自從20世紀(jì)中期谭梗,數(shù)控機(jī)床問世以后去柿,引領(lǐng)了機(jī)床行業(yè)的一次大發(fā)展榛蜻,新技術(shù)的運(yùn)用使得機(jī)床的性能鹰党、精度炫茄、可靠性等方面有了較大的提高。金屬加工在線記者認(rèn)為钓藏,當(dāng)技術(shù)上的提升可以滿足絕大部分用戶對(duì)加工零件的需要時(shí)状奴,數(shù)控機(jī)床下一步的發(fā)展方向在哪里,成為當(dāng)前機(jī)床制造企業(yè)需要思考面對(duì)的問題精臭。
毫無疑問耗憨,機(jī)床的發(fā)展必須是以滿足用戶需求為最終目標(biāo)的。在解決完零件加工的精度摇祖、效率問題后眷篇,用戶自然會(huì)考慮能源的消耗、操作維護(hù)的便利等方面荔泳,“綠色機(jī)床”就是按此理念下提出的概念蕉饼。
“綠色機(jī)床”的核心概念即是減少對(duì)能源的消耗。據(jù)統(tǒng)計(jì)玛歌,在零件被切削加工的過程中昧港,消耗的能源中只有25%左右是用于金屬的切削上,這部分才是有用功支子,其它能源都消耗在維持機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)创肥,保證精度、剛性等方面的輔助措施上值朋,節(jié)約能源就是要減少這部分的能源消耗叹侄,用最少的能源消耗來滿足輔助功能的需要。
在設(shè)計(jì)階段吞歼,對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的就是減少多余的材料圈膏,這不但可以減少生產(chǎn)成本,還能夠降低機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)過程中部件移動(dòng)所消耗的能量篙骡。運(yùn)用有限元分析手段稽坤,可以在材料的重量和系統(tǒng)的剛性間找到一個(gè)平衡點(diǎn),避免機(jī)床過于笨重掺昵,當(dāng)然這也依賴于工程師們對(duì)部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)土嚼,需要兼顧現(xiàn)有的制造水平魏桅。采用重量更輕的新型材料也可以減輕部件的質(zhì)量,比如用密度更小的塑料缓缝、鋁合金在某些非承重部件中取代傳統(tǒng)的鋼鐵材料钳葬,尤其是在機(jī)床的外觀件中,在滿足防護(hù)要求的同時(shí)赂品,新材料更容易達(dá)到好的外觀效果翩腹。國外的一些機(jī)床廠,例如德國EEW公司的高速5軸加工中心誓豺,甚至使用了碳纖維來做為結(jié)構(gòu)構(gòu)件刷裂,大大的降低了整機(jī)重量。
雖然從目前來看吏恃,碳纖維等一些新型材料造價(jià)過于昂貴米萝,不適合在機(jī)床行業(yè)廣泛應(yīng)用,但它預(yù)示了機(jī)床發(fā)展的一個(gè)方向代虾,隨著技術(shù)的發(fā)展进肯,新材料必將在以鋼鐵為代表的機(jī)床上得到廣泛應(yīng)用。
考慮能量回收棉磨,是另一個(gè)減少機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)中能量消耗的辦法江掩。在重型機(jī)床上,優(yōu)化結(jié)構(gòu)減輕的重量畢竟有限含蓉,為保證足夠的強(qiáng)度和剛性频敛,還是必須采用足夠多的材料项郊。能量回收是取得大幅度節(jié)能效果的重要措施馅扣,在機(jī)床減速的過程中,回收的能量可以儲(chǔ)存起來着降,對(duì)于頻繁起動(dòng)差油、運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量較大的機(jī)床來說,可以達(dá)到明顯的節(jié)能效果任洞。雖然從目前的技術(shù)水平和成本的角度來看蓄喇,在機(jī)械運(yùn)動(dòng)中增加能量回收系統(tǒng)還受到許多因素制約,但在液壓系統(tǒng)中交掏,蓄能器的運(yùn)用可有效的降低泵站電機(jī)的功率偷真,減少系統(tǒng)空載損耗,提高液壓系統(tǒng)的效率精幌。蓄能器還可以減小系統(tǒng)壓力的波動(dòng)熙同,減輕對(duì)液壓元件的沖擊,延長使用壽命犯暮。
機(jī)床的綠色設(shè)計(jì)中锻刹,還包含著容易被忽視的一方面,就是系統(tǒng)的可升級(jí)性,這方面即包括硬件壕矿,也包括軟件坝亿。在機(jī)床設(shè)計(jì)階段,考慮使用多功能部件及模塊化的部件來組裝產(chǎn)品李荚,同類機(jī)床可以統(tǒng)一部件的接口灰囤。一旦發(fā)生故障,模塊化的結(jié)構(gòu)也便于用戶檢查和修理鸥层。設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)還要預(yù)留功能擴(kuò)展空間赤朽,對(duì)于用戶暫時(shí)不需要的功能,比如自動(dòng)換刀裝置昆码、油溫冷卻裝置等气忠,做成可選擇的部件,留好相應(yīng)的電氣及機(jī)械的設(shè)計(jì)空間赋咽,方便用戶在以后有需要的時(shí)候進(jìn)行擴(kuò)展旧噪。具有良好的可升級(jí)性的產(chǎn)品,可以避免用戶重新購入設(shè)備造成的資源浪費(fèi)脓匿。
同其他工業(yè)產(chǎn)品一樣淘钟,機(jī)床的綠色設(shè)計(jì)是要兼顧產(chǎn)品的生產(chǎn)成本、運(yùn)轉(zhuǎn)成本陪毡、維護(hù)成本和環(huán)境成本米母,找出最優(yōu)化的設(shè)計(jì),只偏執(zhí)于某一方向是不符合主流市場的需要的毡琉,不會(huì)得到市場的認(rèn)可铁瞒。這一方面即需要機(jī)床廠不斷開發(fā)新技術(shù),改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品桅滋,也需要客戶對(duì)機(jī)床產(chǎn)品加深了解慧耍,對(duì)產(chǎn)品的性能和特點(diǎn)進(jìn)行綜合比較,而不是一味的追求低價(jià)推妈。
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