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2017-12-22 06:55
锻压装备与制造技术 2017年4期
关键词:激光器冲压机床

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国产高档数控机床取得突破性进展

在高档数控机床领域,我国终于拥有了可以与进口设备比肩的自主研发的产品,8万吨大型模锻压力机和万吨级铝板张力拉伸机等重型锻压及数控冲压设备的成功研制,填补了国内航空领域大型整体成形技术空白;大型贮箱成套焊接装备成功应用于长征五号等新一代火箭研制,在航天领域建立了首条采用国产加工中心和数控车削中心的生产示范线,已应用于新一代运载火箭、对接机构、探月工程差动机构等100余种、10000余件关键复杂零部件的加工,取得了显著的经济效益和社会效益;数控锻压成形设备的产业化成效显著,其中汽车覆盖件冲压线国内市场占有率超过70%,全球市场占有率已超过30%,有力推动国产汽车装备自主化,并向美国成功出口9条汽车生产线。

“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项实施以来,行业技术水平明显提升。专项技术总师,中国工程院院士卢秉恒介绍,我国研制的精密卧式加工中心等30多类重点产品达到国际先进水平。其中,25米数控立柱移动立式铣车床是国家重大工程项目建设的急需、替代进口的高端产品,其技术参数、技术等级均处于世界领先地位,机床规格、承载重量世界最大,代表了国家高档数控重型机床最高水平。

最值得一提的是,我国机床行业的自主创新和可靠性水平提升显著,标准和技术规范逐步完善。通过专项实施,推动国内机床骨干企业联合高校、用户联合开发,积极组织数控机床可靠性评定国家/行业标准的编制并在机床行业内推广应用。机床主机平均无故障时间从专项实施前的400~500小时已普遍提升至1200小时左右,部分产品已达到国际先进的2000小时。

卢秉恒介绍,专项成果形成一大批技术标准和规范,部分技术标准受到国际同行重视,并被列入国际标准,行业国际竞争优势显著增强,对产品研发提供有力支撑,也对国家装备制造业持续发展能力的提升起到保障作用。

2016年底,我国自主提出的用于检测五轴联动机床精度的S形试件标准已通过国际标委会审定,成为我国在高档数控机床设计、检测领域的首项标准,实现了“零”的突破。

在数控系统方面,数控系统是机床装备的“大脑”,是决定数控机床功能、性能、可靠性、成本价格的关键因素,也是制约我国数控机床行业发展的瓶颈。而基础薄弱、“缺心少脑”一直是“中国制造”的短板。

专家表示,数控系统、伺服电机、伺服驱动等是制造装备最重要的关键基础部件。要实现“中国制造2025”的目标,形成“中国智造”的核心竞争力,离不开数控系统包括伺服驱动、伺服电机等关键技术的创新。

为了补齐短板,“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项部署实行全产业链布局,国产数控系统实现部分技术的原创超越。企业掌握了数控系统的软硬件平台设计与批量生产技术,在多通道、多轴联动、高速插补等关键技术指标方面达到国际主流产品技术水平。通过专项的支持,我国数控系统实现了从模拟式、脉冲式到全数字总线的跨越,已初步具备与国外同类产品的竞争能力。高档数控系统、功能部件与主机产品配套研发,初步实现与高档数控机床的批量配套。据工信部装备司副司长罗俊杰介绍,2016年,数控机床专项支持研发的高档数控系统已累计销售1000余套,国内市场占有率由专项启动前的不足1%提高到了5%左右。

目前,国产高档数控系统已与10多类600多台高档数控机床配套,开始在航空航天重点企业示范应用。“功能部件企业产品质量水平稳步提高,品种系列不断完善,滚动功能部件检测装备从无到有,静刚度等关键技术指标和测试设备水平已跻身国际先进行列。截至目前,滚动功能部件在中高端数控机床市场占有率达20%,较2009年专项实施前提升4倍,品种满足度为80%。”工信部装备司副司长罗俊杰说。

