车床和数控的区别(6篇)
车床和数控的区别篇1
20世纪中期,随着电子技术的发展,自动信息处理、数据处理以及电子计算机的出现,给自动化技术带来了新的概念,用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制,推动了机床自动化的发展。
采用数字技术进行机械加工,最早是在40年代初,由美国北密支安的一个小型飞机工业承包商派尔逊斯公司(ParsonsCorporation)实现的。他们在制造飞机的框架及直升飞机的转动机翼时,利用全数字电子计算机对机翼加工路径进行数据处理,并考虑到刀具直径对加工路线的影响,使得加工精度达到±0.0381mm(±0.0015in),达到了当时的最高水平。
1952年,麻省理工学院在一台立式铣床上,装上了一套试验性的数控系统,成功地实现了同时控制三轴的运动。这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床。
这台机床是一台试验性机床,到了1954年11月,在派尔逊斯专利的基础上,第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯公司(Bendix-Cooperation)正式生产出来。
在此以后,从1960年开始,其他一些工业国家,如德国、日本都陆续开发、生产及使用了数控机床。
数控机床中最初出现并获得使用的是数控铣床,因为数控机床能够解决普通机床难于胜任的、需要进行轮廓加工的曲线或曲面零件。
然而,由于当时的数控系统采用的是电子管,体积庞大,功耗高,因此除了在军事部门使用外,在其他行业没有得到推广使用。
到了1960年以后,点位控制的数控机床得到了迅速的发展。因为点位控制的数控系统比起轮廓控制的数控系统要简单得多。因此,数控铣床、冲床、坐标镗床大量发展,据统计资料表明,到1966年实际使用的约6000台数控机床中,85%是点位控制的机床。
数控机床的发展中,值得一提的是加工中心。这是一种具有自动换刀装置的数控机床,它能实现工件一次装卡而进行多工序的加工。这种产品最初是在1959年3月,由美国卡耐·;特雷克公司(Keaney&TreckerCorp.)开发出来的。这种机床在刀库中装有丝锥、钻头、铰刀、铣刀等刀具,根据穿孔带的指令自动选择刀具,并通过机械手将刀具装在主轴上,对工件进行加工。它可缩短机床上零件的装卸时间和更换刀具的时间。加工中心现在已经成为数控机床中一种非常重要的品种,不仅有立式、卧式等用于箱体零件加工的镗铣类加工中心,还有用于回转整体零件加工的车削中心、磨削中心等。
1967年,英国首先把几台数控机床连接成具有柔性的加工系统,这就是所谓的柔性制造系统(FlexibleManufacturingSystem——FMS)之后,美、欧、日等也相继进行开发及应用。1974年以后,随着微电子技术的迅速发展,微处理器直接用于数控机床,使数控的软件功能加强,发展成计算机数字控制机床(简称为CNC机床),进一步推动了数控机床的普及应用和大力发展。
80年代,国际上出现了1~4台加工中心或车削中心为主体,再配上工件自动装卸和监控检验装置的柔性制造单元(FlexibleManufacturingCell——FMC)。这种单元投资少,见效快,既可单独长时间少人看管运行,也可集成到FMS或更高级的集成制造系统中使用。
目前,FMS也从切削加工向板材冷作、焊接、装配等领域扩展,从中小批量加工向大批量加工发展。
所以机床数控技术,被认为是现代机械自动化的基础技术。
那什么是车床呢?据资料所载,所谓车床,是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件,是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。
古代的车床是靠手拉或脚踏,通过绳索使工件旋转,并手持刀具而进行切削的。1797年,英国机械发明家莫兹利创制了用丝杠传动刀架的现代车床,并于1800年采用交换齿轮,可改变进给速度和被加工螺纹的螺距。1817年,另一位英国人罗伯茨采用了四级带轮和背轮机构来改变主轴转速。
为了提高机械化自动化程度,1845年,美国的菲奇发明转塔车床;1848年,美国又出现回轮车床;1873年,美国的斯潘塞制成一台单轴自动车床,不久他又制成三轴自动车床;20世纪初出现了由单独电机驱动的带有齿轮变速箱的车床。
第一次世界大战后,由于军火、汽车和其他机械工业的需要,各种高效自动车床和专门化车床迅速发展。为了提高小批量工件的生产率,40年代末,带液压仿形装置的车床得到推广,与此同时,多刀车床也得到发展。50年代中,发展了带穿孔卡、插销板和拨码盘等的程序控制车床。数控技术于60年代开始用于车床,70年代后得到迅速发展。
车床依用途和功能区分为多种类型。
普通车床的加工对象广,主轴转速和进给量的调整范围大,能加工工件的内外表面、端面和内外螺纹。这种车床主要由工人手工操作,生产效率低,适用于单件、小批生产和修配车间。
转塔车床和回转车床具有能装多把刀具的转塔刀架或回轮刀架,能在工件的一次装夹中由工人依次使用不同刀具完成多种工序,适用于成批生产。
自动车床能按一定程序自动完成中小型工件的多工序加工,能自动上下料,重复加工一批同样的工件,适用于大批、大量生产。
多刀半自动车床有单轴、多轴、卧式和立式之分。单轴卧式的布局形式与普通车床相似,但两组刀架分别装在主轴的前后或上下,用于加工盘、环和轴类工件,其生产率比普通车床提高3~5倍。
仿形车床能仿照样板或样件的形状尺寸,自动完成工件的加工循环,适用于形状较复杂的工件的小批和成批生产,生产率比普通车床高10~15倍。有多刀架、多轴、卡盘式、立式等类型
立式车床的主轴垂直于水平面,工件装夹在水平的回转工作台上,刀架在横粱或立柱上移动。适用于加工较大、较重、难于在普通车床上安装的工件,一般分为单柱和双柱两大类。
铲齿车床在车削的同时,刀架周期地作径向往复运动,用于铲车铣刀、滚刀等的成形齿面。通常带有铲磨附件,由单独电动机驱动的小砂轮铲磨齿面。
专门车床是用于加工某类工件的特定表面的车床,如曲轴车床、凸轮轴车床、车轮车床、车轴车床、轧辊车床和钢锭车床等。联合车床主要用于车削加工,但附加一些特殊部件和附件后,还可进行镗、铣、钻、插、磨等加工,具有“一机多能”的特点,适用于工程车、船舶或移动修理站
看机床的水平主要看金属切削机床,其他机床技术和复杂性不高,就是近几年很流行的电加工机床,也只是方法的改变,没什么复杂性和科技含量。
我国的数控磨床水平不错,每年都有大量出口,因为它简单,基本属于劳动密集型。
金属加工主要是去除材料,得到想得到的金属形状。去除材料,主要靠车和铣,车床发展为数控车床,铣床发展为加工中心。高精度多轴机床,可以让复杂零件在精度和形状上一次到位,例如,飞机上的一个复杂零件,以前由很多种工人:车工、铣工、磨床工、画线工、热处理工用好几个月干,其中还有报废的,最新的复合数控机床几天甚至几个小时就全干好了,而且精度比你设计的还高。零件精度高就意味着寿命长,可靠性好。
由普通发展到数控,一个人顶原来的十个,在精度上,更是没法说,适应性上,零件变了,换个程序就行。把人的因素也降为最低,以前在工厂,谁要时会车涡轮、蜗杆,没个10年8年的不行,要是谁掌握了,那牛得很。现在用数控设备,只要你会编程,把参数输进去就可以了,很简单,刚毕业的技校学生都会,而且批量的产品质量也有保证。
