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机械加工中液压车床的现状

2019-09-10乔廷婷

科学导报·学术 2019年28期
关键词:滚珠车床数控系统

乔廷婷

液压车床可分为液压仿形车床、液压转塔车床、液压多刀车床和功能各异的液压专用车床等。从2O世纪7O年代到9O年代,它们在我国的机械行业得到广泛应用,对机械行业提高加工质量和生产效率、降低劳动强度,发挥了重大的作用。

2O世纪末,随着数控车床的逐渐推广,液压车床的市场开始萎缩。目前,液压仿形车床和液压转塔车床已无人问津,在市场上尚有一席之地的液压多刀车床和液压专用车床的应用范围也在日趋缩小。任何事物在历史上的兴盛与消亡都有自身的原因与规律。那么,液压车床“退市”的原因何在呢?下面我们通过对液压车床和数控车床的技术、经济角度来分析来阐述这个问题。

一、机床功能的比较

1.由于液压车床刀具的移动不能与主轴转速实现精确的每转进给量,所以液压车床不能切削螺纹。在这一点上它不如卧式车床;与数控车床可以切削各种规格的直螺纹、锥度螺纹和变螺距螺纹的功能相比,可以说这是液压车床重要的功能缺陷。

2.因为液压转塔车床和液压多刀车床的纵、横刀架不能按精确的比例关系同时移动,所以不具备数控车床加工圆弧曲线和任意锥度的功能。虽然液压仿形车床可以加工圆弧曲线和锥度,但要预先制作靠模,而对于陡然向下变化的形状,液压随动系统也无法适应,远不及数控车床通过程序编辑适应各种形状的加工,快捷方便。

3.液压车床没有数控车床主轴无级变速和恒线速切削的功能。

二、机床刀具调整方式的比较

液压车床调整刀具加工尺寸的方式是靠操作者手动旋转螺杆和操作者眼睛观察刻度值变化,凭经验和感觉,经过反复的试车工件、测量工件和刀具调整,才能加工出合格的工件,费工费时、不准确、不可靠、不直观,稍有不慎就会调过尺寸,造成废品数控车床对刀时,可以通过数控系统的操作面板输入准确的刀具进给量,一般经过1~2次的测量和调整就能加工出合格的工件。刀具调整方式快捷、准确、可靠。其微米级的进给精度是液压车床刀具调整方式难以企及的。

三、维护费用的比较

液压系统要维持正常的运行,其油液必须清洁。但是,油液在使用过程中会被污染,污染物会引起液压系统的各种故障。据统计,液压系统的故障中有70%是由于油液选择不当或油液被污染引起的。这些故障轻则影响系统性能和使用寿命,重则使机件失灵以致损坏机床。所以,及时更换油液是液压系统的重要工作。一般规定液压系统运行2000h或一年换油一次。换油的费用因机床油箱的容积而异。以液压多刀半自动车床为例,其每年补充和更换油液的费用约需1000元。數控车床虽然没有液压油的更换费用,但其滚珠丝杠的疲劳强度设计寿命却只有6年。以CK6150×750数控车床为例,其更换x向和z向滚珠丝杠的费用大约需3000元。以数控车床更换滚珠丝杠所需的费用与液压多刀半自动车床6年累积换油的费用相比,液压多刀半自动车床的维护费用是CK6150×750数控车床的两倍。环境污染的比较液压车床噪声大、油液渗漏严重,是众所周知的事实。数控车床由于采用了定量、定时的集中润滑系统,其油液泄漏较少,对环境的污染远低于液压车床。另外,数控车床的进给系统采用了伺服(步进)电动机直接驱动滚珠丝杠 主轴采用了变频调速等先进技术,齿轮少、传动链短,机械振动和噪声也远低于液压车床。液压多刀半自动车床前景堪忧综上所述,液压车床有那么多的缺陷,为什么还有企业在生产、在使用呢?液压车床中的液压多刀半自动车床之所以有市场需求的原因是:(1)液压多刀半自动车床比数控车床价格便宜,设备购置一次性投资少。(2)液压多刀半自动车床刚性好、切削力大,特别适合对切削余量大的毛坯件进行粗车加工。(3)不需要懂得数控编程的操作者和数控系统调试维修的工程技术人员。

随着科学技术的迅速发展,我国制造业水平的不断提高,数控系统、伺服电动机、变频电动机、变频器和滚珠丝杠等的制造成本也在不断地下降。中低档数控车床的销售价格也有下降的趋势。当相同类型、功能的数控车床与液压多刀半自动车床的价格比达到1.5以下时,液压多刀半自动车床将失去它的价格魅力。随着锻造、铸造行业工艺水平的不断提高,工件毛坯的加工余量可以预留的越来越小。当工件毛坯余量小于2mm时,液压多刀半自动车床就不再具有粗加工的优势。目前,会数控车床手动编程与操作的技术工人很多,缺少的是懂得数控系统调试与维修的工程技术人员。相信不久的将来,我国的教育体系能够培养出大量懂得数控系统调试与维修的优秀人才,促进数控机床在制造行业的推广和普及。

四、结语

总而言之,液压车床与数控车床相比,已没有太多的生存空间,数控车床逐渐取代液压车床是科技进步的必然趋势。

(作者单位:陆军装甲兵学院士官学校)

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