国拨经费6亿元发展智能机器人

为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》和《中国制造2025》等规划,科技部8月1日正式发布《“智能机器人”重点专项 2017年度项目申报指南》。指南指出,“智能机器人”重点专项按照“围绕产业链部署创新链”的要求,从机器人基础前沿技术、共性技术、关键技术与装备、应用示范四个层次,围绕智能机器人基础前沿技术、新一代机器人、关键共性技术、工业机器人、服务机器人、特种机器人六个方向部署实施。今年将启动42个项目,安排国拨经费总概算约6亿元。

2017中国机械工业科学技术奖评审

8月17日,2017年度中国机械工业科学技术奖机床工具专业项目评审会在北京召开,会议由中国机床工具工业协会组织承办。来自行业企业、研究院所、大专院校等部门和单位的16位专家出席会议,中国机械工业科技奖奖励办马敬坤处长、梅熠处长到会指导评审工作。会议由中国机床工具工业协会秘书长王黎明主持。

王黎明介绍,2017年共有30个申报项目参与评审,项目来源呈现多元化,分别涉及金切机床、成形机床、量仪、生产线及加工单元、加工工艺、磨料磨具等领域。评审工作严格按照“中国机械工业科学技术奖评审细则”规定的评审标准、评审程序及方法、奖励等级确定原则等要求进行。评审专家们以公平、公正的态度对30个申报项目进行了认真负责的评审,充分表达了各自的意见和观点。专业组的评审结果将上报中国机械工业科学技术奖评审委员会评审和审议,其结果将在中国机械工业联合会、中国机械工程学会网站和新闻媒体进行公示,最终经管理委员会批准、通报表彰和颁发证书。

中国机械工业科学技术奖是根据《国家科学技术奖励条例》和《社会力量设立科学技术奖管理办法》有关规定,由中国机械工业联合会和中国机械工程学会共同设立,并经国家科学技术部批准,在国家科技奖励主管部门登记的面向全国机械行业的综合性科技奖项,表彰在机械工业科技工作中做出突出贡献的单位和个人,鼓励机械工业广大科技工作者的积极性和创造性,促进机械工业科学技术的发展,提高我国机械工业的综合实力和水平,也是机械工业申报国家科技进步奖的主要渠道。

舒勒为宝沃提供五序大型伺服冲压线

宝沃在中国市场迎来了发展的春天。为满足不断增长的市场需求,宝沃新建冲压线一条。最终舒勒的大型伺服冲压线获得宝沃青睐,舒勒将为宝沃量身打造一条全新五序大型伺服冲压线。该线按计划将于2018年8月在北京宝沃密云汽车生产基地正式投产使用,主要用于生产宝沃BX7、BX5等车型的车身外覆盖件。

这条6700吨的全新五序大型伺服冲压线,由五台压力机及配套的自动化系统组成,且全部由舒勒提供。整线采用了成熟的伺服直驱技术和与之相匹配的最新高效节能技术。主驱动所使用的最新能源管理系统和第一台压机采用的新一代液压拉伸垫是该冲压线高效率的保证。

舒勒Servoline 16大型伺服冲压线每分钟可以生产16个大件,为满足宝沃大批量生产的需求,冲压线可以采用一模双件和一模四件的形式生产。同时,宝沃还委托舒勒提供伺服压机线专有的3D模拟仿真软件,方便设备操作人员为单台压力机、自动传输系统、以及拆垛和线尾系统的横杆式送料机械手等制定优化的运动曲线。快速全自动更换模具和端拾器,能保证频繁更换产品所需的灵活性。除少数核心部件外,舒勒将整线结构件(移动工作台、立柱、滑块和上横梁等)安排在舒勒中国大连工厂进行生产和组装。