自美国在50年代末搞出世界一台数控车床后,机床制造业就进入了数控时代,中国在六十年代也搞出了第一代数控机床,但后来中国进入了什么年代,大家都知道。等80年代我们再去看世界的数控机床水平,差距就是20年了,其实奋起直追还有希望,但国营工厂不思进取,到了90年代,我们再去看世界水平,已有30年的差距了。中国改革开放前走的是苏联的路子,什么叫苏联的路子,举个例子来讲:比如,生产一根轴,苏联的方式是建一个专用生产线,用多台专用机床,好处是批量很容易上去,但一旦这根轴的参数发生了变化,这条线就报废了,生产人员也就没事做了。在1960-1980年代,国营工厂一个产品生产几十年不变样。到了1980年代后,当时搞商品经济,这些厂不能迅速适应市场,经营就困难了,到了90年代就大量破产,大量职工下岗。现代的生产也有大批量生产,但主要是单件小批量,不管是那种,只要你的设备是数控的,适应起来就快。专业机床的路子已经到头了,;西方走的路和前苏联不一样,当年的“东芝”事件,就是日本东芝卖给苏联了几台五轴联动的数控铣床,让苏联在潜艇的推进螺旋桨上的制造,上了一个档次,让美国的声纳听不到潜艇声音了,所以美国要惩处东芝公司。由此也可见,前苏联的机床制造业也落后了,他们落后,我们就更不用说了。虽然,美国搞出了世界第一台数控机床,但数控机床的发展,还是要数德国。德国本来在机械方面就是世界第一,数控机床无非就是搞机电一体化,机械方面德国已没问题,剩下的就是电子系统方面,德国的电子系统工业本来就强大,所以在上世纪六、七十年代,德国就执机床界的牛耳了。
但日本人的强项就是仿造,从上世纪70年代起,日本大量从德国引进技术,消化后大量仿造,经过努力,日本在90年代起,就超越了德国,成为世界第一大数控机床生产国,直到现在还是。他们在机床制造水平上,有一些也走在了世界前面,如在机床复合(一机多种功能)化方面,是世界第一。数控机床的核心就在数控系统方面,日本目前在系统方面也排世界第一,主要是它的发拿科公司。第一代的系统用步进电机,我们现在也能造,第二代用交流伺服电机。现在的数控系统的核心就是交流伺服电机和系统内的逻辑控制软件,交流伺服电机我们国家目前还没有谁能制造,这是一个光学、机械、电子的综合体。逻辑控制软件就是控制机床的各轴运动,而这些轴是用伺服电机驱动的,一般的系统能同时控制3轴,高级系统能控制五轴,能控5轴的,五轴以上也没问题。我们国家也由有5轴系统,但“做秀”的成份多,还没实用化。我们的工厂用的五轴和五轴以上机床,100%进口。
机床是一个国家制造业水平高低的象征,其核心就是数控系统。我们目前不要说系统,就是国内造的质量稍微好一点的数控机床,所用的高精度滚珠丝杠,轴承都是进口的,主要是买日本的,我们自产的滚珠丝杠、轴承在精度、寿命方面都有问题。目前国内的各大机床厂,数控系统100%外购,各厂家一般都买日本发那科、三菱的系统,占80%以上,也有德国西门子的系统,但比较少。德国西门子系统为什么用的少呢?早期,德国系统不太能适合我们的电网,我们的电网稳定性不够,西门子系统的电子伺服模块容易烧坏。日本就不同了,他们的系统就烧不坏。近来西门子系统改进了不少,价格方面还是略高。德国人很不重视中国,所以他们的系统汉语化最近才有,不像日本,老早就有汉语化版的。
就国产高级数控机床而言,其利润的主体是被外国人拿走了,中国只是挣了一个辛苦钱。
美国为什么没有能成为数控机床制造大国呢?这个和他们当时制定产业政策的人有关,再加上当时美国的劳动力贵,买比制造划算。机床属于投资大,见效慢,回报率底的产业,而且需要技术积累。不太附和美国情况。但后来美国发现,机床属于战略物资,没有它,飞机、大炮、坦克、军舰的制造都有问题,所以他们重新制定政策,扶植了一些机床厂,规定了一些单位只能买国产设备,就是贵也得买,这就为美国保留了一些数控机床行业。美国机床在世界上没有什么竞争力。
欧洲的机床,除德国外,瑞士的也很好,要说超高精密机床,瑞士的相当好,但价格也是天价。一般用户用不起。意大利、英国、法国属于二流,中国很少买他们的机床。西班牙为了让中国进口他们的机床,不惜贷款给中国,但买的人也很少??借钱总是要还的。
韩国、台湾的数控机床制造能力比大陆地区略强,不过水平差不多。他们也是在上世纪90年代引进日本技术发展的。韩国应该好一点,它有自己制造的、已经商业化了的数控系统,但进口到中国的机床,应我们的要求,也换成了日本系统。我们对他们的系统信不过。韩国数控机床主要有两家:大宇和现代。大宇目前在我国设有合资企业。台湾机床和我们大体一样,自己造机械部分,系统采购日本的。但他们的机床质量差,寿命短,目前在大陆影响很坏。其实他们比我们国产的要好一点。但我们自己的差,我们还能容忍,台湾的机床是用美金买来的,用的不好,那火就大了。台湾最主要的几家机床厂已打算把工厂迁往大陆,大部分都在上海。这些厂目前在国内的竞争中,也打着“国产”的旗号。
近来随着中国的经济发展,也引起了世界一些主要机床厂商的注意,2000年,日本最大的机床制造商“马扎克”在中国银川设立了一家数控机床合资厂,据说制造水平相当高,号称“智能化、网络化”工厂,和世界同步。今年日本另外一家大机床厂大隈公司在北京设立了一家能年产1000台数控机床的控股公司,德国的一家很有名的企业也在上海设立了工厂。
目前,国家制定了一些政策,鼓励国民使用国产数控机床,各厂家也在努力追赶。国内买机床最多的是军工企业,一个购买计划里,80%是进口,国产机床满足不了需要。今后五年内,这个趋势不会改变。不过就目前国内的需要来讲,我国的数控机床目前能满足中低档产品的订货。
美、德、日三国是当今世上在数控机床科研、设计、制造和使用上,技术最先进、经验最多的国家。因其社会条件不同,各有特点。
1.美国的数控发展史
美国政府重视机床工业,美国国防部等部门因其军事方面的需求而不断提出机床的发展方向、科研任务,并且提供充足的经费,且网罗世界人才,特别讲究“效率”和“创新”,注重基础科研。因而在机床技术上不断创新,如1952年研制出世界第一台数控机床、1958年创制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首创开放式数控系统等。由於美国首先结合汽车、轴承生产需求,充分发展了大量大批生产自动化所需的自动线,而且电子、计算机技术在世界上领先,因此其数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎实,且一贯重视科研和创新,故其高性能数控机床技术在世界也一直领先。当今美国生产宇航等使用的高性能数控机床,其存在的教训是,偏重於基础科研,忽视应用技术,且在上世纪80代政府一度放松了引导,致使数控机床产量增加缓慢,于1982年被后进的日本超过,并大量进口。从90年代起,纠正过去偏向,数控机床技术上转向实用,产量又逐渐上升。
2.德国的数控发展史
德国政府一贯重视机床工业的重要战略地位,在多方面大力扶植。,於1956年研制出第一台数控机床后,德国特别注重科学试验,理论与实际相结合,基础科研与应用技术科研并重。企业与大学科研部门紧密合作,对数控机床的共性和特性问题进行深入的研究,在质量上精益求精。德国的数控机床质量及性能良好、先进实用、货真价实,出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密数控机床。德国特别重视数控机床主机及配套件之先进实用,其机、电、液、气、光、刀具、测量、数控系统、各种功能部件,在质量、性能上居世界前列。如西门子公司之数控系统,均为世界闻名,竞相采用。
3.日本的数控发展史
日本政府对机床工业之发展异常重视,通过规划、法规(如“机振法”、“机电法”、“机信法”等)引导发展。在重视人才及机床元部件配套上学习德国,在质量管理及数控机床技术上学习美国,甚至青出于蓝而胜于蓝。自1958年研制出第一台数控机床后,1978年产量(7,342台)超过美国(5,688台),至今产量、出口量一直居世界首位(2001年产量46,604台,出口27,409台,占59%)。战略上先仿后创,先生产量大而广的中档数控机床,大量出口,占去世界广大市场。在上世纪80年代开始进一步加强科研,向高性能数控机床发展。日本FANUC公司战略正确,仿创结合,针对性地发展市场所需各种低中高档数控系统,在技术上领先,在产量上居世界第一。该公司现有职工3,674人,科研人员超过600人,月产能力7,000套,销售额在世界市场上占50%,在国内约占70%,对加速日本和世界数控机床的发展起了重大促进作用。
