨削研究課題的課題組長。當時,這一研究課題是科委下達的,與當時世界水平同時起步。我和課題組的同伴們一起,一直做強力成型磨削作系統(tǒng)的研究工作,直到被文化大革命中止。
研究成果不能應(yīng)用于生產(chǎn),這令我非常遺憾。所以多年來,我一直關(guān)注這一技術(shù)在世界發(fā)展的動態(tài)。當?shù)弥谄髽I(yè)開始研發(fā)強力成型磨床時,我立即萌發(fā)了一個心愿:在我的有生之年,將這一成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力!
為了實現(xiàn)這個心愿,我自學(xué)了數(shù)控、數(shù)字化設(shè)計等新技能,并自費研制了MLK6667帶鋸齒型強力成型磨床實驗機型。功夫不負有心人:2009年,這項技術(shù)獲得了上海市科委和經(jīng)委創(chuàng)新專項獎,中科院上海市科學(xué)研究成果查新中心也認定這個項目達到了水平。
關(guān)于帶鋸切削,我也一直在研究——早在2004年,我就發(fā)明了高速帶鋸床,只要30秒,就可以同時鋸切三根直徑100mm的純銅,比*的圓鋸床更快、更安全、無噪聲、消耗少。為成都鋼廠研制的高速帶鋸床,鋸切直徑320mm的純鐵(潛艇無縫鋼,特別軟,且粘、韌),只需5分鐘,比圓鋸床快得多。我還將高速帶鋸床應(yīng)用于連鑄流水線的定長鋸切工段之中,這一創(chuàng)舉淘汰了*的圓鋸床,打破了洋設(shè)備一統(tǒng)天下的局面。
這兩種技術(shù)案例已經(jīng)過了生產(chǎn)實踐的考驗,在技術(shù)層面上沒有風險,都是應(yīng)用性技術(shù)。下面是對這兩種技術(shù)的具體分析。
強力成型磨床的亮點
在金屬成型切削加工類的機床中,因成型切削加工的難度大,磨床的發(fā)展相對于其他機床的發(fā)展,是慢一拍的,因此至今在金屬成型加工領(lǐng)域中,仍沿用傳統(tǒng)的制造工藝——先銑后磨的方法進行生產(chǎn),設(shè)備的投資大,生產(chǎn)效率低、工具的消耗大、能耗大、加工成本高,成為金屬切削加工領(lǐng)域中的老大難。
強力成型磨床具有眾多亮點:
◆生產(chǎn)率高:
強力成型磨削的金屬去除率高達3~6kg/min,一刀的切深可達10~32mm,比銑削、車削、拉削快,一臺強力成型磨床的功效不僅可以以磨代銑,還能一臺頂二至三臺銑床,顫覆了傳統(tǒng)機械成型加工工藝,只要在光上一次全切深走刀,就能頤肷庇,一氣啊成,獲得高精度的成型產(chǎn)品。
◆強力成型磨削的砂輪損耗甚微,加工的能耗少,所以加工成本低,綠色環(huán)保節(jié)能。
◆節(jié)省固定設(shè)備的投資:
一臺強力成型磨床的生產(chǎn)率≥1~數(shù)個傳統(tǒng)機械成型切削單元(一臺成型銑床加一臺成型磨床組成一個單元)的總和,并可節(jié)省原專為刃磨成型銑刀的刀具磨床,可以節(jié)省一大筆固定設(shè)備的投資款。
◆強力成型磨削損耗甚微、成型精度高,所以批量生產(chǎn)自動化(自動補償)程度高。
◆特別適合加工各種深溝槽,還可加工各種不銹鋼、難加工、高強度、耐熱合金及陶瓷材料。
強力成型磨床的市場應(yīng)用需求
齒輪、齒條、蝸桿、絲桿等零件,是機械行業(yè)中的基礎(chǔ)件,需求量十分巨大。這些機械零件的法向截面都是成型面,因此加工很困難,而強力成型磨削在這些成型加工中具有*的優(yōu)勢。
在這些琳瑯滿目的基礎(chǔ)件之中,經(jīng)充分的調(diào)研,我想首先研發(fā)精密齒條強力成型磨床。這是因為:
隨著現(xiàn)代數(shù)控加工中心機床的普及,在高速、承重、低噪聲、長距離直線傳動機構(gòu)中,需大量精密齒條,在電梯行業(yè)中用齒條替代鋼絲繩索大大提高了*系數(shù)。
目前世界上精密齒條仍然是先銑后磨傳統(tǒng)老工藝,費工費時,所以精密齒條的售價十分昂貴,我國是低端齒條的制造大國,但因沒有國產(chǎn)精密齒條磨床,所以我國的市場被德國ATLANTA、日本KHK、中國臺灣YYC三家公司壟斷。
zui近我得知太倉多家齒條制造商,都認識到如再在低端產(chǎn)品血拚是沒有出路的,所以已有一家公司不惜血本從德國GLOBAL公司進口了兩臺精密齒條強力成型磨床、兩臺齒條銑床以及專為刃磨齒條銑刀的刀具磨床。