伺服冲压线包含各类型号和冲压速度。根据车体、结构部件及设备的不同情况,输出功率介于每分钟12~23冲程次数。Servoline 12和Servoline 14针对需要伺服直驱技术基本功能的客户。这类客户的产量处于中等水平。对于想要大批量生产或正在进行大批量生产的客户,推荐使用舒勒Servoline 16。这款设备的技术含量更高,并且拥有更好的性能表现。舒勒Servoline 18与市场同类大型设备相较,技术最为先进,性能最好,可保证客户达到最高的产出率。Servoline 23(L型)每分钟冲压23次,是世界上最快的压机。舒勒还开发了智能冲压线,可高速生产0.2~1毫米的电机转子钢板,大幅度提高电机生产效率。

济二为福特汽车提供的第八条冲压线投入使用

6月27日,济南二机床按期交付美国福特汽车的第八条快速冲压线(WSP2)在经过3套模具试模之后,顺利通过用户终验收。一向对产品质量非常挑剔的福特项目经理罗纳尔多高兴地说,“济南二机床产品运行速度高、产出的零件质量好、服务响应快,现在称得上是世界上最好的整体冲压设备供应商。”冲压高级经理福尔南多说,“这是福特有史以来的所有冲压线中,从交付使用到实现满负荷生产过程最快的一条生产线。”

福特WSP2项目包括1台2500吨、1台1600吨、3台1000吨压力机和线首、线尾及压力机间自动化传送系统,安装在福特汽车伍德黑文工厂。安调指导中,济南二机床派出了年轻新人团队,他们迅速适应了安调现场环境,克服一系列不利因素,按期完成安装调试任务。福特用户认为无论是技术经验还是沟通交流,济南二机床的安调指导团队能胜任全球范围内的任何安调任务。

6月22日,福特的第三套模具实现了连续四个小时不间断生产,运行速度接近整线的设计速度每分钟15次,每小时出件800件以上,速度之快引来在冲压线线尾工作的福特工人的“抱怨”,他们直呼工作强度加大,跟不上生产线的运行速度。

美国福特汽车冲压事业部主管鲍尔代表福特发来感谢信,对济南二机床项目团队表示感谢。信中说:“最新安装在伍德黑文工厂、由济南二机床提供给美国福特的第八条冲压线目前运行非常好。通过记录可以看出,连续四个小时运行近15SPM。我们愿同那些为交付这条高品质冲压线而努力工作的济南二机床员工们分享我们的激动和感谢之情。”

另讯 济南二机床承担的第九个国家科技重大专项项目通过技术终验收。5月25日,济南二机床承担的“高速龙门五轴联动加工中心”国家科技重大专项,在中航工业西安飞机工业(集团)有限责任公司顺利通过技术终验收。验收组专家、用户对项目给予高度评价。

自2009年以来,济南二机床共承担国家“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项11项,其中金属成形机床课题6项,5项已通过验收,1项在研;金属切削机床课题5项,3项已通过验收,1项完成技术终验收,1项在研。

华鲁锻压大型数控板料折弯机在内蒙一机交付使用

2017年4月,华鲁锻压自主研制的WS67K-2000/8000大型数控板料折弯机在内蒙一机集团公司正式验收交付使用。

WS67K-2000/8000是华鲁锻压具有完全自主知识产权的特大型数控板料折弯机,该机表明华鲁锻压剪折产品向高端化、大型数控化转型迈出了坚实一步,填补了公司在这一领域的空白,为华鲁锻压进军军工领域夯实基础。

内蒙古一机集团公司始建于1954年,是国家“一五”期间156个重点建设项目之一,是中国兵器工业集团的骨干企业,是内蒙古自治区最大的军工装备制造企业。2017年2月内蒙一机集团公司前来,对我方设备进行预验收,无论材质、性能、技术等各个方面,均符合内蒙一机集团公司预验标准。

自2016年9月订单签订至2017年2月设备验收,半年时间里,华鲁上下齐心协力攻坚克难,最终顺利试车验收交付使用,实现超大吨位折弯机零的突破,体现了华鲁强大的产品开发创造力。