4.我国的现状
我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代,中国于1958年研制出第一台数控机床,发展过程大致可分为两大阶段。在1958~1979年间为第一阶段,从1979年至今为第二阶段。第一阶段中对数控机床特点、发展条件缺乏认识,在人员素质差、基础薄弱、配套件不过关的情况下,一哄而上又一哄而下,曾三起三落、终因表现欠佳,无法用于生产而停顿。主要存在的问题是盲目性大,缺乏实事求是的科学精神。在第二阶段从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术,从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、韩国、台湾省共11国(地区)引进数控机床先进技术和合作、合资生产,解决了可靠性、稳定性问题,数控机床开始正式生产和使用,并逐步向前发展。通过“六五”期间引进数控技术,“七五”期间组织消化吸收“科技攻关”,我国数控技术和数控产业取得了相当大的成绩。特别是最近几年,我国数控产业发展迅速,1998~2004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39.3%和34.9%。尽管如此,进口机床的发展势头依然强劲,从2002年开始,中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国,2004年中国机床主机消费高达94.6亿美元,国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方面与国外的差距更加明显,70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。由此可以看出国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力,究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够、制造水平依然落后、服务意识与能力欠缺、数控,系统生产应用推广不力及数控人才缺乏等。我们应看清形势,充分认识国产数控机床的不足,努力发展先进技术,加大技术创新与培训服务力度,以缩短与发达国家之问的差距。
在20余年间,数控机床的设计和制造技术有较大提高,主要表现在三大方面:培训一批设计、制造、使用和维护的人才;通过合作生产先进数控机床,使设计、制造、使用水平大大提高,缩小了与世界先进技术的差距;通过利用国外先进元部件、数控系统配套,开始能自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工的数控机床,供应国内市场的需求,但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑,不能独立发展,基本上处于从仿制走向自行开发阶段,与日本数控机床的水平差距很大。存在的主要问题包括:缺乏象日本“机电法”、“机信法”那样的指引;严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人;缺少深入系统的科研工作;元部件和数控系统不配套;企业和专业间缺乏合作,基本上孤军作战,虽然厂多人众,但形成不了合力。我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代,通过“六五”期间引进数控技术,“七五”期间组织消化吸收“科技攻关”,我国数控技术和数控产业取得了相当大的成绩。特别是最近几年,我国数控产业发展迅速,1998~2004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39.3%和34.9%。尽管如此,进口机床的发展势头依然强劲,从2002年开始,中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国,2004年中国机床主机消费高达94.6亿美元,国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方面与国外的差距更加明显,70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。由此可以看出国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力,究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够、制造水平依然落后、服务意识与能力欠缺、数控,系统生产应用推广不力及数控人才缺乏等。我们应看清形势,充分认识国产数控机床的不足,努力发展先进技术,加大技术创新与培训服务力度,以缩短与发达国家之问的差距。
2003年开始,中国就成了全球最大的机床消费国,也是世界上最大的数控机床进口国。目前正在提高机械加工设备的数控化率,1999年,我们国家机械加工设备数控华率是5-8%,目前预计是15-20%之间。一、什么是数控机床车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等等都是机械加工方法,所谓机械加工,就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状,包含尺寸精度和几何精度两个方面。能完成以上功能的设备都称为机床,数控机床就是在普通机床上发展过来的,数控的意思就是数字控制。给机床装上数控系统后,机床就成了数控机床。当然,普通机床发展到数控机床不只是加装系统这么简单,例如:从铣床发展到加工中心,机床结构发生变化,最主要的是加了刀库,大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是铣、镗、钻的功能。我们一般所说的数控设备,主要是指数控车床和加工中心。我国目前各种门类的数控机床都能生产,水平参差不齐,有的是世界水平,有的比国外落后10-15年,但如果国家支持,追赶起来也不是什么问题,例如:去年,沈阳机床集团收购了德国西思机床公司,意义很大,如果大力消化技术,可以缩短不少差距。大连机床公司也从德国引进了不少先进技术。上海一家企业购买日本著名的机床制造商池贝。,近几年随着中国制造的崛起,欧洲不少企业倒闭或者被兼并,如马毫、斯滨纳等。日本经济不景气,有不少在80年代很出名的机床制造商倒闭,例如:新泻铁工所。二、数控设备的发展方向六个方面:智能化、网络化、高速、高精度、符合、环保。目前德国和瑞士的机床精度最高,综合起来,德国的水平最高,日本的产值最大。美国的机床业一般。中国大陆、韩国。台湾属于同一水平。但就门类、种类多少而言,我们应该能进世界前4名。三、数控系统 由显示器、控制器伺服、伺服电机、和各种开关、传感器构成。目前世界最大的三家厂商是:日本发那客、德国西门子、日本三菱;其余还有法国扭姆、西班牙凡高等。国内由华中数控、航天数控等。国内的数控系统刚刚开始产业化、水平质量一般。高档次的系统全都是进口。华中数控这几年发展迅速,软件水平相当不错,但差就差在电器硬件上,故障率比较高。华中数控也有意向数控机床业进军,但机床的硬件方面不行,质量精度一般。目前国内一些大厂还没有采用华中数控的。广州机床厂的简易数控系统也不错。我们国家机床业最薄弱的环节在数控系统。