為此我前去了解情況,起初遭到了拒絕。我知道他們對強力磨削工藝還不甚了解,所以向他們耐心地解析了強力磨削新工藝中的常見現(xiàn)象,如此才有機會進入車間。
但是我發(fā)現(xiàn)這兩臺磨床只能對齒深小于9mm之下模數(shù)的齒條進行強力成型磨削,因為它們的工作臺面跨度較大、剛性不夠、磨頭主電機功率不足,此外配置不合理、加工工藝程序編制也不合理,因此砂輪的消耗偏大,不能充分發(fā)揮強力成型磨床的威力,所以仍然甩不掉先銑后磨的老法子。
有些企業(yè)為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量、降低加工成本,想進行技術(shù)改造,比如蘇州力強機械制造公司。這是一家船用萬匹機制造商,他們本來想購買強力成型磨床磨制連桿齒形接合面,但國外強力成型磨床太昂貴,所以只能望洋興嘆。其實,這種連桿齒形強力成型磨床比精密齒條磨床的結(jié)構(gòu)更簡單。
精密齒條強力成型磨床的市場前景
我所發(fā)明的精密齒條強力成型磨床,在機床結(jié)構(gòu)方面具有重大突破性的創(chuàng)新,能充分發(fā)揮強力成型磨削的功效,水平,能夠真真做到以磨代銑,所以特別適合磨削齒條類零件,具有磨頭功率強大、生產(chǎn)率高、可加工的跨度大、剛性高、加工長度無極限、機床智能化、信息化、機床結(jié)構(gòu)簡單成本低、附加值高等優(yōu)勢。
齒條強力成型磨床投產(chǎn)后,也可以生產(chǎn)精密齒條供應(yīng)市場,還可生產(chǎn)消隙減速箱與此配套。與砂輪配套單位結(jié)成戰(zhàn)略合作伙伴后,還可以在為客戶售后服務(wù)的同時銷售砂輪、金剛滾輪和冷卻液等等耗材。
此外,這款機床結(jié)構(gòu)*、性能,有知識產(chǎn)權(quán)保護,技術(shù)復(fù)雜系數(shù)高,所以不易被仿造。目前,這一新技術(shù)正處于市場培育期,是一個可持續(xù)發(fā)展的好項目。
高速脈沖鋸切智能帶鋸床的優(yōu)點
我國是鋼鐵生產(chǎn)大國,下料是各種金屬材料進行加工前的首道工序,所以帶鋸床已成為必要的工藝裝備。現(xiàn)在我國帶鋸床行業(yè)發(fā)展得很紅火,但只能生產(chǎn)低端的帶鋸床產(chǎn)品,鋸切各種難加工材料時,效率低、甚至無法鋸切、帶鋸條的損耗大,截面歪曲浪費材料,所以進口的帶鋸床在我國還很有市場,且售價不菲,盡管銷售量不大,但是仍占據(jù)了我國帶鋸床銷售額總量的較高比例。
*帶鋸床與其他各類機床比較,發(fā)展速度并不快,國外的帶鋸床創(chuàng)新點也不多,除制造質(zhì)量好之外,近幾年來只在高速鋸切和數(shù)顯及程序控制方面有所進步。
我發(fā)明的高速脈沖智能帶鋸床具有以下亮點:
一,高速脈沖復(fù)合鋸切,便于排屑、鋸切力小、鋸切效率高是通常帶鋸床鋸切速度3~4倍,能達到甚至超過圓鋸床的鋸切速度。
二,帶鋸條的使用壽命長,鋸床結(jié)構(gòu)剛性好、可使每根帶鋸條運行到壽終正寢,不易發(fā)生意外損壞,鋸切成本低。
三,鋸床智能化程度高,的伺服機成本低廉、工作可靠,信價比高,市場競爭力強。
舉例說明:在2012年10月上海工博會上,我觀察到某德國公司的帶鋸床,配置了液電伺服系統(tǒng),目的是預(yù)置并顯示鋸切速度。但實際情況是:由于液壓系統(tǒng)反映遲鈍,受周圍環(huán)境溫度影響大,zui多只能具有數(shù)顯和按程序運行功能,根本不能智能控制。這樣的產(chǎn)品,價格昂貴,可靠性又很成問題。
高速脈沖鋸切智能帶鋸床市場分析
帶鋸床市場已成熟,市場容量大,是一種量產(chǎn)的產(chǎn)品,德國一家90人的小帶鋸床廠年產(chǎn)值750萬歐元左右,浙江壺鎮(zhèn)帶鋸床企業(yè)規(guī)模較大的企業(yè)年產(chǎn)值達0.8~1.2億元,中等規(guī)模的企業(yè)年產(chǎn)值4000~7000萬元,一般小企業(yè)1600~3000萬元。
隨著我國鋼產(chǎn)量、特種鋼、模具、橋梁、高層建筑、高鐵等等行業(yè)的興起,必然會帶動帶鋸床市場,這款產(chǎn)品是帶鋸床升級換代的新產(chǎn)品,性價比高,可幫助廣大中小企業(yè)量身定制,解決生產(chǎn)中的難題。
(作者:上海耀勝機床科技中心 顧關(guān)耀)
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