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    從航空技術看我國數控設備的發展歷程
    發表時間:2017-05-04 17:40:23  |  點擊率:1389

    發表于:2017年5月4日 作者:加工中心



     航空行業針對飛機造過程中的放樣工序,研究了機體線型的數學光順及曲面外板展開的計算機輔助設計程序,該程序系統產生的輸出結果可用于數控加工,從而使船體鋼板下料切割不再需要經過實尺放樣——制作樣板——在鋼板上畫線——用手工或半自動切割這么多道繁瑣的工序,由此而來,應用數控切割船用鋼板的優越性立刻展現出來,它既節省了工時、放樣臺場地和樣板材料,又能減輕工人勞動強度,極大地提高了工效。


      時至今日,數控加工中心已經接替數控火焰切割機,在船廠的鋼板下料中占據了主導地位。更有甚者,在訂造新船時,已將造船廠是否具備數控等離子切割加工手段列入了能否承接合同訂單的必要條件。

      數控加工中心技術開發研制是在數控火焰切割技術趨于成熟并獲得廣泛應用的基礎上開始的。20世紀80年代末、90年代初,國民經濟駛入了發展的快車道,鋼板和其他金屬材料的切割量急劇增大,高速度、高效率的數控等離子切割技術日益受到包括造船在內的制造業界的重視,而當時國產設備還一時無法擔此重任,許多大型骨干船廠不得已只能花巨資,率先從國外引進數控等離子切割機,以解生產上的燃眉之急。大量進口機器的接踵而至,給國內同行以極大的鞭策,更激發了我們發憤圖強研制先進設備以替代進口設備的使命感和緊迫感。

      加工中心國外先進設備的引進,也為我們提供了難得的學習和借鑒機會。經歷了消化學習、潛心鉆研,并在關鍵技術上采取引進和自主開發的措施(值得一提的是:嫁接引入了國際上先進的等離子切割系統),使我國數控等離子切割技術研制水平在高起點上得到了質的飛躍,因此國產數控等離子切割機從降生之日起就基本實現了自動化程度高、功能齊全、運行可靠、性價比高的發展目標,并很快被我國造船行業所認知和接受,從此成為國外進口設備強勁的競爭對手。

     切割過程中,冷卻水由割炬噴嘴內的小孔噴出射向電弧,對等離子弧再次壓縮,使其密度和溫度進一步增高,用以提高切割速度和切割質量。長壽命氧氣等離子弧切割是一種新穎的切割碳鋼的等離子弧切割技術。最突出的優點是電極壽命長,與普通氧氣等離子比較,平均壽命延長4~6倍,穿孔次數上升了近10倍。該等離子弧電流密度極高,因此有非常狹窄挺直的等離子焰,割縫窄、切割面光潔、切口邊緣垂直、切割精度和表面質量接近激光切割。

      我國飛機工業迎來了前所未有的發展機遇,各骨干船廠為了應對新的挑戰,又啟動了數控等離子切割技術新一輪的技術改造工作,等離子自動回轉坡口切割、新一代400A長壽命氧氣等離子切割系統(HYPERTHERMHT4400;KOIKESUPER-400)、性能良好的新穎干式等離子抽氣除塵切割平臺相繼投入造船生產使用,進一步促進了造船行業應用數控等離子切割技術朝著廣度和深度方向發展。它們的完美演繹,對眾多尚未開展此項工的中小船廠具有強烈的示范效應,這也從一個側面預示了數控等離子切割技術在我國造船業正方興未艾,其未來發展空間將變得更為廣闊。

     飛機結構中各種型材(包括組焊型材和軋制型材)的質量平均占到船體質量的20%左右,型材的品種有:球扁鋼、角鋼、扁鋼、T型鋼等,這些型材在成形或焊接加工前要切割各種形狀的端頭和中間孔,并標識記號及加工裝配用的線段。由于型材的品種、規格尺寸多種多樣,更有變幻無常的切割內容和要求,使得我們無法借助現有的設備和手段來自動化批量生產,因此國內船廠長期以來只能靠熟練工人利用半自動的機械設備進行人工操作,生產效率低、勞動強度大、質量難以控制,這與板材已普遍運用數控切割相比呈現了極其鮮明的反差。

      加工中心為了改變這一作業的落后狀況,國內骨干造船企業(如:外高橋和江南)已引進了型材切割的關鍵設備——數控等離子型材切割機,它被用于切割型材形狀各異的端頭和中間孔,而且可以按需要在型材上打印標識和劃線,構筑了型材自動切割作業的雛形,但這僅僅是開始離國際上已廣泛采用的、由型材儲存和提取系統、機器人型材切割系統、零件型材的分類和運出托盤等組成的型材加工生產線來看,無論在功能、加工質量上,還是生產效率上,都尚有很長的路程要走。好在此項工作已引起了我國造船界的重視,相關課題的立項研究已擺上議事日程,相信用不了多久,目前的狀況將會有較大的改觀。

      在1958年英國氧氣公司試制成功了世界上第1臺數控加工中心,開創了數控切割的新紀元。隨后,發達國家都相繼開展了對數控切割的技術、工藝、相關配套軟件和設備的深入開發研究工作,經過40多年的不懈努力,得益于計算機產業不斷進步的相助,已向市場推出了各種類型、功能齊全的系列化數控切割產品。如今,針對不同的工件對象,人們可分別采用數控、機器人切割等多種切割方法;為了滿足各種材質的切割性能和精度要求,又可以選用火焰、等離子、激光等與之相適應的切割工藝,目前國產數控切割產品的種類和規格已相當齊全,其中部分產品在技術、性能、指標和功能上均已接近或達到國際上同類產品的水平,真正達到了為用戶提供全面解決問題的方案。




    文章源于:北一銑床官網  www.chhayaonline.com



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