四、机床精度1、机械加工机床精度分静精度、加工精度(包括尺寸精度和几何精度)、定位精度、重复定位精度等5种。2、机床精度体系:目前我们国家内承认的大致是四种体系:德国VDI标准、日本JIS标准、国际标准ISO标准、国标GB,国标和国际标准差不多。3、看一台机床水平的高低,要看它的重复定位精度,一台机床的重复定位精度如果能达到0.005mm(ISO标准.、统计法),就是一台高精度机床,在0.005mm(ISO标准.、统计法)以下,就是超高精度机床,高精度的机床,要有最好的轴承、丝杠。;4、加工出高精度零件,不只要求机床精度高,还要有好的工艺方法、好的夹具、好的刀具。五、目前世界著名机床厂商在我国的投资情况1、2000年,世界最大的专业机床制造商马扎克(MAZAK)在宁夏银川投资建了名为“宁夏小巨人机床公司”的机床公司,生产数控车床、立式加工中心和车铣复合中心。机床质量不错,目前效益良好,年产600台,目前正在建2期工程,建成后可以年产1200台。2、2003年,德国著名的机床制造商德马吉在上海投资建厂,目前年组装生产数控车床和立式加工中心120台左右。3、2002年,日本著名的机床生产商大隈公司和北京第一机床厂合资建厂,年生产能力为1000台,生产数控车床、立式加工中心、卧式加工中心。4、韩国大宇在山东青岛投资建厂,目前生产能力不知。5、台湾省的著名机床制造商友嘉在浙江萧山投资建厂,年生产能力800台。5、民营企业进入机床行业情况1、浙江日发公司,2000年投产,生产数控车床、加工中心。年生产能力300台。2.2004年,浙江宁波著名的铸塑机厂商海天公司投资生产机床,主要是从日本引进技术,目前刚开始,起点比较高。3.2002年,西安北村投产,名字象日本的,其实老板是中国人,采用日本技术。生产小型仪表数控车床,水平相当不错。六、军工企业技改情况军工企业得到国家拨款开始于当年“大使馆被炸”,后来台湾上台后,大规模技改开始了,军工企业进入新一轮的技改高峰,我们很多军工企业开始停止购买普通设备。尤其是近3年来,我们的军工企业从欧洲和日本买了大批量的先进数控机床。也从国内机床厂哪里采购了大批普通数控机床,国内机床厂商为了迎接这次大技改,也引进了不少先进技术,争取军工企业的高端订单。听在军工企业的朋友讲,如果再能“顶”三年,我们的整体水平会上一个台阶。 其实,总书记掌权以来,已经把国防事业提到了和经济发展一样的高度上,他说,我们要建立和经济发展相适应的国防能力,相信再过10年,随着我国国防工业和汽车行业的发展,我们国家会诞生世界水平的机床制造商,也将会超越日本,成为世界第一机床生产大国。
参考文献:
1.《机床与液压》20041No171995-2005TsinghuaTongfang OpticalDiscCo¸,Ltd¸Allrightsreserved
4.《机床数控系统的发展趋势》黄勇陈子辰浙江大学
5.《中国机械工程》
6.《数控机床及应用》作者:李佳
7.《机械设计与制造工程》2001年第30卷第1期
8《机电新产品导报》2005年第12期
9.《瞭望》2007年第37期
车床和数控的区别篇2
关键词:数控机床数控车床刀架车削
数控车床在中国的机械加工行业中得到了迅速普及,使得我国机械加水平无论在加工质量方面还是在加工效率方面也得到了迅速提高。但是随着机床使用时间的延长,数控机床会出现这样或那样的故障,本文就以经济型数控机床的常见故障为例,提供一些处理方法。
故障一:车削的工件在倒角处有明显的波状振纹。在进行倒角工步时,大拖板有较大的振动感。检查大拖板的重复定位精度已经严重超差。处理方法:可以调整各部位间隙;拆开滚珠丝杠、螺母,清洗钢珠与滚道;更换传动链上的轴承;把各连接处的销孔重绞一遍,更换锥销;调换伺服驱动电路板卡。当然,特殊情况应该特殊处理,例如,如果机床的纵向进给运动系统在100mm/min速度范围内运行时,发生共振的话,可以调整步进电机转子轴后端的机械阻尼盘,以改变步进电机转子轴的固有振动频率。微调阻尼盘的轴向位置,反复试验几次找到合适的阻尼值。再在100ram/rain的低速度下运行倒角程序,大拖板能平稳进给。一般可以将故障顺利排除。
故障二:机床自动启动执行程序,只要在执行菜单下,不论是模拟程序还是准备加工,只要进入执行菜单,程序就会自行启动。处理方法:检查计算机是否受到电网干扰信号的影响;查看是否存在键盘“启动按钮”故障;检查是否存在计算机CPU板故障或位置控制板故障,如果有可以用替换法更换计算机控制部分的CPU板、位置信号控制板、多功能板等方法排除;查看是否存在系统总线故障,如果有可以更换系统总线和机箱使异常启动消除。
故障三:出现故障时,两个方向都不动,显示Z轴反馈线断,X向伺服未准备。处理方法:检查X、Z轴连线是否虚接、松动;检查两个方向伺服电源输入是否正常;用替换法更换计算机控制部分的各块电路板来查找原因;检查伺服控制器前端控制继电器电压输入和输出是否正常,如果不正常可以通过更换继电器来排除故障。
故障四:起动主轴或关闭主轴时,机床发出尖叫声。处理方法:可以从两个方面判断。首先打开主轴箱,检查主轴箱内各个齿轮啮合和齿牙情况,同时检查各轴轴承和箱内润滑情况,从而判断车床主轴箱内齿轮啮合不好或齿牙断裂的情况;移开电磁离合器支架,查看电磁离合器摩擦片及其固定螺钉是否损坏,从而判断是否为电磁离合器刹车故障。
故障五:由于机床电压不正常,或者刀架电动机的断路器跳闸、保险烧断、接触器未能正常吸合,机床电压未能达到刀架电动机所需380V电压,导致刀架电动机不能正常工作。处理方法:应该按图纸检查相关的保险及开关,检测调整机床电源,使供应电源达到机床要求电气方面的问题,即可解决。
故障六:数控车床在日常生产中,必须用冷却液进行冷却才能正常进行生产,如果刀架密封不好,冷却液、废料小颗粒伴着冷却液渗进刀架体,破坏了刀架体里的润滑系统,刀架体里的零件与伴着废料小颗粒的冷却液长期作用后,刀架体里的零件被冷却液腐蚀,或者废料小颗粒阻碍上刀架体的正常转动,都能使刀架不能正常转动。可拆掉刀架电动机轴的端盖,用相应大小的六方扳手转动电动机,手感一下轴的松紧程度,如顺时针用力可转动,但下次夹紧后仍不能启动,则可将电动机夹紧电流稍调小。如顺时针转不动时,属于机械卡死,则表明刀架体里的零件由于腐蚀,或者小颗粒阻碍而不能正常工作。处理方法:可按由上到下的顺序拆掉刀架体上端盖、发信盘的刀位信号线、发信盘等等,把已经腐蚀的零件用煤油进行清洗,用等级高的细砂纸,砂掉零件的生锈部分,恢复零件的应有精度,清除掉刀架体里的废料小颗粒。在拆卸刀架的时候,应该记录下拆卸的顺序,而且也应该记录下拆卸重要位置零件的相对位置,以便于清理完工作后,安装工作能正确、顺利地进行,此种冷却液渗入及废料小颗粒阻碍问题即可解决。
故障七:车床在运行时车床照明灯突然不亮,车床操作面板灯也不亮,系统电源正常,同时系统急停报警,和主轴无信号警。关机后重新上电故障依旧。处理方法:依次分析人为原因,机械原因,电气故障等。由于电气故障较为常见又难于处理,我们来分析电气方面的原因。经常会出现失电区域和24v有关,并且该车床拥有两个稳压电源,一个是I/O接口电源,另一个是系统电源。失电区域都与I/O接口有关,于是打开电气柜观察发现I/O接口稳压电源指示灯未能点亮,说明该电源未能正常工作或损坏。由稳压电源的工作原理知道,稳压电源有电流短路和过载保护的功能,当电源短路或过载时自动关闭电源输出,以保护电源电路不被损坏。尝试把电源的输出负载线路拆下来,如果重新上电后指示灯亮说明电源本身没有损坏。通过分析如果排除以上各种原因后应该可以判断输出回路中有短路故障。沿着输出线号进行检查发现有一根24V+输出线接头从绝缘胶布中露出并接触到车床床体。这样可以断定该线与车床发生对地短路,造成稳压电源处于自我保护状态,使得操作面板和一些I/O接口继电器供电停止,导致发生以上故障。
以上维修案例,可以作为类似故障的排除参考,当然一定要考虑到不同生产厂家生产的不同型号车床之间的差别,具体问题具体分析。分析故障时,从人为操作,机械原因,电气故障等角度分别考虑,往往可以起到事半功倍的效果。
