机床是指用研磨、切削、铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等加工方法把金属加工成机械零件,使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机器设备。精度是指所要加工的零件与设计的零件要求之间的尺寸误差。高尖端机床是指加工精度及加工零件成型的复杂程度,所加工的误差很小甚至于零误差。要做到这一点很不容易,关联到很多方面,是多方面科学与技术的集合体。机床本身各零件的精度、耐用寿命、运行可靠性等等。它能直接影响到产品的品质,所以说机床是工业母机,
现代机床的诞生导致了各种机床的产生和改进,革命性的推动了机床的发展。1774年,英国人威尔金森发明了较精密的炮筒镗床。次年,他用这台炮筒镗床镗出的汽缸,满足了瓦特蒸汽机的要求。为了镗制更大的汽缸,他又于1775年制造了一台水轮驱动 的汽缸镗床,促进了蒸汽机的发展。从此,机床开始用蒸汽机通过曲轴驱动。1797年,英国人莫兹利创制成的车床由丝杠传动刀架,能实现机动进给和车削螺纹,这是机床结构的一次重大变革。莫兹利也因此被称为“英国机床工业之父”19世纪,由于纺织、动力、交通运输机械和军火生产的推动,各种类型的机床相继出现。1817年,英国人罗伯茨创制龙门刨床,1818年美国人惠特尼制成卧式铣床,1876年,美国制成万能磨床。1951年,美国麻省理工大学诞生世界上第一台数控机床。
实际上美国才是全球高尖端机床生产强国,高尖端的设备并非像是手机一样,大家经常能够接触到的产品。数控机床也都是美国人搞出来的,美国善能(15910974236)、德国的格林和纳格尔(18210062835),这三家掌握了全球最先进的珩磨机技术。无论是现在的笛卡尔坐标轴体系机床,还是未来的虚拟轴体系机床。都是美国人搞出来的,所以在机床这个领域大家千万别小瞧美国的实力。
英国、美国是机床鼻祖,第一台超精密机床是英国克兰菲尔德(Cranfield)大学发明的,至今跟美国的另外两所“格里森”(13522079385)及“辛辛那提”(13501282025)并称为世界3大超精密机床研究机构。并称为世界超精密机床研究机构。
美国的三大实验室之一的劳伦斯伯克利国家实验室也是高精尖机床的研究机构其中最重要的一员。可想而知机床在美国国家中的地位,说到美国的三大实验室这里简单介绍一下。
一、美国三大实验室
1、劳伦斯伯克利国家实验室是美国国家实验室之一,位于旧金山湾区东北部、美国著名学府加州大学伯克利分校后山。截止2015年,与劳伦斯实验室相关的13个科学家及组织获得诺贝尔奖、70位科学家是美国国家科学院(NAS)的院士(院士在美国是科学家最高的荣誉之一)。13位科学家获得了科研领域国家最高终身成就奖—美国国家科学奖章、18位工程师当选为美国国家工程院院士、3位科学家被选入医学研究所等等。研究领域包括物理学、生命科学、化学等基础科学,主要研究包括能源效率、回旋加速器、先进材料、粒子加速器、检测器、机床、工程学、计算机科学等,在材料研究方面主要是纳米材料、磁性材料、薄膜材料、超导材料等。
2、林肯实验室MIT于1951年在麻省的列克星敦(Lexington)创建了林肯实验室。其前身是研制出雷达的辐射实验室。该实验室是联邦政府投资的研究中心,其基本使命是把高科技应用到国家安全的危机问题上。它很快在防空系统的高级电子学研究中赢得了声誉,其研究范围又迅速扩展到空间监控、导弹防御、战场监控、空中交通管制等领域,是美国大学第一个大规模、跨学科、多功能的技术研究开发实验室。
