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實力不允許我低調
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其实柔性加工这个说法,很早以前在机加工界内就已经存在了。
但也只是作为一种传说一般的存在,因为从来没有任何一家企业能够真正的实现过。
至于原因,很简单,就是因为难度太大了。
其实在很早以前,搞机加工的企业就发现了,在使用机床加工工件的时候。
台架,夹具,甚至是放置机床的地面,在机床工作的时候,都会又一个反作用力传导到机床上。
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从而会影响到机床加工的精度。
所以当时人们想了很多办法来解决这个问题。
比如用来制作机床台架,和夹具的特殊金属,机床厂会把他们放在外面的自然环境里,采用自然的方式来消除这些金属材料的内部应力。
这个过程,就好像是大航海时代,英国人把制作大船龙骨的高大树木,放到自然环境里阴干是一个道理。
因为只有经历了大自然界的风吹日晒和雨淋,经历过数九寒天各种极端自然环境的淬炼。
才能消除树干内部细胞之间的应力,让树干达到最佳,最适合制作龙骨的状态。
而用来制作台架和夹具的金属也是如此这般,被机床加工企业使用的。
不过这个过程太过漫长,以至于后来机床企业不得不使用各种现代手段来处理这些特种金属。
比如他们会使用电磁消磁,又或者在锻造这些金属的时候,就使用特殊的热处理方式,来最大化的消除金属内部的应力。
这个过程,就好比是大航海时代,荷兰人为了能够以更快的速度制造商船。
他们就采用了和英国人不一样的办法,他们就制造了不少大型的烘干炉。
把那些用来当做龙骨的木料,放到烘干炉里面去烤,这样就大大加快了这些龙骨快速阴干,并且消除内部应力的目的。
只不过使用这种办法制造出来的龙骨和商船,一般都不能像英国人制造的那种商船那么坚固和耐久。
而现代的机床厂,在尝试使用各种办法,来消除金属内部应力,缩短这些台架和夹具金属材料生产制造的时间的同时。
就有人提出了一个创意,那就是为什么不在机加工的时候,可以让夹具和工件来回移动,从而达到减缓加工刀头在实施硬链接时给工件带来的冲击力这个目的呢?
因为大多数机床在工作的时候,夹具和台架都是固定的,这样他们是能是硬抗快速转动的刀头,给工件带来的冲击力。
就算你这台架和刀具内部应力消除的在干净,可地面也会给你这台机床施加反作用力的。
所以不管你怎么调整,除了提升加工成本之外,这反作用力是根本没办法消除的。
所以如果在加工的时候,让工件和夹具可以移动呢,从而达到缓冲刀头冲击力的目的呢?
这种柔性加工的好处,可是非常多的。
首先就是对夹具和台架使用的金属要求,大大的降低,甚至对持有刀具的机械臂所使用的特殊金属规格要求,也会大大降低。
因为在原本的机加工中,采用的完全是硬链接的模式,就是一方夹住工件固定,另外一方则使用刀具,在工件上不断的游走车铣。
这种硬链接的模式,对于机床台架,夹具和持刀机械臂的要求都非常高。
不但要超常的坚硬,而且还要有非常的韧度,以保证在长时间加工的过程中,能够化解反作用力,而不会导致变形。
另外因为使用的硬链接模式,所以对伺服电机和滚珠丝杠轴承的要求也非常高。
伺服电机要放大扭矩,给刀头提升转速,这样才能在坚硬的金属铁坯上游走车铣。
这样伺服电机不光非常耗电,而且对内部的电磁元器件要求还非常高,要有非常好的耐久性。
另外就是滚珠丝杠轴承也是如此,要保证刀头能够又精准的进量,所以对刀头前进和后退的精度要求都非常精准。
而在刀头高速旋转在工件上加工的时候,滚卒丝杠轴承也会承受非常大的反作用力,所以对轴承内部的光滑度,以及滚珠的要求都非常高。
所以这种硬链接加工模式下,对各种零部件的要求都非常高,很多关键部位都需要使用特殊合金制成的零部件。
这些零部件,不但原料成本贵,加工工艺也非常繁琐,所以成本高昂。
