目前国内外车床的技术水平和发展方向

国内外车床的技术水平和发展方向

车床问世后用於加工各种轴、盘类回转体零件，在各类大小机器中，量大面广，最为得用。在机器制造业中，车床的数量最多，用途最广泛。在各类金切机床中，车床的比重最大。中国1995年金切机床拥有量498万台中，共有122万台车床，占41%；美国、日本约占22%。

在先进工业国家如美国和日本，由於毛坯质量好，加工余量小，有些可直接进行磨削精加工，因此粗加工的车床数量较少，比重也相对较小，而磨床比重不断增大（如中、日、美的磨床比重分别为13%、18%、23%）。随着毛坯与工艺的改善，车床比重在同一国家逐渐减小。如日本1952年时车床占40%，1963年为30%，1973年为26%，1994年减至22%。由此可见，工业生产少不了车床，而毛坯、工艺愈落后，车床数量就愈多。

发达国家车床技术水平较高

车床本身有其技术和结构特点，能加工回转体的平面、内外圆、螺纹、螺孔、凸台、凹槽、曲面等，传动较简单，制造比磨床容易，所用刀具也较简单。世界车床技术发展有三大阶段∶手动普通车床阶段、高效自动化车床阶段和数控(NC)车床阶段。目前，车床按控制分为手动、机动、数显、程控、数控；按结构和用途分为∶普通车床、仪表车床、单轴/多轴自动车床、活塞车床、曲轴/凸轮轴车床、立式车床、落地卧式车床、各种专用车床等。车床的品种、规格繁多，为各类机床之冠。在现今各国生产和使用中，手动、机动、数显、程控和数控并存，由於特点、功能和价格不同，使用场合不一，选用时应从技术与经济方面考虑。在发达国家，由於汽车、轴承、电机等大批量生产自动化的实现，高效自动化车床的数量多，NC车床发展快，中、高档车床比重大，总体技术水平高，因此，生产率和劳动生产率高（如美、日汽车年产量达1,000万辆以上）。在发展中国家，低档手动普通车床多，而中、高档少，总体技术水平低，生产率和劳动生产率也较低。<主体装备（生产线）名称、规格型号及数量/p>

国外车床避免在使用进程中因受震动而造成实验机的不水準的技术水平与发展方向

目前国外车床生产中，NC车床占较大比重，日本2000年车床产量2.2万台，NC车床2.09万台，占95%，大左起：亚什兰团体副总裁Andy Johnston、亚什兰高性能材料亚太区总经理陈韶晖、亚什兰高性能材料全球技术副总裁Fred Good 博士量出口。在世界年产20万台NC机床中，NC车床约6万台，占30%。它是随着微电子、计算机技术的进步面迅速发展，是传统机床技术与信息技术相结合的产物。也是今后努力发展的方向。目前国外NC车床的设计、制造、使用，在技术上已经成熟，并不断向纵、深发展。下文着重对NC车床进行研讨。

目前国外NC车床的技术水平

高性能∶目前国外NC车床全面向高性能发展，依靠改进工艺、布局、结构、驱动和控制五方面来提高精度、效率、自动化。如工艺上车、铣、磨结合；布局上立、卧、倾斜式、倒立式变化，结构上多主轴、多刀架；驱动上电主轴、滚珠丝杆、直线电机并用；控制上多轴联动、络化等。在提高复合加工性能方面更加引人瞩目，量大面广的一般NC车床不断向高性能车削中心和车铣中心发展的配置。

高精度∶加工精度普遍提高，精密车床代替了过去的普通精度NC车床。加工精度从过去的1TT7提高到1TT6。重复定位精度达微米（高精度车床为0.3Mm），工件精度达0.3微米，圆度达1微米，表面粗糙度达Ra 0.3微米。NC系统分辨率为1微米（高精度NC车床达0.1微米或0.01微米），还在继续提高。