参考文献:
1、《数控车床编程与操作》刘蔡保?化学工业出版社2009年3月
2、《数控车床基本操作技术》金盾音像出版社蒋政?亚蕾
车床和数控的区别篇3
:金工实习实习报告学院:化工与能源学院专业:化学工程与工艺姓名:朱健东学号:200337001085实习编号:04015周星期一车工一.课前预习:车工是在车床上利用工件的旋转运动和刀具的移动来改变毛坯形状和尺寸,将其加工成所需零件的一种切削加工方法。其中,工件的旋转为主运动,刀具的移动为进给运动。二.实习内容:今天我使用的是卧式普通车床。首先,我熟悉了车床的各部分的结构。另外,通过开车和停车的练习,拉动变速手柄对主轴变速,主轴的正反转控制,刀架纵向、横向移动的控制以及自动进刀、退刀的控制练习,我更进一步掌握了车床的简单控制操作。接着,我开始加工零件:车槽、车球形零件。星期二铣工一.课前预习:在铣床上用铣刀对工件进行切削加工的方法成为铣削。铣削的加工范围很广,可加工平面、台阶、斜面、沟槽、皮行面、齿轮以及切断等。二.实习内容:最常见的铣床是卧式万能铣床和立式铣床。两者的区别在于前者主轴水平设置,后者竖直设置。今天我使用的是立式铣床。其工作台可纵向、横向和上下移动。在熟悉操作和安装好铣刀后,我开始加工圆柱形零件,通过工作台纵横上下的移动,对圆柱体的各面进行切削。最后把圆柱体加工切削成长方体零件。星期三CAD、R一.课前预习:CAD指的是“计算机辅助设计”,主要通过计算机软件来实施工程图及实物的设计等。RP是指“快速成型技术”,是近年新兴起的一种快速实物3D“打印”技术。二.实习内容:首先是上机,通过使用“SolidWorks”软件来设计以及绘制实物立体图。该软件是一个功能较齐全的绘图软件,操作系统比较简单,容易掌握。而RP的使用与CAD则是密切相关。由CAD设计出来的实物模型,通过相关的快速成型3D打印机,可以在很短的时间内被打印机“打印”出来,成为一个真正的、触手可及的模型。星期四数车928一.课前预习:数控车床是数字程序控制车床的简称,它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率搞的专用型普通车床的特点于一身,是国内使用量最大、覆盖面最广的一种数控机床。二.实习内容:这次实习使用的车床是GSK980T,是广州数控设备厂近年开发的数控系统。首先,是熟悉GSK980T的LCD/MDI面板操作,主要是通过手动调节来设置机床相关的参数。然后,是完成自动换刀的功能设定。最后,通过上机模拟,把预先编好的程序输入计算机,进行模拟程序加工。星期五数铣990一.课前预习:数铣是数控铣削加工的简称。数控铣床是出现何使用最早数控机床,在制造业中有重要的
车床和数控的区别篇4
历经十五年的艰苦创业和迅猛发展,林河经济开发区已形成了以微电子、汽车及配套零部件、光机电一体化和生物新医药四大产业为主导的现代制造业产业核心区。截至2007年底,先后吸引入区企业106家,科技型企业占入区企业总数85%,投资总额超过150亿元人民币,实际利用外资4.31亿美元。
经济总量增长迅猛对区域经济贡献日趋显著
北京林河经济开发区建区十五年来,始终坚持功能定位明晰、产业布局科学的战略思想,实现从单纯引进和发展企业向引进和培育主导产业基地转变,并严格按照布局集中、用地集约、产业集聚的原则,努力追求单位土地面积经济承载量最大化,推动经济总量迅猛增长。各项主要经济指标连续5年以60%的速度递增。2007年实现产值313.3亿元,实现税收23.4亿元,出口供货额19.2亿元。
主导产业优势突出形成坚实的现代制造业基础
微电子产业进入发展快车道。2000年10月,林河被北京市政府确定为中国北方微电子产业基地。有研硅股生产基地项目作为开发区微电子产业的龙头,拥有我国第一条自主知识产权的8英寸硅单晶生产线,其12英寸硅单晶抛光片生产线是我国“863计划”重点配套项目,目前已经试产成功并准备量产。
汽车产业的集聚、带动和辐射效应不断增强。延锋伟世通(北京)汽车饰件、北京江森汽车部件、威腾专用车辆、光平高新铝业、莱克勒、莱姆等一大批汽车产业上下游相关配套企业相继入驻林河,汇成林河经济开发区强大汽车产业体系,汽车产业优势异军突起。
光机电一体化产业迅速崛起。以北京北一数控机床有限公司为代表的机床基地自落户林河经济开发区后,坚持对世界先进技术引进、消化、吸收、再创新之路,成果显著,发展势头强劲。基地内先后成立了北京北一数控、北一大隈、北一精机、北一圣和和北一法康5家企业,使数控机床基地内形成了从设计研发到生产销售完整的产业链条和强大的科研能力,产业集团格局日趋凸显,基地内研发生产的高端精切机床填补国内多项高精尖装备制造业空白。目前,北京北一数控机床有限公司的大型和超大型高端数控精切机床的国内市场占有率分别达到了95%和100%,实现了领跑我国工业和国防装备制造业的绝对优势。
园区主导产业间的关联度不断提高。特别是汽车产业及机床产业之间的关联度日趋凸显。北一数控承接的北京现代汽车有限公司的5轴联动数控定梁龙门镗铣床用于汽车覆盖件模具加工,加工精度高,适合重切削,效率高,技术含量属国内顶级水平,关键技术具有自主知识产权,填补了我国汽车制造装备的技术和产品领域空白。
建设生态文明园区推进老工业园区生态化改造
建区以来,北京林河经济开发区始终坚持单位能耗和生态环保等条件作为重要入区许可指标,生态文明园区建设卓有成效。2007年11月14日,经过北京市工促局严格评估,北京林河经济开发区正式挂牌成为全市3个生态工业园试点建设园区之一。按照园区生态化改造方案,开发区在综合分析基础设施、产业结构、能源供应、排水供水、污废利用及环境管理的基础上,以园区能源利用系统优化为主题,从水、电、热三个层面,建设一个平台(生态管理信息平台)、两套系统(阳光复合能量系统、中水回用系统)、三大工程(生产环节节能改造工程、药渣资源化利用工程、生态环境认证工程)。目前,中水回用和生产环节节能改造两大工程已正式启动。
实力铸就品牌提高开发区竞争软实力
2007年9月9日,“第二届亚洲品牌盛典”在香港隆重召开。北京林河经济开发区从全国1568家省市级开发区中脱颖而出,成为入选“中国十大最具竞争力开发区品牌”的3家省市级开发区之一,同时获此殊荣的还有上海浦东开发区、天津滨海新区、北京经济技术开发区、苏州工业园等部级知名开发区。
“亚洲品牌盛典”评定专家组由国务院国有资产监督管理委员会研究中心、亚洲国际名优品牌认证监督管理中心等机构专家组成,专家组对开发区进行了市场表现、发展潜力、质量水平、效益水平四大维度的评定,具体包括国际化程度、营销组合、品牌知名度、创新能力、经济持续增长能力、公共服务水平、能源循环利用程度、生态环保水平、单位面积投资强度在内的12项评价指标,评定维度和参数精度均创造了亚洲历史新高。
抢抓新机遇步入二次创业新辉煌
车床和数控的区别篇5
加工质量好、效率高、成本低历来是机床用户对机床产品的基本要求,同时也是机床产品研发的主要目标和方向。为了在日趋激烈的市场竞争中求得生存并发展,机床的设计与制造者们一直在为此作出不懈的努力。
机床的加工质量(含尺寸、形位精度及表面质量)问题,主要取决于机床设备(含工具和夹具)的结构刚度,几何精度,运动精度和定位精度,当然还有环境条件(如温度、振动等)的控制与保证。因此,它需要通过研发精密、高精密乃至超精密的加工技术和机床来解决。
生产效率主要是由零件从毛坯到成品的制作周期来衡量。零件的制作周期包含直接用于改变零件材料的性(能)、(形)状(如切削成形,热处理等)所需的时间和非加工(即不改变零件性状的)时间(如零件生产过程中所需的等待、传送、检测、装调、夹紧等的时间)两大部分组成。为了减少切削加工时间,首先需要提高切削速度和进给速度。为此,人们研发了高速切削技术与机床,而为了缩短非加工时间,人们则要研发更多的技术措施和装备,包括机械自动化、数控柔性化的机床与生产线(制造系统)和现在正处于蓬勃发展的数控复合加工机床等。