《轴承精密轧制理论与技术》出版

武汉理工大学华林教授及其科研团队在国家自然科学基金计划、973计划、国家科技重大专项等持续支持下,通过产学研合作,深入系统研究了轴承轧制基础理论,开发了轴承精密轧制技术与装备,并在国内外轴承企业中进行了推广应用,取得了显著的技术经济效果。针对当前我国装备制造对高性能轴承的迫切需求,他们将轴承轧制相关研究成果进一步总结整理,由科学出版社出版了《轴承精密轧制理论与技术》。

现代工业轴承分为滚动轴承和滑动轴承两类,且大多数为滚动轴承。典型的滚动轴承主要由内圈、外圈、滚动体和保持架等组件构成,内圈和外圈是轴承的基体,统称为轴承套圈。轴承环的制造成本占轴承制造成本的60%~70%,其性能很大程度上决定着轴承质量和寿命。因此,轴承环制造是轴承制造的核心,其技术水平直接反映了轴承制造技术水平。

以锻造成形为代表的传统轴承环塑性成形方法具有工艺灵活,适应性广等优点,但也存在诸多缺点,例如成形精度低、加工余量大、材料利用率低、生产能耗高;工艺条件波动大、轴承环尺寸精度和组织性能一致性差;轴承滚道需要大量切削加工、破坏金属流线完整性、损害轴承产品机械性能和寿命;自动化程度低、劳动强度大、工作环境差。

轴承轧制技术是采用环件轧制方法成形轴承环的一种轴承先进制造技术。随着20世纪中期轴承工业的快速发展,以其节能、节材、高效、优质等显著技术优势逐渐取代传统锻造工艺,轴承轧制技术也逐步在世界范围内得到快速的发展和应用,我国从20世纪50年代末期开始引进轴承轧制技术用于轴承工业生产。

目前,以瑞典SKF、德国FAG、日本NSK、美国TIMKEN等为代表的国际顶尖轴承企业,已普遍采用轴承轧制技术生产汽车、铁路、机床、冶金、能源、航空航天等领域各种规格的轴承。轴承轧制技术已成为国际轴承制造业公认的高性能轴承先进制造技术代表。

《轴承精密轧制理论与技术》一书共五章。第一章介绍轴承轧制基础知识;第二、三章分别阐述轴承径向轧制理论和径-轴向轧制理论;第四章阐述轴承轧制技术,包括轴承轧制工艺、设备和生产线;第五章总结分析轴承轧制技术应用现状和发展趋势。该书系统全面地反映了我国在该领域近年来取得的成果,必将有力推动我国相关领域的发展。

华林教授及其科研团队认为,轴承轧制技术基础研究方向应进一步延伸和扩展,一方面从宏观层面研究延伸至微观层面研究,另一方面从单独轧制成形工序研究扩展至轧制工艺全流程研究。通过深入系统地研究轴承加热、锻造制坯、轧制成形、轧后冷却、热处理等主要成形制造工序中几何精度和组织性能遗传演化规律和主要影响因素,揭示成形制造工艺条件与轴承组件几何精度、组织性能相互作用机制,为轴承轧制几何精度和组织性能协同控制提供理论支撑,是当前轴承轧制技术基础研究的主要发展方向。

国产光纤激光器进入发展新阶段

近日,IPG公司发布了第二季度财报。数据显示,IPG公司第二季度营收达3.694亿美元,同比增长46%;每股摊薄收益(EPS)为1.91美元,同比增长53%。其中,中国市场销售增长尤其强劲,几乎翻了一番,占第二季度营收总额的一半。

对于业绩增长,IPG首席执行官Valentin Gapontsev博士表示:“对我们核心产品,特别是大功率、千瓦级光纤激光器的需求从未如此强劲。我们在这个快速增长的市场中的领先地位创造了本季度破纪录的订单量。根据目前的趋势以及库存情况,相信未来三个月内公司将实现新一轮的业绩飞跃。”