可以说一台机床,至少又百分之五十的成本是消耗在这些硬件设备上的。
而使用柔性加工的方案,就完全没有以上这些顾忌了。
因为柔性加工自带缓冲作用力的理念,所以对夹具和台架,甚至是持握刀头的机械臂的金属规格要求就都不会像硬加工机床那么高。
因为他们无需承受太高的作用力和反作用力,甚至就连电机和滚珠丝杠轴承也是一样。
以往硬加工机床,也许电机要让刀头转速达到每分钟十几万转才能在某些特殊金属的工件上完成加工。
而柔性加工方面,因为夹具和持握刀头的机械臂,各分担了一般的作用力和反作用力,这样一来刀头转速就无需太高,就能够在坚硬的工件上完成加工。
这样一来对伺服电机的要求就不会那么高了。
而对于控制刀头进深和精度的,滚珠丝杠轴承也会因为吃到的反作用力不大,所以也对金属材料的规格要求无需太高。
而且使用柔性加工,也对加床加工的环境要求大大降低。
比如以前硬加工机床,对加工环境尤其是车间的地面,要求是非常高的。
不光厂房下面要使用沙子填充,以达到缓冲加工时作用力的目的,另外在地面铺设的时候,还要铺设大量的缓冲层。
而这种缓冲层,因为大量使用橡胶,成本可是非常高昂的。
而如果能够实现柔性加工的话,那么新机床对地面的要求,就不会那么高了,甚至在普通的水泥地面上都可以进行生产。
这样一来,如果能够真正的视线柔性加工,那么将会大大降低机床制造企业,以及使用机床的企业的成本。
当时有些机床厂,对这个柔性加工的提议,也进行了尝试。
不过很快几大机床厂就都放弃了,因为这样做的难度实在太大了。
甚至成本会比他们花高价去消除金属应力,去给机床厂房地面下填充傻子,和缓冲层的成本还要高。
因为首先你要解决的,就是在夹具底座上架液压缓冲器。
其次就是要调整加工软件的控制系统。
要严格控制好,加工时夹具以及工件的退缩量,并且同时要非常严格的控制要刀具的进量。
说白了就是在夹具夹持工件向后缓冲的时候,你的刀头要跟上,并且保证和加工的工件严丝合缝的接触,不能离开太远。
因为一旦脱离接触,那回头再想从新接上的时候,就难免会有误差,这个重新接驳的难度可就大了去了。
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而且加工一个完成的工件,最完美的方案就是一气呵成,而最忌讳的就是走走停停。
因为每次停工,之后重新对接,都要从新设置一边操作系统,这是非常麻烦和繁琐的。
甚至有很多加工企业,宁肯这个工件报废,也不愿意在加工停止之后,在重新接驳重启加工。
所以这个柔性加工,就对加工时候夹具和刀具的配合要求非常高。
而这主要就是对机床控制软件系统的一种考验,以当时的电脑软件编程技术而言。
想要完成这样的工控系统,那简直就是天方夜谭。
所以虽然很搞加工的人,都知道这柔性加工的好处。
但说到真正去实现这种加工工艺的人,却没有几个。
因为成本实在是太大了,这完全是不同于以往传统机床加工理念的一条新路。
以目前的科技水平而言,想要完成这种突破,在很多人看来都不太现实。
而现在,就在星火科技的厂房里,黄海滨目瞪口呆的看着眼前的那台‘机床’,他已经被彻底的震慑住了!
这尼玛,不就是传说中的柔性加工嘛!?
这可是完全不同于,目前美日德所主导的数控机床领域所使用的主流技术啊!
这也就是说,我们完全是另辟蹊径,走出了一条完全不同于他们的机加工道路!
一想到这,黄海滨居然情不自禁的热泪盈眶了!
这一刻,他真的想说,我们的高科技,站起来了!
作为一个重事科研行业几十年的老兵,他是深知我国技术领域的短板的。
可以说我们国家喊了十年的技术转型升级,可却一直升不上去的主要原因,就两点。
就是在两个领域,我们一直在被国外卡着脖子。
一个是材料,一个就是精密加工!
别看最近几年3D打印技术喊得挺欢,可这种增材制造,想要彻底取代以机床为代表的减材制造,没有一百年那是不可能的。
而此前他是从来没想过,咱们可以在减材制造领域追上来的…
因为在这个领域,咱们落后的实在太多太多了。
甚至真正了解行业内幕的人,都会感到绝望。
美日德在这个领域筑起的技术壁垒,实在太高太高了。