機床行業：30年四大質變

近日中國機床工具工業協會名譽理事長梁訓瑄在中國工業報演講時表示。梁訓瑄認為
，世界機械加工的技術演變
，屬於“質變”性質的至少有四大方麵
，而其他技術進步大多屬於“量變”。而所謂“質變”是指：在創新思維與傳統“量變”上的根本區別；所依托的物質載體與常規相比在原理上的本質差異
；在人類生產活動中所形成的效益與影響程度的深淺。

    他說，“關心我國機械加工領域的技術進步，勢必要聯係世界範圍內的發展，因為技術與科學是沒有國界的，並且是相互促進的。近30年nian來lai世shi界jie製zhi造zao技ji術shu與yu裝zhuang備bei領ling域yu四si大da質zhi變bian
，我wo國guo都dou一yi直zhi積ji極ji參can與yu，並bing做zuo出chu了le重zhong要yao推tui動dong與yu貢gong獻xian，有you的de方fang麵mian甚shen至zhi已yi進jin入ru了le世shi界jie前qian列lie。而er這zhe四si大da質zhi變bian其qi根gen本ben來lai源yuan於yu，製zhi造zao工gong具ju的de變bian化hua———機床。”

    智能型生產工具出現

    最近
，在國家有關部門一次高層“戰略產業選擇”座談會上
，梁訓瑄提出一個觀點，“機床作為生產工具具備智能特性是人類生產工具具有劃時代意義的發展，人類正在迎接一個智能型生產工具時代的到來”。

    梁訓瑄對此觀點解釋說，數控機床的出現標誌著機床向智能化發展開始萌芽。回溯機床的發展曆史
，從1952年第一台數控機床出現至今的50多年來，其中包括走向成熟的30年和走向大規模應用的20年


，特別是近幾年，陸續出現的機床智能化功能的進一步增添，標誌著機床技術在發展道路上的質變。

    最近幾年
，日本的山崎馬紮克公司陸續開發了智能主軸振動控製、智能熱屏障
、智能防撞屏障、語言提示；日本大隈公司開發了“thinc智能數字控製係統”deng。shuomingsuizhejishudefazhan，jichuangzhezhongshengchangongjuzhinenghuadegongnenghuiyuelaiyuegaoji，yuelaiyuezengduo。renleizhinengxingshengchangongjudefazhanfangxingweiai
，qianjingguangming。

    加工方法逆向思維的突破

    快速成型技術是近20年來出現的一種加工方法
，是加工方法逆向思維的重大突破
，是加工原理的巨大變革。

    與一直沿用至今的傳統“去除材料”的方法根本不同，快速成型技術實際上是反其道而行之的以“材料堆積成型”或稱之為“材料累加”方法、“增材製造方法”來達到製造工件原型的一種方法。

    快速成型技術是采用複合紙、高聚物質

、金屬粉末、高溫合金、複合陶瓷、鑄造型砂等作為加工原材料；利用電熱、激光束、電子束作為能量源

，按分層實體製造（LOM）；熔融沉積成型（FDM）、紫外線激光固化（SLA）、激光區域燒結（SLS）等方法來實現原型零件造型，用於快速考核零件設計的正確性與可行性，大大縮短整機開發生產周期。除了應用於製造機械零件原型、型砂製芯
，甚至也進入立體藝術品型體塑形和人體醫學仿生件（如骨關節）製造等相關領域。這是計算機科學

、新材料科學、新能源科學綜合集成發展的最新產物。

    在這個領域中，我國有華中科技大學、清華大學、西安交通大學、同濟大學、中科院及上海聯泰
、北京瑞科達
、武wu漢han濱bin湖hu機ji電dian技ji術shu產chan業ye有you限xian公gong司si等deng國guo有you和he民min營ying科ke研yan單dan位wei及ji企qi業ye積ji極ji投tou入ru。所suo開kai發fa的de產chan品pin已yi進jin入ru世shi界jie先xian進jin水shui平ping行xing列lie，投tou入ru市shi場chang的de產chan品pin更geng是shi品pin種zhong繁fan多duo
，年nian產chan幾ji百bai台tai，技ji術shu已yi出chu口kou新xin加jia坡po。

機床結構的變革

    近20年來，一種“並聯結構”機床的出現使得世界機床設計發生了革命性的變革。“並聯結構”完全不同於所有傳統機床結構。傳統機床結構均可歸結為串聯結構

，其所有的結構幾何精度誤差
、力的傳遞和剛度的損失，都會形成串聯累積而成為致命的薄弱環節。

    而並聯結構機床
，是通過多杆結構在空間同時運動來移動主軸頭實現加工動作，與串聯結構相比，並聯結構具有更為簡化、剛度更高、動態性能更好等一係列主要優點。

    20年來
，世界範圍內大約有十幾個國家20多個團隊在從事這方麵的研發，其中瑞典TRICEPT公司已供應商品400餘台，廣泛應用於空客、波音及通用汽車公司和卡特彼勒大型工程機械企業
，另外還有若幹團隊都曾經分別展出過試製品。

    雖然近幾年來有關並聯結構機床的報道有所減少
，但並聯結構機床的發展並未停步。據梁訓瑄講，他與如日本豐田工機
、大隈、德國Indexdengcongshibinglianjichuangyanfademouxietuanduijiechulejiedao
，zhexiejuyouyidingjishushilideguowaiyanfajigouyuqiyerengzaijiakuaibinglianjiegoujichuangdegongguan
，nulitigaoqixingneng。

    liangxun瑄biaoshi，woguojichuanggongjuxingyeyeyouwuliugechanxueyanjiehetizaijinxingzhefangmianyanfagongzuo
，qizhonghaerbinliangjurenjujituanyuhaerbingongyedaxuehezuoyanfadebinglianjiegoupinzhong（六杆結構）已批量生產5台
，成功應用於哈爾濱汽輪機廠葉片加工生產線中；齊齊哈爾第二機床集團與清華大學合作開發的龍門式“混聯”結構（即串聯與並聯混合）機床，是我國獨立構思的品種
，已成功用於哈爾濱電機廠的大型水電站設備製造中。

    工具概念的變異

    傳統的機械加工工藝體係一般是由機床—工具—（夾具）—工件組成，而工具環節按傳統的分類無非是車刀、銑刀、鏜刀
、鑽頭
、拉刀、砂輪、衝模
、壓模之類。而所有這些工具無非都是具有一定硬度的實體，如高速鋼、工具鋼
、硬質合金
、立方氮化硼、單晶及聚晶金剛石
、陶瓷等材料製成的工具。

    後來氧炔高溫切割方法出現了，緊接著電能源的放電加工方法、電化學加工、激光加工方法、電子束加工法、離子注入法、光刻法等也陸續出現，直到近年，屬於“冷能源”、“軟介質”的高壓水射流（俗稱“水刀”）jiagongfangfayizhanxinzitaidengchang，peiheduozuobiaoshukongjishu，dadasuoduanleqichegongyexinchanpindeshizhizhouqi。muqian，woguoyiyounanjingshuidaoyouxiangongsihenanjinggongyizhuangbeizhizaoyouxiangongsidengxiangshichangtigongchanpin。