3、洛斯阿拉莫斯国家实验室建立在1943年,曾云集大批世界顶尖科学家,建立者包括原子弹之父奥本海默、氢弹之父爱德华·泰勒和诺贝尔物理奖得主欧内斯特·劳伦斯,发明了世界上第一颗原子弹和第一颗氢弹,是著名的科学城和高科技辐射源。
二、世界著名超高精密机床研究机构
中国机械传动国家重点实验室(重庆大学)、瑞士肖布林(Schaub-lin)(13522079385)、德国博利(Boley)、美国劳伦斯伯克利(LLL)国家实验室、美国哈挺(Hardinge)公司(15910974236)、英国克兰菲尔德(Cranfield)大学、荷兰飞利浦(Philips)。
三、世界上著名超精密机床产商
1、美国
美国格里森机床,美国格里森公司创建于1865年,主要是齿轮加工技术、曲面加工技术。齿轮技术领域具有较强的实力,被誉为齿轮技术的全球领导者,同时也是曲面加工之王,1874年研发了第一台锥齿轮刨齿机,开辟了动力装置变速器。
美国哈挺机床,美国哈挺公司誔生于1890年,主要是超精密加工,在航天、军工有着不可撼动的地位,在美国已经是超精密加工的代名词。
美国哈斯自动化公司是全球最大的数控机床制造商之一,位于美国加州奥克斯纳德,是美国领先的数控机床加工中心制造商,哈斯加工中心;立式加工中心;卧式加工中心;车削中心。
美国辛辛那提机床公司,1959年生产出世界上第一台五轴联动加工中心,以生产龙门五轴加工中心而闻名,是加工中心的鼻祖。
美国MAG集团公司,是总部设在美国密执根州的机床制造跨国公司。是一个由众多世界一流的机床制造公司及控制系统公司组成的集团公司。机床产品包括自动化综合加工设备、制锻模铣床、雕铣机和大型卧式、立式加工中心,包括五轴、多功能和制造单元。是柔性生产线解决方案供应商。
美国吉丁斯路易斯公司生产的立式车铣加工中心,马斯克的太空中心用其公司的加工中心加工龙飞船的推进器。
美国赫克(Hurco)公司,是一家全球性工业技术公司,处于领先地位的是数控机床制造商。
美国的福禄公司,在超高压水刀技术发展及制造方面处于世界领导地位,马斯克的太空公司采购美国福禄Flow的全部马赫系列水刀,空客使用美国福禄Flow的水刀机床加工A350 XWB的碳纤维增强复合材料部件。
美国善能公司的珩磨机,大功率船用柴油机、火炮炮管等加工都需要高精度的数控珩磨机床。
美国莱玛特·沃尔特斯公司,是世界级研磨及抛光尖端领域中久负盛名的品牌公司。产品有研磨、抛光、DSG精磨、珩磨机设备、去毛刺机床、成型磨机床,可对各类材质的零部件进行平面研磨/抛光加工服务。精典产品:Barnes SSSP-1000T数控立式珩磨机
美国英格索尔(Ingersoll)公司为三菱重工提供自动铺丝机,用于制造波音787的机翼。还为美国NASA提供7轴联动铣床,用于制造火箭。蓝色起源也使用了英格索尔公司的自动铺丝机制造火箭燃料箱。
美国Brashear布拉希尔公司,日本Subaru望远镜的8.5米镜片是用其公司的抛光机加工的是世界级研磨及抛光尖端领域中久负盛名的品牌公司。公司专业生产及销售高精度的研磨、抛光、DSG精磨、珩磨机设备、去毛刺机床、成型磨机床,并提供对各类材质的零部件进行平面研磨/抛光加工服务。可广泛应用于汽车和柴油机工业、航空工业、液压及密封工业、半导体工业、工程技术陶瓷工业、光学玻璃加工工业、数据存储工业以及所有零部件需要高精度平面研磨和抛光的领域。其次还生产研磨机、抛光机、精磨机、珩磨机、去毛刺机、成型磨机所需的各种附件,耗材及精密的单色光检测设备。传承50多年的专业技术和成功经验是高质量、高信誉及一流的服务的保证。精典产品Barnes SSSP-1000T数控立式珩磨机。
