工业母机即机床,本质是“制造机器的机器”。其行业历程中最关键的拐点有三个:从依赖人工经验的脚踏机床转向机械化、从机械化转向数控化、再从多轴数控迈向五轴联动。其中,1952年麻省理工学院研发出的数控机床,被视为真正意义上的数控机床诞生标志,它用预先设定的自动化程序代替人工操作,带来高精密、高速度、复合化、智能化等优势,稳定了加工质量。此后,数控化率的高低与联动轴数的多少,成为界定机床档次高低最主要的两条主线。

拐点一:从脚踏机床到数控机床

机床的历史非常悠久。早在2000多年前,最早的雏形——树木机床就已出现:通过绳索连接树枝与套圈,用脚踩踏带动工件旋转,匠人手拿石块或贝壳充当刀具进行切割。这种脚踏机床延续了近千年,到13—14世纪仍是类似构造,只是把上方树枝换成了弹性杆棒,石块贝壳换成了金属刀具。

这类传统机床完全依赖手工操作,加工精度、效率和稳定性很大程度上受操作人员经验与熟练度影响,无法保证。真正的转折发生在数控化——用数字程序代替人工,通过预先设定的自动化程序完成加工作业。

拐点二:数控化率的追赶

数控机床主要分为金属切削机床和金属成形机床两大类,其中金属切削机床占比约三分之二,我国生产的机床也大都属于这一类。

从数控化程度看,我国机床数控化率由2007年的17%提升到2020年的43%,增长显著;但横向对比,2019年日本金属切削机床数控化率已达90%,美国约81%,德国约75%,我国同期约37%,仍有明显追赶空间。

拐点三:迈向五轴联动

在数控基础上,联动轴数成为更高阶的分水岭。目前最高端的是五轴联动数控机床:在传统X、Y、Z三个直线轴基础上增加两个回转轴,通过五个轴联动,可任意调整刀具或工件姿态,实现空间复杂型面加工。

其价值在于:一次装夹即可完成铣削、钻孔、攻丝等多面加工,减少多次装夹造成的重复定位误差,缩短上下料辅助时间,提高加工精度与效率;同时还能延长刀具等耗材使用寿命,降低设备采购与工具使用成本,体现更好的经济性。向五轴联动发力,是我国机床产业向高端转型的必由之路。

常见问题

工业母机为什么又叫“工业之母”?

因为机床是用来制造机器的机器,当代制造业中一切加工精度要求较高、表面颗粒度较细的零部件,都需要用机床生产加工,它在制造业和国民经济中作用举足轻重,所以被称为工业之母,也就是“工业母机”名字的由来。

五轴联动数控机床相比普通数控机床优势在哪?

五轴联动是在三个直线轴基础上增加两个回转轴,通过五轴联动可任意调整刀具或工件姿态,加工空间复杂型面。它只需一次装夹就能完成铣削、钻孔、攻丝等多面加工,减少重复定位误差、缩短辅助时间,并有助于延长刀具寿命、降低使用成本。

判断一台机床档次高低,主要看哪些指标?

综合行业对高端机床的定义,首先必须是数控机床;其次看联动轴数是否达到四轴及以上,高端复杂加工需五轴联动;此外还包括精密度、加工效率、复合化与智能化程度。概括来说,数控化、联动轴数、精密度与加工效率等指标,构成了界定机床档次高低最主要的参考标准。