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通过创新提升产品的竞争力(下)

来源:国际金属加工商情 发布时间:2020-10-10 835
工业金属加工金属加工金属切削机床金属成型机床模具及冲模焊接设备及工具其他金属材料表面处理测量及控制系统
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——2020 金属加工行业 - 荣格技术创新奖 技术评述

上期中,2020金属加工行业-荣格技术创新奖的评委代表之一——李如松点评了复合加工机床,5轴加工中心、双主轴加工中心,3D打印,软件部分的创新技术。本期中,他将着重点评刀具、自动化、数字化等创新技术。


自动化提高机床的利用率


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图1.集成PHCELL圆形托盘交换系统的DMU65monoBLOCK5轴加工中心


在参选的项目中,德马吉森精机(DMGMORI)公司的PHCELL圆形托盘交换系统是单机实现供料自动化的一种重要功能辅助设备(图1),采用这种设备旨在取代手动装载和卸载,提高机床的利用率和柔性,并弥补技术工人的短缺。Grob的G350a和G550a加工中心也可与Grob自己的圆形托盘储存系统PSS-R进行连接。另外,在VL5DUO双主轴车削中心上也配备有上下料工件输送系统(图2),采用堆垛托盘堆垛毛坯件和成品件,这些托盘在加工区旁的上料位置与机床背部的上料位置之间来回运动,通过机械手为加工主轴装卸零件。在实际生产中,机床上下料的自动化一般是采用工业机器人、桁架机械手和托盘交换系统这三种辅助设备,像JAKAZu12协作机器人就可用于机床加工工件的自动装载和卸载。在未来,在机床上集成自动装载系统,实现机床的自动化也将越来越多地需要非常灵活的工业机器人。


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图2.VL5DUO双主轴车削中心上的工件托盘系统


刀具技术的不断进步推动生产率的提高


刀具技术的开发,直接影响到金属切削的效果。众多刀具制造厂商总是通过刀具材料、刀具的几何角度和涂层材料的综合开发和协调配合,为市场提供新型的刀具。Ceratizit公司(森拉天时)开发了一种创新的车削工艺(图3),利用铣削主轴产生360°的旋转自由角度,将装在刀杆顶端上的车削刀具可置于工件的任何位置,只需一把freeturn刀具就可实施所有已知的车削工序。这样,显著减少了刀具成本和换刀时间。另外,加工过程中主偏角是灵活可调的,可以适时调整,由此不仅可以用来断屑,而且能够提高构件加工质量。


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图3.通过铣削主轴的旋转,带动装在刀杆顶端上的车削刀具实现旋转(360°)


瓦尔特(Walter)公司的钻铣复合式螺纹铣刀TC685Supreme能在一次加工行程中完成底孔和螺纹孔的加工(如果需要,还可进行螺纹的倒角),节省了刀具品种和数量。铣刀端面刀刃的几何角度产生一个稳定的轴向切削力,由此提高了铣削过程的稳定性,从而减小了铣刀的偏移。具有很高的过程可靠性和稳定性。对于用户来说,好处是:削减了半径修正和磨损,刀具寿命长,降低了每个螺纹的加工费用。15°螺旋角和自M6起螺纹铣刀所设置的内部冷却通道可确保可靠排屑,即使是更坚韧的钢(>44HRC)和较深的螺孔也可以可靠地加工。


飞机的轻量化、汽车发动机开发中的所谓“小型化”和高档模具开发导致了大量采用钛、镍基合金等难加工的构件材料,提高其切削加工的效率主要得通过开发新的刀具材料并结合刀具的几何角度来解决。欧瑞康巴尔查斯(OerlikonBalzers)涂层公司推出的balinit®tisaflex是一种高端涂层材料,具有出色的抗氧化性,高热稳定性和出色的耐磨性。通过采用新型涂层为进一步提高刀具性能,高效加工这些难加工材料提供了理想的解决方案。


向数字化生产转型


数字化、中国制造2025、德国提出的工业4.0等都是机床行业当前被最常提及的话题,社会快速的数字化发展,对工业生产的数字化起到了有力的推动作用。已有不少工业企业正在开发或已可提供部分数字产品。从参与评审的项目中,令人印象深刻的是山特维克可乐满公司(SandvikCoromant)的CoroPlus®ToolPath软件,这款软件是该公司对工业4.0进行探索的最新成果之一。推出这一解决方案的目的是将加工互联、加工数据和专业知识结合起来,以提高生产效率和成本控制的能力。CoroPlus平台包括刀具硬件和能收发数据的软件,这一平台能帮助人们减少数据浪费,改善从设计、规划到加工的整个生产过程。另外,还有像博世力士乐(BoschRexroth)集团的CytroBox全新一代智能液压动力单元,也整合了物联网(IoT)技术,为实施工业4.0铺路。而3D打印更是数字制造的典型。无疑,生产的数字化将为企业提供进一步提高生产率的巨大潜力,数字化不仅涉及到个别技术,还涉及到系统联网,涉及到通讯接口标准。实施中国2025或工业4.0,需要把机床集成到信息系统中去,实现整个生产的数字化,还是有很长的路要走。然而,目前已有不少企业正在朝着这个方向努力。


感想


笔者参与这样的评审活动已有6-7次了,深感许多技术在发生日新月异的发生,新技术和新产品不断涌现。如:数字化技术,在6-7年前,还并没有那么受到关注,而在今日,数字化生产、数字革命和互联网却成为人们经常谈论的话题,数字化产品和技术已成为市场的亮点。这一实例充分表明,技术创新,产品创新是推动企业获得成就的一个发动机。


我们从事机械加工行业的企业,在技术上应正确定位自己,不断跟踪用户需求变化,努力创新,时刻提升自己产品的性能,以克服这场新冠肺炎疫情危机所带来的困难,然后再开始接近成功的未来。


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