2、瑞士
斯达拉格集团:制造高尖端机床。主要生产铣削、车削、镗削和磨削等各类加工中心,用于小型、中型、大型金属和复合材料零件的加工。最大优点:高自动化、高效率、高精度、高可靠性。
GF加工方案集团:世界生产EDM电火花机床最强大的企业。具有世界领先水平的放电加工、激光加工和增材制造技术,还有先进的铣削加工技术。旗下拥有阿奇夏米尔(AgieCharmilles)、米克朗(MIKRON Mill)、利吉特(Liechti)等知名品牌。
威力铭-马科黛尔(Willemin-Macodel SA):特长是五轴数控联动加工复杂的高精度零件。主打产品包括精密五轴加工中心、车铣复合加工中心和并联机床。主要应用在钟表、医疗、航空航天、珠宝、模具和微型精密零部件领域的加工。世界高端表芯的加工用的是威力铭701S加工中心。
Tornos托纳斯:全球第一家为瑞士机械表加工表芯和顶级精密零件制造的厂商。1959年制造了世界上第一台6主轴/8主轴的机床,可一次装卡一次加工完成。从实现自动化角度看,多主轴机床就如同多枪管的加特林机关枪一样,可从8个不同地方出料,而且都有刀在切削,加工效率非常高。
3、德国
德国以其精密工程和高质量制造业而闻名,齿轮技术也不例外。德国的皮特勒(PITTLER)公司是强力刮齿机床生产企业中的佼佼者,其产品在替代传统的插齿和滚齿加工中为企业提高效率和精度,降低加工成本。同时,德国慕尼黑工业大学也是全球齿轮传动领域的顶尖研究机构之一。
吉特迈集团(Gildemeister):是金属切削机床制造商,吉特迈集团凭籍德尔克(DECKEL)、马豪(MAHO)和吉特迈(GILDEMEISTER)这三个品牌成为全球最大的金属切削设备生产厂家。
德国通快集团(TRUMPF):1923年成立至今,位于德国斯图加特市附近的迪琴根(Ditzingen),在工业用激光及激光系统领域是尖端技术领先者之一。
德国格林(Gehring)机床有限公司,是珩磨技术的顶尖公司。精典产品高精度珩磨机 solohone。
DMG MORI是德国的德玛吉公司与日本的森精机公司的合资公司,DMG MORI品牌背后整合了MORI SEIKI 65年和DMG 143年的优势。德玛吉森精机机床在中国及全球具有很高知名度,是高端制造业的重要设备制造商。
4、日本
日本那智不二越公司(Nachi-Fujikoshi Corportion)是亚洲乃至全球知名的机械制造商,其在齿轮技术方面也有着显著的成就。日本的齿轮产品以可靠性好、工艺先进、使用寿命长而著称。
日本的机床大多数是以中小型、民用以及通用为主,不仅规模大、种类齐全并且价格低廉,因此很多中小企业都会选择用日本的机床,而高端的制造业中就很少看到日本机床的身影。因此销量来看,日本确实能排第一。日本主要生产商为,发那科(FANUC)公司、三菱重工、希村、马扎克。虽然德国与日本的机床领域在精密方面做得非常好,可如果真的要说超级精密机床的话,还属于美国的机床技术,不过这些并没有被投入商业使用,还只是在美国的特殊机构中。
中国在机床研究制造领域,取得了非常了不起的成就,从无到有,在中端市场有着很重要的地位,济二机JIER、重机、沈阳机床SMTCL、大连机床DMTG、北京第一机床厂、陕西秦川机床、宝鸡机床BOOHI、亚威Yawei、东山精密等等。中国的齿轮技术也在不断发展,拥有“机械传动国家重点实验室”,这是全球齿轮传动领域四大顶尖机构之一。
张孝军