加工成本包括直接成本(如材耗、能耗、工人工资等)和间接成本(含厂房、设备的折旧费,安全环保费和管理费等)。为了降低成本,这里牵涉的问题就很多了,既有技术方面的问题,也有组织管理方面的问题,所以需要进行更为综合的研究来解决。
本文不拟,也不可能讨论上述所有的问题,只想就数控复合加工机床的发展作些简要的介绍并谈点笔者的看法。
组合加工机床的出现和数控复合加工机床的兴起
一般情况下,一个机械零件的生产,从毛坯到成品,中间都要经过采用某些(一种或多种)加工艺方法(如冲压、焊接、切削、磨削、特种加工或车、铣、钻、镗、齿形加工等)的多工序(如车削中的车外圆、车端面、车槽、车内圆、车螺纹、车锥面等)加工过程。由于不同的工艺方法有着不同的加工原理和特点,不同的加工工序有着不同的加工目的和要求,因此它们各自用着不同的加工设备来实现,故在传统的制造中,一个零件的制造往往就需要有多种、多台不同的的加工设备来完成。这不仅增加了设备的台数和生产厂房的占地面积,从而增加了企业的投入,而且由于生产过程中工件需在工艺和工序设备间等待、转移、检查和重新定位装夹等,既影响加工精度,也增加了不少非加工时间。有专家分析,这部分非加工时间将占到零件生产总周期的70%~95%左右,从而大大地制约了生产效率的提高。
为了提高生产效率,减少非加工时间,人们早就有了尽可能多地把一些加工原理和要求相近或相似的加工工序,乃至不同的工艺过程集中到一台或少数几台设备上来实现。这种一次装夹后对零件进行复合加工的想法,在机械自动化生产过程中出现的组合加工机床和多刀半自动六角(转塔)车床等,就是其最初的体现。因为组合机床是以一些通用部件(如动力头、滑台、底座立柱、回转工作台等)为基础,配以根据具体零件的加工要求(含零件的形状、尺寸、加工部位、加工工序和精度等)专门设计的夹具,多轴箱和部分刀具集装而成,它可以对某一特定加工件,如汽车发动机壳体、箱盖或变速箱体等,实现一次装夹完成全部或大部分加工工序,包括铣平面、钻孔、镗孔、铰孔、攻螺纹等;而多刀半自动转塔车床,根据被加工工件的工序要求,在其转塔刀架上装上所需的切削刀具后,也即可实现一次装夹对某一特定的轴或盘、套件进行全部或大部分工序的加工,如车削内、外圆柱面、端面、沟槽、倒角、加工内外螺纹等。因此,组合机床和多刀半自动转塔车床都体现了集中工序进行复合加工的理念,大大地减少了非加工时间,从而显著地提高了生产率。但是,这些机床均属于刚性自动化范畴,当加工对象变换时,设备也必须更换或重新调整配置,所需的时间和资金投入都较大,因此只宜用于单一品种零件的中、大批量生产,而不适合用于多品种零件的单件和小批量生产。
随着数控机床的出现和数控技术(含数控伺服系统,功能部件及编程、软件等)的日益发展与性能的提高,大大增强了数控机床的柔性自动化能力,加上机电产品个性化的发展,市场对多品种小批量生产的需求日益增多,从而为数控机床加工复合化的发展提供了广阔的天地。事实上,早在数控机床问世后不久,1958年第一台镗铣类加工中心的出现,复合加工就已成为数控机床的重要技术发展方向之一了,时至今日,已经出现了许多种类的数控复合加工机床,以适应当今市场对多品种小批量零件进行高效低成本生产的需求。
数控复合加工机床的门类及其代表性产品
数控复合加工机床是以现代柔性自动化的数控机床为基础,以组合机床和多刀半自动转塔机床的“集中工序、一次装夹实现多工序复合加工”的理念为指导发展起来的新一类数控机床。当工件在其上一次装夹后,通过对加工所需工具(切削刀具或模具)的自动更换,便能自动地按数控程序依次进行同一工艺方法中的多个工序或不同工艺方法中的多种工序的加工,从而减少非加工时间,缩短加工周期,达到提高生产效率的目的。因此,数控复合加工机床从其加工的复合性来分,可分为工序复合型和工艺复合型两大类。前者如一般的镗铣加工中心、车削中心、磨削中心等,在一台机床上只能完成同一工艺方法的多个工序加工;而后者则如车-铣复合中心、车-磨复合中心、车削-激光加工中心等,在一台机床上不仅可以完成同一工艺方法的多个工序,而且可以完成多种不同工艺方法的多个工序。如车-铣复合中心,既可完成车削的多种工序,又能完成铣、钻、镗、攻丝等工艺的多种工序,好似把一台数控车床和一台中小型加工中心复合在一起。
如果从数控复合加工机床的加工对象、机床结构的配置方式和功能特点等特徵来分,数控复合加工机床的门类就很多了。比如按加工对象分,就有面向回转体件加工的、棱柱体件加工的和复杂形体件(由回转体和棱柱体面组合)加工的。这里不拟就门类详加讨论,下面仅对一些常见常用和具有代表性的几种数控复合加工机床作简要介绍。
1.镗铣加工中心:以普通数控铣、镗床为基础,配以相应的刀库和自动换刀装置等功能部件及控制系统发展而成,如一般3轴联动控制的立式、卧式和龙门式镗铣型加工中心,图1是美国哈斯公司生产的立式加工中心,它以加工棱柱体零件(含箱体、壳体和板块件等)为主要对象,工件在其上一次装夹后,通过机械手按加工程序从刀库上选取并更换主轴上的刀具,便可对工件的水平面进行1-3维铣削加工,如铣平面、铣轮廓、铣型腔曲面,以及钻孔、镗孔、攻丝等加工工序。这是最常见常用、也是最普通的棱柱体加工用的数控复合加工机床,但这种机床的工艺能力有限,如工件的一次装夹只能在垂直于主轴的一个面内进行加工,对箱体件上垂直于此面的其他平面则不能加工,更不能对工件上处于任意空间位置的平面进行加工。与此类似,3轴联动的卧式加工中心虽然可以通过工作台的转位加工箱体件的4个侧面,但却不能加工箱体件的顶面。
2.五面加工和五轴联动加工中心:为了克服普通镗铣加工中心存在的上述工艺局限性,人们在以普通镗铣加工中心为基础,将原来固定指向的主轴头换成可以立、卧自动转换的主轴头和采用可回转分度的工作台,这样的机床就可以在工件一次装夹的条件下,获得5面(如箱体类工件)甚至更多面的加工能力,成为5面乃至多面加工中心。如果将普通镗铣加工中心的主轴换成具有数控单摆(A或B轴)或双摆(C和A或B轴)功能的电主轴,或在工作台上配上具有C轴或C和B轴转动功能的数控回转工作台,当然还有相应的5轴联动控制的数控系统,则机床就发展成为五轴联动的加工中心。图2为米克朗公司生产的5轴联动立式加工中心。其三个直线轴分配在主轴头和工作台上,两个回转轴则由回转工作台来完成。
5面或多面加工中心与普通加工中心的功能区别主要在于:它不仅能在直垂于主轴的平面内完成普通加工中心所能完成的全部加工工序,还能在与该平面相互垂直的其他平面(除工件的装夹面外)内完成同样的加工任务。而5轴联动加工中心则既具有多面加工中心的全部加工功能和能力,还具有对工件上任意空间位置的表面(平面、斜面或曲面等)进行铣、镗、钻的加工的能力。所以它的工艺范围更广,能力更强。
.车削中心:通常是以普通数控车床为基础,配以一个或多个具有多刀位的转塔刀架发展而成,加工对象主要是轴类和盘套类等回转体零件。由于回转体件中约有一半左右的零件,除主要需车削加工外,还需部分的铣削、钻削和攻丝等加工,因此为了在一台车床上一次装夹便可对回转体件进行全部或大部分的加工,车削中心的转塔刀架上,除了装有车削刀具外,还能装上铣刀、钻头和丝锥等旋转的动力刀具,而且机床主轴具有数控精确分度的C轴功能和C与Z轴或和C与X轴联动的功能。这样一台车削中心不仅可以像普通数控车床那样能对回转体件的内外表面(含圆柱面、锥面、曲面等)、端面进行车削加工,还可以利用C-Z轴联动功能车螺纹,利用C轴分度功能和刀架的X或Y轴控制以及其上的动力旋转刀具进行偏离回转体件中心线的钻孔和铣削,从而大大地扩展了数控车床复合加工的能力。图3是SPINNER公司车削中心。但是,对于单主轴的车削中心而言,无论其工艺能力如何扩大,也无法解决回转体件一次装夹下的背面(原装夹端)二次加工问题,这正是单主轴车削中心存在的不足和开发新型车削中心的原因所在。