高效率∶通过高速化和复合化不断提高加工效率。高速化方面，一般中规格NC车床主轴转速已从过去的r/min提高到r/min（NC单轴自动车床达1.2万、1.5万、甚至2万r/min），快速进给从过去的m/min提高到30、甚至40m/min。主传动功率也大大提高。在复合化方面，具有铣削功能、Y轴功能的车削中心数量大增，约占15%。具有X、Z、Y、B、C 5轴功能的也逐步增多，出现了车-磨结合、车床-加工中心结合的复合加工机，实现“全部加工”。

高自动化∶采用现场交互式编程和机内自动对刀，有些还与CAD/CAM相结合；带AWC、ATC和AJC等自动化外围设备的越来越多；监控和自诊断能力日益增强，有些还可进行远程监控与诊断；能自动测量和进行误差补偿，包括加工误差的实时补偿；更易於集成入自动化加工系统中。

模块化设计∶针对市场需求，为加速发展系列产品、降低成本和缩短交货期，国外NC车床已普遍采用模块化设计，利用基本模块和各种功能部件灵活配置，组成各式NC车床、车削中心等。

国外NC车床的技术发展方向

主要有几方面∶不断开发新工艺、新材料、新结构、新元件，比如开发硬面车削工艺(HRC)，公差带在5微米，表面粗糙度达Ra 0.4微米，又如开发倒立式车―磨结合的车削中心等；进一步提高加工精度，发展精密化、超精密化车床；提高效率，加速发展高速化，尤其是复合化；在现有自动化基础上进一步发展智能化、无人化、集成化；发展络化，与车间、工厂、决定了所使用传感器的不同外界联；发展环保化车床，实现节能、省地、干和半干切削等。

德国Emag公司的1分价钱1分货VSC400型车-磨结合的车削中心

国内NC车床的技术水平和存在差距

在改革开放的20年，中国NC车床的技术水平提高较快，在设计、制造、使用上进步很大。

2001年中国NC车床产量3900台，进口约3500台。1995年中国NC车床拥有量2.1万台（占NC机床之33%）。

2002年3月的上海中国数控机床展(CCMT 2002)，展出200台整机，包括64台NC车床，代表了当前中国NC车床的最高技术水平，另有车削中心9台，占14%。

沈阳机床公司与德国合作生产的SSCKZ 型5轴车铣中心，可控制X、Y、Z、B、C轴，床身最大回转直径φ800mm，主轴2000r/min，主电机37kw，刀库有12把刀，配西门子840D NC系统13．应力控速率精度： 速率＜0.05％FS/S时。成都宁江机床厂的CKE1112型NC纵切自动车床，加工棒料直径φ12mm，主轴转速12000r/min，为5轴2联动，配用FANUCD-O NC系统。上海第二机床厂的HM-O15型倒置立式车削中心，主轴4000r/min，主电机40kw，采用INDRAMAT NC系统，机床带自动上下料装置。

在2000年3月的CCMT展上，上海重型机床厂展出自行设计的SHZ 1044型双主轴立式车削中心（见图4），具有特色，可侧面反映出目前中国NC车床的设计和制造水平。

该车床用於电梯曳引轮涡轮组件的半精加工和精加工，有倒置立车和正置立车两部分。带自动上下料装置，为能完成零件全部加工的车削中心。配SINUMERIK 840C NC系统，定位精度∶X轴0.016mm/500mm，Z轴0.032mm，C轴60"；重复定位精度∶X轴7微米，Z轴0.01mm，C轴20"，机床配用进口的内装式电主轴、高精度轴承、直线滚动导轨、高精度光栅尺、滚珠丝杆、自动定心卡盘等。

存在的主要差距为∶在精度、效率、自动化上存在一定差距；主机设计基本功差，缺乏创新，模块化设计少；重要基础元部件、NC系统主要依靠进口；缺乏深入系统的科研工作，设计、试验手段较落后；在NC车床的产品水平和总体技术水平上，差距明显。努力方向包括狠抓根本，解决主机、元部件先进性。