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机械工业出版社, 2003 ,北京 China Machinery Press, 2003, Beijing, China. 机械工业出版社 China Machine Press. Prof. Shu Zhang Institute on Advanced Manufacturing Technology, Tongji University. 机床发展的历史回顾. 全国优秀科技工作者、上海市科技功臣 香港蒋氏科技成就奖获得者 中国机械工程学会常务理事 同济大学 教授 张 曙. 20 世纪制造业的变迁. 分工可以提高工作效率.
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机械工业出版社,2003,北京 China Machinery Press, 2003, Beijing, China 机械工业出版社 China Machine Press
Prof. Shu Zhang Institute on Advanced Manufacturing Technology, Tongji University 机床发展的历史回顾 全国优秀科技工作者、上海市科技功臣 香港蒋氏科技成就奖获得者 中国机械工程学会常务理事 同济大学 教授 张 曙
20世纪制造业的变迁 分工可以提高工作效率 从手工作坊到机械工厂 机械化生产可以实现零件互换 从单件小批到大量生产 大量生产可以降低成本、提高质量
20世纪初的制造车间 拥挤、昏暗、嘈杂 由集中动力源驱动的架空天轴 工人劳动强度大 带传动 工作环境不安全 变速用的 多级带轮 工人操作车床
“奔驰”汽车博物馆的车间模型 将动力分配到不同设备 架空天轴 铣 床 带传动 锯 床 砂轮机 直流发电机 --电动机组 车 床
20世纪50年代的机床(1) 主轴齿轮变速箱 主 轴 尾 架 刀 架 进给齿轮变速箱 溜板箱 普通车床:回转体加工、螺纹加工
20世纪50年代的机床(2) 摇臂升降电动机 主电动机 砂轮电动机 往复滑枕 工件电动机 齿轮变速箱 主 轴 摇 臂 齿轮变速箱 往复工作台 移动工作台 主 轴 升降工作台 电动机 外圆磨床:高精度圆柱表面加工 牛头刨床:平面加工、沟槽加工 万能升降台铣床:平面加工、成形加工 摇臂钻床:钻孔、铰孔和攻螺纹
50年代机床的特点 • 采用交流电动机单独驱动,齿轮变速,机床主轴可获得多种不同速度,切削功率大为提高。 • 机床发展成为独立的学科,对其结构配置和刚度,运动精度和动态性能都进行了深入研究,加工精度也有了明显提高。 • 车间工作条件有所改善,但机床使用特点仍停留在:一台机床一个操作者,使用一把刀具加工一个工件,完成一道工序。 • 加工复杂形状的工件仍有一定难度。
多轴加工专用组合机床 工件:C6132车床主轴箱体 16根主轴从两面同时加工2个零件 进给驱动采用电气液压控制 多主轴加工,效率显著提高 机械、电气、液压综合自动化 组成自动生产线的基本单元 作者设计的我国第一台组合机床 UT-001 大连机床厂1957年为济南第一机床厂制造
90年代的数控机床 立式加工中心 卧式加工中心刀具自动交换托板自动交换 激光切割机床 大型数控龙门铣床 数控车床 电火化加工机床 回转刀架 数控系统 数控系统 刀 库 数控系统 数控系统 托 板 刀 库 机床主轴 机床主轴 机床主轴 机床主轴
一台机床完成复杂零件的加工 滚 齿 铣 削 车 削 钻削、铰削
数控机床的特点 • 可加工形状复杂的工件。刀具轨迹由计算机数字控制系统确定,自动完成加工过程。 • 工序集中,一台机床可加工不同的工序,完成复杂工件的全部加工过程。 • 数控程序可由程序员编制,或由CAD/CAM集成系统自动生成。 • 操作者和机床在时间上和空间上分离,可进行多台机床管理。 • 机床结构模块化,可实现刀具和工件的自动交换。
信息化的车铣加工中心 信息塔(e-Tower) 车间工作地信息化,具有语音、文本和视像等通讯功能。与生产计划调度系统联网,实时反映机床工作状态和加工进度 操作权限由指纹确认。工件试切时,可在屏幕上观察加工过程。故障报警显示、在线帮助排除 数码相机 铣削卡盘 指纹确认 操作许可 加工任务完成情况和机床状态可用手机查询
信息化机床的特点 • 机床不仅是一台加工设备,机床信息化以后,工作地就成为一个独立自主管理的单元。 • 机床的操作需要通过指纹认证,然后即可下载加工任务和数控程序。 • 工作地与工厂计划调度系统联网,自动记录加工进度和工作状态。 • 工作地与物料(在制品、毛坯、工具和夹具)供应者联网,实时提出物料需求。 • 通过视像、语音交互,以及手机查询信息。
有关网页 • www.cimt.com • www.mazak.co.jp • www.index-werke.de • www.renishaw.com