关于高端数控磨床发展的探讨

凌天白 何永义

摘 要：随着国际和国内制造业的高速发展，传统的数控磨床已经无法满足现今制造业的需求，对高端数控磨床的发展提出了更高的要求。由于数控磨床在处理加工精密、复杂、多种类等方面表现出了很高的效率，它作为自动化机床的一种，代表着现在数控机床的发展方向。高端数控机床有效提升了各行业的生产效率，尤其是在汽车行业中，产品的更新速度和社会的精细化分工越来越快，对产品的需求越来越个性化，高端数控磨床的设计开始柔性化发展。

关键词：高端数控磨床；发展；复合化

前言

数控机床代表着国家的生产力，是制造业的基础设备之一。国家十二五期间，我国的汽车、铁路、公路、机械等的高速发展对数控机床的需求发生了很大的变化，表现在：对机床的需求增大；机床的消费重点为国家船用设备；市场对高端数控机床的需求增加。我国的机床产业表现出很明显的区域性，其中上海、杭州、无锡等地的高端数控磨床占全国比例的一半以上，已经是我国磨床的重要开发区域。上海机床有限公司作为我国高端精密数控磨床制作企业，在数控机床行业起着举足轻重的地位。在所有的数控机床当中，高端数控磨床是需要精细加工的数控机床，磨床的精度影响着磨床所生产加工的零件、设备的质量和精度。

随着国内外制造行业的高速发展，磨床市场越来越大。然而，在我国的高端数控磨床市场中，我国的磨床的进口在一半以上，同时，我国的磨床市场以中端磨床为主，国内生产的磨床总体工艺能力要低于进口磨床水平。

1 磨床模块化设计

随着制造行业的精细化、分工化發展，磨床的发展越来越合理化、智能化。目前提出了可重构机床的理念，也就是模块化机床，这种机床的设计基础就是机床结构和功能的模块化。

上海机床有限公司在设计数控磨床过程中，在整合新旧产品的基础上形成了非常丰富的功能模块，通过模块的差异化组合进而加工成不同的产品。磨床模块化设计的优势，使得磨床所生产的产品逐步使用模块化的设计理念。模块化磨床的设计极大地提升了磨床生产产品的效率，一定程度上推动了制造产业的发展，减小了产品的制作周期。

2 高端数控磨床的特点及发展

高端数控磨床指的是那些精密、大型、智能、高效的数控机床，它的功能多样，可以加工生产复杂精密零部件，在设计和制造上有很大的难度，具体表现为以下发展特点：

2.1 磨削方式的复合化、多样化

伴随着社会各方面的快速发展，市场对机械加工的要求越来越高，其中最基本需求就是速度、效率、精度，而传统的数控磨床已经很难满足现代加工业的需求，复合磨削成为磨削加工方式的主要发展趋势。

高端复合化磨削是现代制造产业的一种精细加工设备之一，在汽车、铁路、桥梁、军工等方面可以解决很多制造难题，尤其是动力装置、传动设备等零部件的加工，加工过程中要确保零部件的质量、精度和效率，高端数控磨床已经成为国外制造业的重要加工保障。而我国这方面的数控磨床设备大都需要进口，国内的磨床工艺和国外的相比还有很大的差距，国外的磨床复合化技术先进，同时设备价格也非常昂贵。国内高端复合磨床的起步晚、技术积累低，和国外的同种数控磨床相比，磨床数量少、制作工艺低。但是从10年以后，我国的高端复合数控磨床有了很大的发展，大力振兴生产制造业，国内的机床生产企业都开始重视对复合磨床的自主研发。

2.2 磨削速度的高速发展

高速磨削速度指的是五倍以上普通磨削速度，和普通磨削速度相比，高速磨削有以下优势：磨床的高速磨削改善了数控磨床的磨削效率；高速磨削的加工精度和质量较高；高速磨削可以增强砂轮的使用，降低材料的消耗。近几年来，国外的超高速磨床磨削有了很大的发展，具体表现为磨削机理和磨削速度上，立方氮化硼、金刚石等材料在砂轮中的使用，使得高速磨削有了发展基础。目前，我国的高速磨削成果还没有实现商业化，上海机床有限公司设计出的磨床最高磨削速度为150m/s，主要用于对超硬材料、复合材料的精密加工。高速磨削作为现代制造产业中的先进、前沿工艺，加工范围广、效率高、精度高。在我国推广发展高速磨床，可以有效提升我国制造业的加工能力。

2.3 磨床切削的精度发展

磨床的切削加工可以分为普通、精密和超精密加工，对于不同的生产零部件有不同的加工精度要求，超精密加工切削后的产品表面粗糙度低，加工精度高，可以达到纳米级别。超精密磨削加工的基础是超精密磨床，现今超精密磨床的发展趋势是自动、精度化。我国精密磨床的切削还在初级阶段，哈工大的袁哲俊教授在国产数控磨床上研发了磨削设备，实现了传统难以加工材料的精密磨削加工。

3 我国磨床工艺以及存在的问题

随着我国经济的快速发展，高端数控机床进入了高速发展期，通过对国外先进磨床工艺技术的引进、自身工艺的创新等，坚持产学研的发展合作，已经基本具备高端数控磨床的自主研发能力，国内数控机床行业涌现出了一大批实力强、有特色的公司，以市场为导向、以需求为动力，开发出了有竞争力的数控磨床。虽然我国在高端数控磨床上有了很大的进步，但是，和国外的先进高端磨床相比，国产的磨床在加工效率、质量、复合性和智能化等方面还有很大的差距，表现为：磨床零部件功能配套的薄弱性；磨床设计理念的滞后性；高端磨床控制方式的落后性。

分析国内外高端数控磨床之间的差距，主要原因是我国数控磨床技术落后、零部件的制造工艺较低、重要零部件的设计理念落后以及核心技术的不足等等都是影响我国高端数控磨床发展的重要因素。

4 结束语

通过把国内高端磨床公司和国外先进磨床公司相互对比，追踪国外先进磨床公司工艺，以市场为导向，提升自主研发能力、调整产业结构。随着我国“高端数控机床与基础制作设备”这一科技重大专项的实施，希望国内的高端数控磨床公司以此为契机，加强物理和仿真实验的并重，重视实验基地的建设；将研究所、企业、高校紧密结合，加强合作，把高校科研成果市场化、工业化；调整产业结构、转变发展方式，促使我国高端数控磨床向着超高精度、高磨削速度、复合智能化方向发展。

参考文献

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