上世紀90年代,隨著高速加工技術的迅猛發(fā)展,機床行業(yè)迎來了一場深刻的變革。電主軸作為高速加工的核心部件,憑借其“零傳動”的緊湊結構、高效率和高精度,迅速取代了傳統(tǒng)皮帶輪和齒輪傳動系統(tǒng),成為汽車、船舶、航天、醫(yī)療等領域高端制造的關鍵裝備。然而,盡管我國在磨削用電主軸領域已逐步實現(xiàn)國產化,高端車銑削電主軸仍嚴重依賴進口,技術與國際**水平存在差距。面對《中國制造2025》對中高檔數(shù)控機床自主化的迫切需求,如何通過先進設計方法突破技術瓶頸,成為國產電主軸發(fā)展的關鍵命題。
全球電主軸技術**的企業(yè)主要在日本和歐洲,這些企業(yè)大多有著悠久的生產歷史、良好的業(yè)績口碑和深厚的技術積累。我國電主軸技術起步較晚,但是我國科研人員不甘落后,目前,磨削用電主軸大體上已經(jīng)實現(xiàn)國產化替代。
近年來,我國制造業(yè)發(fā)展*為迅速,對電主軸的需求量也一直位居世界首位,然而高端的車銑削加工中心電主軸由于性能、可靠性都與國外有差距,大部分還是只能依靠國外進口,成本很高。國務院的《中國制造 2025》中指出,現(xiàn)在中高檔數(shù)控機床產品已經(jīng)成為市場主流,約占 70%的市場份額,而且這個比例還在不斷提高,由此可見,國產的高端高速電主軸擁有很大的市場潛力,因此我國中高檔的數(shù)控機床自給率的提升十分有必要。
為了在保證產品質量的前提下能夠縮短新產品的研發(fā)周期,傳統(tǒng)的主要考慮靜態(tài)的設計方法已經(jīng)無法滿足要求,需要采用有限元分析、多目標優(yōu)化設計等方法來適應現(xiàn)代工業(yè)設計的要求,保證電主軸各項特性都滿足工業(yè)使用要求。
當前,國產電主軸正處在從“跟跑”到“并跑”甚至“領跑”的轉型階段。在《中國制造2025》的戰(zhàn)略指引下,通過有限元分析、多目標優(yōu)化等現(xiàn)代設計手段提升產品性能與可靠性,不僅是縮短研發(fā)周期、降低成本的技術路徑,更是打破國外壟斷、實現(xiàn)高端裝備自主可控的必由之路。未來,隨著國內產業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新能力的增強,國產高速電主軸有望在精度、壽命和智能化等方面實現(xiàn)突破,最終推動中國高端制造業(yè)邁向全球價值鏈的核心舞臺。