高速加工是現(xiàn)代汽車制造業(yè)的一個重要題課，高速加工中心具有主軸轉速和軸移動速度高，輔助時間短，加工精度高的特點。在國外，高速加工中心愈來愈多地被用來裝備汽車工業(yè)，用高速加工中心替代自動線已是一種發(fā)展趨向，目前正在開發(fā)的國產高速加工中心與商品化尚有一段距離。所以，目前這些設備大多數(shù)還得依賴進口。國際金屬加工商情顧問李如松先生就自動線、高速加工中心的發(fā)展趨勢及應用，以及加入WTO對中國數(shù)控機床企業(yè)的影響發(fā)表了精辟的見解。

國際金屬加工商情:李先生，過去您是從事組合 機床及自動線技術工作的，請您談談自動線技術的發(fā)展動向?

李：自動線是一種高效自動化設備，生產效率特別高。長期以來，它被廣泛應用于中、大批生產領域，對汽車工業(yè)的發(fā)展作出了重要貢獻。如年產汽車上千萬輛的美國(1994年汽車產量達1540萬輛)，1978年擁有的自動線就有6095條。當時的自動線只能加工單一品種的工件。激烈的市場競爭促使企業(yè)增加產品品種，進行多品種生產，這就要求加工設備具有一定的柔性。到了80年代初，由于數(shù)控系統(tǒng)可靠性有了很大提高，開始出現(xiàn)數(shù)控自動線，即柔性自動線，實現(xiàn)了由單一品種工件的加工向多品種加工的轉變。這種柔性自動線所加工的幾種工件在幾何形狀和加工工藝上必須要相同或高度相似，并且在自動線設計時這些工件應是確定的，因此，柔性自動線的柔性還是有限的。為進一步提高柔性，并保持自動線的高生產率，自動線將進一步模塊化，通過計算機模擬使加工及控制模塊按新的加工任務進行快速重新配置。但是，在這里應該指出的是，隨著高速加工的興起，自1993年以來相繼出現(xiàn)由高速加工中心組成的柔性生產線進入了中、大批生產領域，成為自動線的競爭機種，就此結束了自動線在該生產領域中的壟斷地位。

國際金屬加工商情：您剛提到高速加工中心進入了中、大批量生產領域，自動線 有沒有被柔性生產線替代的可能?

李：20多年來，像汽車工業(yè)這樣典型大批量的生產領域，一個明顯的發(fā)展趨向是品種逐漸增多，批量日益減少，多品種柔性生產越來越成為競爭的決定因素。設備的生產效率和柔性已成為選擇設備的主要因素。由于高速加工中心組成的柔性生產線具有高的生產效率、高的加工柔性和能力柔性，它既能滿足當前的加工任務，也能通過加工設備的調整或擴充來適應未來的加工任務，這種柔性生產線愈來愈多地被中、大批量生產企業(yè)所采用。用高速加工中心替代自動線已是一種發(fā)展趨向。像Mercedes Benz、Ford、Renault和GM等眾多汽車廠都已采用高速加工中心來加工缸蓋和變速箱體。按目前的技術水平，采用高速加工中心加工缸蓋的最佳年產量可以達到(30～40)萬件，加工變速箱體最佳年產量可以達到(40～45)萬件。在1998年，Daimlerchrysler汽車廠只采用六臺高速加工中心用來加工供幾種型號發(fā)動機用的所有缸蓋，每天可加工340件，年加工缸蓋達到8.6萬多臺。

兩年前，自動線與高速加工中心的市場銷售比大致在2 ：1，自動線還是居多，但是，從數(shù)額看，高速加工中心已占到1/3，隨著高速切削工藝的不斷完善，它的使用領域將會不斷擴大。

國際金屬加工商情：高速加工中心有哪些特點?

李：與普通加工中心相比，高速 加工中心主要有三個特點：


高的主軸轉速以及高的軸移動速度。目前，高速加工中心普遍是第二代產品，軸驅動采用了直線電機。主軸轉速一般為(15000～24000)r/min，坐標軸的移動速度可達到(80～120)m/min。在高速加工時，可采用高的切削速度和進給速度，顯著地縮短了基本時間，如銑深度為14.1mm的M6螺孔，只需1.2s，鉆50mm深直徑為10 mm的孔，僅需0.5s。

輔助時間短坐標軸加速度一般為(1～1.4)g，加上坐標移動軸采用材質輕型的框架結構，由此顯著提高了坐標軸的移動速度。換刀裝置普遍采用提取式機構，換刀時使得兩次切削間的時間間隔一般不足5s。由此大大縮短了輔助時間。在高速加工中心的加工循環(huán)時間中，按統(tǒng)計基本時間一般占(30～50)%，輔助時間占到(50～70)%。

加工精度高由于采用電主軸和直線電機，機床沒有中間傳動元件，消除了中間傳動誤差。即使軸的移動速度很高，但主軸在整個坐標軸工作范圍內的定位精度可達到5µm。高速加工，大大提高了加工中心的加工效率，從而使得柔性和生產率這兩個互相矛盾的特征參數(shù)融合到了一起。


國際金屬加工商情：在國外，高速加工中心愈來愈多地被用來裝備汽車工業(yè)，我國國產高速加工中心開發(fā)應用情況如何?

李 ：目前正在開發(fā)的國產高速加工中心與商品化 尚有一段距離。即使是國產的柔性自動線，與發(fā)達國家的產品相比較，在技術水平上也存在一定的差距。所以，目前這些設備大多數(shù)還得依賴進口。在1998年，上海GM汽車廠是從德國Grob機床廠購置了32臺高速加工中心(BZ500，BZ400)和一條自動線用于加工V6發(fā)動機的缸蓋、變速箱體和凸輪軸。

國際金屬加工商情：我國已被批準加入了WTO，國內市場將被進一步開放，更多的來自發(fā)達國家的機床產品將進入我國，市場競爭進一步加劇。我國的機床企業(yè)應如何面對這種局面?

李：我國加入WTO后，我國的機床工業(yè)將面臨新的挑戰(zhàn)。近10年來，我國每年要從國外進口大量機床，每年要花費10～20多億美元。如去年，我國進口機床42756臺，金額達12.52億美元，其中加工中心2144臺。今年上半年，進口的數(shù)控機床就達到8230臺，金額6.23億美元，進口的臺數(shù)之多幾乎為同期國產數(shù)控機床(9081臺)的一半，后果是導致國內數(shù)控機床產銷率的較大幅度下降。

加入WTO將使我國機床市場的競爭變得更加激烈，我國機床工業(yè)將承受更大的壓力。面臨加入WTO所帶來的新挑戰(zhàn)，我國的機床制造企業(yè)應進一步深化改革，企業(yè)家們應著力于管理和機制的創(chuàng)新，調動職工的積極性，以推動技術創(chuàng)新、生產變革和營銷創(chuàng)新。我們殷切期望我國的組合機床行業(yè)及時吸收和應用世界上驅動和控制技術方面的最新成果，在技術創(chuàng)新上能有長足進步，開發(fā)出具有世界先進水平的高速加工中心，為我國汽車工業(yè)的發(fā)展做出貢獻。