4.双主轴车削中心:为了克服单主轴车削中心存在的不足,机床的设计制造者采取了在单主轴车削中心的基础上,增添一个与原主轴在轴线上对置的副主轴和一个多刀位的副转塔刀架,使机床成为双主轴双刀架的车削中心(图4)。正副两主轴同步同向旋转并都具有C轴控制的功能,副主轴还能沿轴向Z移动,以拾取在正主轴上完成右端加工的零件。副主轴拾取完工件退至适当位置后即由副刀架上的刀具对其左端(原夹持端)进行加工。正、副两个刀架分别位于正、副主轴的上、下方,并可分别单独编程工作,因此双主轴、双刀架车削中心就能对回转体件实现一次装夹完成全面加工。
5.车-铣复合加工中心和铣-车复合加工中心:前者多以单主轴或双主轴的车削中心为基础,将上转塔刀架改为配有刀库和换刀机构的电主轴铣头而成,如日本山崎马扎克公司生产的Integrex-IVST系列和德国DMG公司生产的GMXLinear系列(图5)的车铣复合加工中心等,其电主轴铣头既可沿X1、Z1轴移动,还有Y轴行程和B轴的转动。后者——铣、车复合加工中心则多以五面或五轴联动的铣镗加工中心为基础,并将旋转工作台换成转速比普通转台高得多的力矩电机驱动的转台发展而成。无论是前者还是后者,两者均同时具有数控车床和加工中心的功能,都是为了满足既具有回转体件特徵,又具有棱柱体件特徵的复杂形状零件的加工需要而发展起来的。但值得一提的是:在铣-车复合加工中心上执行车削任务时,力矩电机驱动的转台将作为车床的工件主轴用,而原来作为铣削加工中心的铣头主轴,现在则必须锁住并装上车刀作为车床的刀架用。由于多轴控制、五轴联动的车-铣中心和铣-车中心既能完成各种车削工序,又能完成各种钻、铣、镗、攻丝等工序;不仅可分别加工回转体件和棱柱体件,而且都特别适合加工形状很复杂的混合体件,其工艺范围之广和能力之强,可谓是当今切削复合加工机床的佼佼者。
6.磨削中心:一般是以数控外圆磨床为基础发展而成。为此通常采用了两项主要的技术措施;(1)工件主轴改用具有C轴控制和锁住功能的电主轴;(2)砂轮头架采用双滑台和或具有B轴摆动功能的转塔式砂轮头架,以安装2个以上的砂轮(如适于外圆和内圆磨削用的,适于端面磨削和成形磨削用的等),以满足不同磨削工序的需要。由于数控外圆磨床一般都有控制工作台左右移动的Z轴和砂轮头架前后移动的X轴功能,这样回转体件在机床上一次装夹后,便不仅可以磨削外圆、内圆、台肩端面等,还可以利用工件轴的C轴控制功能在工件的外表面上磨削平面和多棱面;通过X轴和C轴的联动控制磨削各种圆形表面和非圆形表面;通过C轴和Z轴的联动控制磨削螺纹;利用砂轮头架的B轴摆动磨削各种不同锥度的圆锥面等。图6就是STUDER公司在以数控外圆磨床为基础发展起来的磨削中心。
7.车-磨复合加工机床:一般是在现代数控车床应用的基础上,为适应某些经淬硬的回转体零件,如主轴、传动齿轮和轴承环等盘套类零件的加工要求而发展起来的。为此通常在数控车床上配备了高速CBN砂轮磨削单元和相应的磨削测量与控制系统,如EMO2005上Schaudt公司展出KAIROS车-磨复合加工中心(图7.a)和EMAG公司展出的倒置式车-磨复合加工中心(图7.b)就是例子。标准型的KAIROS机床一般配置2~3个滑台,分别用来安装高速磨削主轴头和车、铣刀具的转塔刀架。砂轮直径Φ400mm,转塔刀架有8个刀位,机床可用于车削和磨削长达1000mm的轴类零件。EMAG倒置式车-磨复合加工机床的主轴(带工件)头架在上方,作X和Z轴运动,主轴端的下方配有可安装车刀和砂轮主轴的转塔刀架,它们只作分度旋转而不作移动,机床既能像普通数控车床一样完成车削加工工序,也能像普通数控外圆磨床一样完成磨削加工工序。主要用于淬硬的盘、套类零件加工。
除了上述门类和结构型式外,数控复合加工机床还有许许多多的其他门类和结构配置型式,在此就不一一介绍了。
数控复合加工机床的发展趋势与方向
车床和数控的区别篇6
Abstract:Themoderntramcarengineeringcostsabout80-180millionyuanperkilometer,anddifferentprojectcostindexeshavehugedifferences.Startingwithtwomoderntramcarprojects,thisarticleanalyzesthecostdifferencesofeachchapterandthecauses,sortsthecostsensitivepointandcostcompilationnoteofmoderntramcarengineering,andprovidesreferenceforthefollow-upprojects.
关键词:有轨电车;造价;对比分析;注意点
Keywords:tramcarengineering;cost;comparativeanalysis;note
中图分类号:U482.1文献标识码:A文章编号:1006-4311(2016)11-0062-04
0引言
现代有轨电车作为一种城市中等运量的交通运输方式,特别适合大城市郊区及地铁交通的补充以及中小城市交通的一种公交方式[1]。由于其具有节能环保、大运能、舒适人性化、环境适应性强等特点,在国内正迎来有轨电车发展的高峰。2015年,国家发改委颁发发改基础[2015]49号文《关于加强城市轨道交通规划建设管理的通知》,明确提出各地适度发展地铁,鼓励合适的地方发展现代有轨电车,为有轨电车建设增添了催化剂。目前,珠海、青岛、成都、淮安、武汉、宁波、佛山、深圳、南平、上海松江、北京西郊等诸多城市都在建设或规划建设现代有轨电车项目。现代有轨电车工程造价约0.8~1.8亿元/正线公里,为何不同项目造价指标差异巨大,值得深入分析和探讨。本文从南平某区旅游观光轨道交通1号线一期工程和苏州某区有轨电车2号线工程入手,分析两个项目的造价差异及其原因,梳理现代有轨电车工程造价“敏感点”和造价编制注意点,为后续项目造价确定和投资控制提供参考。
1工程概况
南平某区旅游观光轨道交通1号线一期工程主要服务于高铁站到景区的旅游客流,兼顾沿线居民出行,密切结合省道303线,在中央分隔带基础上设计和修建。线路全长23.94km,其中地面线16.85km,高架线7.09km(占比29.62%),设车站8座,车辆段1座。概算总额为25.20亿元,技术经济指标为1.05亿元/正线公里。
苏州某区有轨电车2号线工程是该区有轨电车网络中的骨干线路,主要承担片区间的快速公共交通联系功能,在网络中具有重要地位。线路全长18.463km,其中地面线15.203km,高架线3.26km(占比17.66%),初期设站8座,车辆段和停车场各1座。概算总额为34.74亿元,技术经济指标为1.88亿元/正线公里。
2造价差异分析
对南平某区旅游观光轨道交通1号线一期工程(以下简称“南平项目”)和苏州某区有轨电车2号线工程(以下简称“苏州项目”)的造价进行对比分析[2],详见表1。
由表1可知,两个项目总指标相差8292.41万元/正线公里,差异巨大。其中工程费用相差3191.00万元/正线公里,区间、轨道、通信、信号、车辆段与综合基地等章节投资差异较大;工程建设其他费用相差2357.29万元/正线公里,主要为建设用地费差异;预备费相差307.41万元/正线公里;专项费用相差1836.71万元/正线公里,主要为车辆购置费差异。
2.1车站
车站投资约占总投资的2%左右,对总指标影响程度有限。但须注意不同形式车站投资差异较大。主要车站形式有高架车站和地面车站。高架车站过街方式分天桥过街和楼梯下到地面层过街。地面车站过街方式分为人行横道、天桥、地下通道。
人行横道过街地面车站由于站台长度、宽度及钢结构雨棚等差异,投资有所不同,一般100~200万/座。
天桥过街地面车站需增加天桥费用,苏州此类型车站投资约750~950万元/座。
地下通道过街地面车站投资取决于通道个数、长度、宽度、埋深、工法等因素。南平项目过街通道投资约400~500万/处。
