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美国机床发展概况与未来发展趋势分析

2021年11月16日 河北机械设备网

美国机床发展概况与未来发展趋势分析

美国历届政府都十分重视机床工业,美国国防部等部门因其军事方面的需求而不断提出机床的发展方向、科研任务,并且提供充足的经费,同时网罗世界人才,在发展中尤其讲究“效率”和“创新 ”,注重基础科研。机床技术不断创新,如1952年研制出世界第一台数控机床、1958年创制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首创开放式数控系统等。由於美国首先结合汽车、轴承生产需求,充分发展了大量大批生产自动化所需的自动线,而且电子、计算机技术在世界上领先,因此其数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎实,且一贯重视科研和创新,故其高性能数控机床技术在世界也一直领先。但是其缺点在于偏重基础科研而忽视应用技术,加上在上世纪80年代政府引导的放松,致使数控机床产量增长放缓,于1982年被后起之秀日本超过,并大量进口。从 90年代起,政府纠正了过去偏向,数控机床从技术转向实用,产量又逐渐回升。美国机床工业起步比英国要晚50年,但在制造技术方面很快就超过了英国,跃居世界首位。1896年福特制造出第一辆汽车,为配合汽车大量生产,格里森公司研制了一整套用于齿轮加工、测量的设备和刀具,其他公司也研制出许多新型高效的自动化机床。1934年研制出世界上第一条组合机床自动线。1948年建立了世界上第一条年产3000万套轴承的自动线,使汽车产量迅速提高,1950年汽车产量达到800万辆(相比2000年中国汽车产量为207万辆)。从此,美国机床工业迅猛发展,在机床技术先进性、产量、生产规模上,长期居世界首位。虽然在20世纪80年代中期,美国经济衰退,机床工业一度陷入颓势,被日本、德国先后赶超,但很快由政府采取措施扭转了局面。

目前,美国机床制造业在高效自动化机床、自动生产线、NC机床、FMS等机床技术及工业生产上仍处于世界领先地位。主要分布于中西部和东北部各州,主要消费用户是汽车制造业、航空工业、建筑业和医疗设备制造业等。

美国的机床技术之所以能够在世界上保持长期领先,政府在引导加强研发和不断创新方面起到了至关重要的作用。主要表现在:

首先,对方向性重大科研课题定出计划、措施并提供充足经费。例如为NC机床的研究开发提供大量经费。为新一代NC系统的研发提供1亿美元经费。

其次,组织引导有关科研单位和企业间的科研合作。例如:新一代NC系统的研发,由全美制造科学中心与美国空军协作开发;CIM的研制,政府组织通用汽车公司、波音飞机公司以及有关机床工业公司共同研发。

再次,新产品开发出来后,组织订货推广使用,同时加速推进科研进一步深化。例如:1952年麻省理工学院研制出第一台NC铣床后,马上组织军工部门订货100台用于生产,并不断改进,从而加速NC机床技术不断提高。又如:1994年美国G&L公司研制出世界上第一台VARLA4并联机构机床后,及时组织有关大学研究分析并在企业中使用,以便在技术上进一步提高。

由于美国缺乏熟练工人以及工人工资相对较高,机床用户要求机床制造厂家的机床使用性能更具有灵活性并可反复编程,以减少对熟练工人的需求。由于汽车行业的竞争越来越激烈,汽车型号更新周期也越来越短,汽车行业要求机床的性能灵活、使用范围广、调试周期短,以适应汽车生产批量少、更新换代快的要求。美国航空业、汽车业和模具制造业对高速机床的需求在不断增加。由于环保的原因,许多客户要求机床减少冷却液的使用量。以上种种情况表明,科技进步是影响美国机床工业发展的主要因素。

比如目前电子化、高速化、精密化成为了美国机床业发展的主流:如美国企业通过网络企业对企业的服务,有效整合供应商与客户的采购和存货系统;大型汽车公司(通用、福特、戴姆勒/克莱斯勒)和航天航空公司(波音、洛克希德)都通过这种网络服务在全球范围内与相关体系同步设计开发;机床业的制造过程管理、远端监控、故障排除和售后服务日渐普及;铣床主轴采用液压轴承模具,运用非接触式取代滚珠轴承;线性马达摆脱应用限制,进入商品化。

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