据其财报显示,材料加工版块的销售额在第二季度同比增长48%,占总销售额的96%左右。这也是大功率、千瓦级光纤激光器需求强劲增长的原因。相关数据显示,2010年时,光纤激光器只占当年全球工业激光器销售额的11%,2015年光纤激光器已占到全球市场份额的50%以上。预计2018年光纤激光器件市场规模将达到6.40亿美元,约40亿人民币。

据统计,目前国内从事工业光纤激光器的公司已近20家,主要是自2010年以后海外回国的行业专家学子建立。经过几年发展,国内光纤激光器市场成绩可喜。根据中国光学学会激光加工专业委员会的统计,2016年国内中小功率光纤激光器的产能达7.4万台,有近8万台的小功率光纤激光器、约12000台中功率光纤激光器和不少于2200台的高功率光纤激光器(这里的高功率指2000W以上功率)进行了市场装机。

而国产中功率光纤激光器在2016年的销量达到4000台,相较2015年的1800台,翻了一番多,预计2017年国产光纤激光器的销售量可以再翻一番,超过8000台,同时市场占有率超过50%。

不难看出,国产光纤激光器市场表现喜人,但更多集中在中低功率领域。高功率方面则主要被国外企业占据。但以武汉锐科为代表的国内企业,在高功率领域已取得相当大的进展,如成功研制万瓦级光纤激光器。

虽然说国内企业在激光器件方面取得了长足进步,但是某些关键器件及产品品质方面仍有很大差距。为此,国内激光企业也开始了第二轮发力,逐渐完善全产业链布局及提升产品品质和性能。据了解,抽运源封装、抽运耦合器、激光合束器、特种光纤、激光传输组件等已实现国产化,逐步摆脱了对国外企业的依赖。

近日,上海光机所高功率激光单元技术研发中心石英光纤材料课题组,在大模场有源光子晶体光纤的研制方面取得了重要进展,成功制备获得了纤芯直径大于50μm、NA小于0.03的大芯径光子晶体光纤,并在皮秒脉冲放大器中实现平均功率超过百瓦、单脉冲能量大于μJ量级的高光束质量输出(M2<1.5)。打破了国际上仅由NKT公司等极少数企业掌握高亮度大模场光子晶体光纤制备技术的垄断,为我国发展大能量超短脉冲光纤激光放大器奠定了核心激光材料基础。

可以预见的是,之后的时间里,国内光纤激光器产业链布局将逐步完善,进一步争夺应用市场。

哈特贝尔推出冷成型机CM 725

哈特贝尔推出COLDmatic CM 725冷成型机。这款全新设计的7工位冷成型机用于长度为8~125mm的精密冷锻件的生产,所用线材直径最大为22mm。这些技术参数使CM 725成为汽车冷锻件行业供应商的理想选择,以具竞争力的方式生产复杂、超精密冷锻件。

哈特贝尔市场营销总监Reinhard Buehrer介绍:CM 725生产效率很高,可达每分钟180件,和前几代设备相比有大幅提高。同时,最大程度地缩短换模时间、安装了伺服电机以简化驱动系统,并将总成本降低约20%。

CM 725用于复杂锻件的生产。与其他CM系列冷锻设备一样,CM 725也装配于整体式底座上,这将显著缩短安装、调试时间;采用瑞士设计技术及特殊设计方案,如应用伺服技术进行送料、锻件传送和夹持,可大幅缩短换模时间。哈特贝尔的高速剪切技术树立了业内新标杆,优秀的剪切质量有助于精密锻件的成形。Buehrer先生表示,“这对于高效、高质量的成形工艺非常重要。成形可从第1个工位开始”。CM 725的研发的目标也是为了实现最大的工艺灵活性:可配备感应加热装置用于汽车行业使用高强度材料的冷锻成形。凸模和凹模双侧都具备出色的成形能力。与此同时,在设备预防性维护和优质模具方面,哈特贝尔提供量身定制的维护理念和技术支持,确保客户可以长期保持较高的生产率。

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