高架车站投资取决于建筑规模及过街方式。南平项目中不设天桥,通过楼梯下地面过街的高架车站约800万元/座。
如上所述,车站投资受车站形式及过街方式影响巨大,需特别注意。
2.2区间
区间造价对比表见表2。
2.2.1高架区间
南平项目多为连续长桥,综合指标6.10万元/m。
苏州项目桥梁基本为间断短桥,多为跨河、跨越高架桥、路口等位置设置。跨河特大桥2座,平均指标8.40万元/m;中桥5座,平均长度331m/座,指标6.48万元/m;中小桥11座,平均长度31m/座,由于跨度小下部结构分摊大,指标达11.99万元/m。综上,南平项目桥梁指标6.10万元/m,苏州项目桥梁综合指标9.17万元/m,高出3.07万元/m。
2.2.2路基区间
南平项目主要位于303省道改造工程路中中央隔离带内,路基土石方、断面绿化和护栏费用由公路承担。武夷山项目基床费用仅0.1万元/m,路基区间主要费用为钢筋砼侧沟和电缆槽费用,路基工程总指标0.41万元/m。
苏州项目由于全线采用整体道床,沉降控制要求高,需要进行换填、桩板结构等各种处理,同时地处市区、共享路权,增加交叉口路面工程及交通安全工程,加上排水工程和电缆沟工程,路基工程总指标为1.88万元/m,较南平项目高出1.47万元/m。
2.3轨道
①正线均采用60R2槽型轨,铺轨指标相差不大,约280~300万/铺轨公里。
②正线铺道岔单项指标相差不大。但处于线网考虑,苏州项目联络线、辅助线设置较多,道岔数量远多于南平项目。正线道岔投资分摊到线路长度,南平项目为38万元/正线公里,苏州项目为180万/正线公里,高出142万/正线公里。
③正线铺道床。南平项目高架区间采用整体道床(砼方量588m3/铺轨公里),指标为88万/铺轨公里;路基区间采用碎石道床,指标55万/正线公里。
苏州项目高架区间采用整体道床(砼方量460m3/铺轨公里),指标约68万/铺轨公里。路基区间采用整体道床,形式包括绿化铺装整体道床,交叉口沥青混凝土铺装整体道床和地面砖铺装整体道床。由于地处市区路面,需设置柔性阻尼材料减振降噪,同时铺装层投资较高,路基区间整体道床指标达315~435万元/铺轨公里。
地面整体道床和碎石道床指标差异巨大。正线道床分摊到线路长度,南平项目为130万/正线公里,苏州项目为561万/正线公里,高出431万/正线公里。
④车辆段与综合基地综合指标差异不大,但由于每正线公里分摊的车场轨道规模不同,苏州项目较南平项目高出68.75万元/正线公里。
2.4通信、信号
2.4.1通信
南平项目通信系统比较简单,苏州项目配置标准高,同时站间距更小。具体差别主要为:
①传输系统南平项目采用工业以太交换机,苏州项目采用MSTT系统。②视频监视南平项目仅覆盖到车站,苏州项目要求全线覆盖。③苏州项目设置单独的控制中心管理系统,南平项目未设置。
南平项目通信指标为191.38万元/正线公里,苏州项目为393.67万元/正线公里,高出202.29万元/正线公里。
2.4.2信号
南平项目信号指标为313.51万元/正线公里,苏州项目为749.03万元/正线公里,高出435.52万元/正线公里。主要原因如下:①正线信号系统主要包括轨道信号和道岔信号。两线正线道岔数量差异巨大,正线信号系统差100.71万元/正线公里。②南平项目独享路权,无路口信号系统,苏州项目共享路权,路口众多。平交路口信号系统差176.95万元/正线公里。③南平项目设车辆段1座,苏州项目设1段1场,车场信号指标差99.29万元/正线公里。④车辆配属苏州项目较南平多,指标差52.89万元/正线公里。⑤控制中心、维修中心等其他指标差5.68万元/正线公里。
2.5供电系统
供电系统指标相差533.92万元/正线公里,主要体现在外部电源、变电所、环网电缆和接触网部分。
①外部电源。供电系统均采用分散供电方式,就近引入10kV电源。外部电源投资取决于接入方案,南平项目采用7.5km电缆敷设+12km架空线,苏州项目30km电缆敷设,指标相差141.73万元/正线公里。
②变电所。南平项目采用箱式变电所,费用由箱变设备、变电所外接线及设备调试试验、变电所基坑三部分组成。苏州项目变电所采用常规土建房屋+设备安装方式,单价高于南平项目。变电所指标相差215.80万元/正线公里。
③环网电缆。由于变电所疏密及供电分区不同,两线每正线公里环网电缆长度有所差异,综合指标相差49.19万元/正线公里。
④接触网。南平项目正线接触网立柱多位于线路中心,左右线共用,且隔离开关柜费用列入箱变,正线指标为98万元/条公里;苏州项目单公里立柱数量多于南平项目,且悬挂装配采用法国进口配件,指标为139万/条公里。
车辆段线路曲线半径小,需密布接触网立柱,且隔离开关柜和分段绝缘器等设备多,两线车辆段接触网指标均远高于正线。
两线接触网指标相差124.87万元/正线公里。
2.6其他机电系统
①运营控制中心管理系统。苏州项目设置运营控制中心管理系统,南平项目未设置,指标相差62.14万元/正线公里。②南平项目仅车辆段设置FAS,全线不设BAS、ACS系统;苏州项目区间变、车场设置FAS,车站、车场设置BAS,车场设置安防及门禁系统。两线FAS、BAS、安防及门禁系统合计相差126.65万元/正线公里。③风、水、售检票、电扶梯等合计相差45.12万元/正线公里。
2.7车场
南平项目设车辆段1座,苏州项目出于线网考虑设1段1场。车场投资折算到线路长度,指标相差798.36万元/正线公里。
2.8工程建设其他费用
南平项目主要位于303省道中央隔离带内,沿线主要途径荒地和农村,拆迁数量少,征地拆迁单价低,无绿化补偿、管线迁改和构筑物补偿等费用,建设用地费指标273.48万元/正线公里;苏州项目地处城区,建设用地费指标达2231.81万元/正线公里,相差1958.33万元/正线公里。由于计费基数不同等原因,其他费用相差398.96万元/正线公里。
2.9预备费
由于计费基数不同,两线预备费相差307.41万元/正线公里。
2.10专项费用
南平项目初期配车12辆(0.50辆/正线公里),单价1800万元/辆;苏州项目初期配车22辆(1.19辆/正线公里),单价2100万元/辆。车辆购置费指标相差1600.05万元/正线公里。
由于两线资本金比例、建设期及计费基数不同等原因,建设期利息指标相差234.77万元/正线公里。
3造价编制注意点
通过对比南平某区旅游观光轨道交通1号线一期工程和苏州某区有轨电车2号线工程的造价差异,分析差异原因,可知现代有轨电车造价“敏感点”,即造价编制特别是项目前期投资估算编制阶段需重点关注如下方面[3]。
①车站需核实过街方式,天桥、地下通道等过街费用往往比车站本体费用高。②大跨桥指标高,小桥间断桥短,下部结构费用分摊大,指标也很高,估算阶段需密切关注大跨度桥梁和小桥占比,合理确定高架区间投资。③路基区间采用碎石道床还是整体道床,直接影响路基工程造价。整体道床沉降控制要求高,地基处理标准高,费用大幅高于碎石道床。④城区有轨电车路基整体道床,往往有减震、绿化、沥青或地面砖铺装等要求,指标甚至高于地铁普通整体道床。⑤有轨电车项目信号系统一般采用有轨电车控制系统,正线信号指标取决于道岔和交叉路口的多少。若信号系统采用点式ATP系统,指标大幅跃升。⑥有轨电车用电负荷相对较小,变电所设备相对地铁要少,同时有轨电车开关柜采用AIS开关柜,地铁一般采用GIS开关柜,单价较地铁低。⑦有轨电车车场线路曲线半径小,接触网立柱设置密,同时隔离开关柜和分段绝缘器等设备多,车场接触网指标远高于正线。⑧目前国内有轨电车车辆制式众多,不同制式的车辆技术构造存在很大不同。同为100%低地板现代有轨电车,模块不尽等长,单价存在差异,编制估概算时需做好询价工作。
参考文献:
[1]蒋应红.现代有轨电车系统在国内的发展前景探讨[J].交通与运输,2012(1):10-12.