美國歷屆政府都十分重視機床工業,美國國防部等部門因其軍事方面的需求而不斷提出機床的發展方向、科研任務,并且提供充足的經費,同時網羅世界人才,在發展中尤其講究“效率”和“創新”,注重基礎科研。機床技術不斷創新,如1952年研制出世界第一臺數控機床、1958年創制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首創開放式數控系統等。由於美國首先結合汽車、軸承生產需求,充分發展了大量大批生產自動化所需的自動線,而且電子、計算機技術在世界上領先,因此其數控機床的主機設計、制造及數控系統基礎扎實,且一貫重視科研和創新,故其高性能數控機床技術在世界也一直領先。但是其缺點在于偏重基礎科研而忽視應用技術,加上在上世紀80年代政府引導的放松,致使數控機床產量增長放緩,于1982年被后起之秀日本超過,并大量進口。從90年代起,政府糾正了過去偏向,數控機床從技術轉向實用,產量又逐漸回升。

    美國機床工業起步比英國要晚50年,但在制造技術方面很快就超過了英國,躍居世界首位。1896年福特制造出第一輛汽車,為配合汽車大量生產,格里森公司研制了一整套用于齒輪加工、測量的設備和刀具,其他公司也研制出許多新型高效的自動化機床。1934年研制出世界上第一條組合機床自動線。1948年建立了世界上第一條年產3000萬套軸承的自動線,使汽車產量迅速提高,1950年汽車產量達到800萬輛(相比2000年中國汽車產量為207萬輛)。從此,美國機床工業迅猛發展,在機床技術先進性、產量、生產規模上,長期居世界首位。雖然在20世紀80年代中期,美國經濟衰退,機床工業一度陷入頹勢,被日本、德國先后趕超,但很快由政府采取措施扭轉了局面。

    目前,美國機床制造業在高效自動化機床、自動生產線、NC機床、FMS等機床技術及工業生產上仍處于世界領先地位。主要分布于中西部和東北部各州,主要消費用戶是汽車制造業、航空工業、建筑業和醫療設備制造業等。

    美國的機床技術之所以能夠在世界上保持長期領先,政府在引導加強研發和不斷創新方面起到了至關重要的作用。主要表現在:

    首先,對方向性重大科研課題定出計劃、措施并提供充足經費。例如為NC機床的研究開發提供大量經費。為新一代NC系統的研發提供1億美元經費。

    其次,組織引導有關科研單位和企業間的科研合作。例如:新一代NC系統的研發,由全美制造科學中心與美國空軍協作開發;CIM的研制,政府組織通用汽車公司、波音飛機公司以及有關機床工業公司共同研發。

    再次,新產品開發出來后,組織訂貨推廣使用,同時加速推進科研進一步深化。例如:1952年麻省理工學院研制出第一臺NC銑床后,馬上組織軍工部門訂貨100臺用于生產,并不斷改進,從而加速NC機床技術不斷提高。又如:1994年美國G&L公司研制出世界上第一臺VARLA4并聯機構機床后,及時組織有關大學研究分析并在企業中使用,以便在技術上進一步提高。

    由于美國缺乏熟練工人以及工人工資相對較高,機床用戶要求機床制造廠家的機床使用性能更具有靈活性并可反復編程,以減少對熟練工人的需求。由于汽車行業的競爭越來越激烈,汽車型號更新周期也越來越短,汽車行業要求機床的性能靈活、使用范圍廣、調試周期短,以適應汽車生產批量少、更新換代快的要求。美國航空業、汽車業和模具制造業對高速機床的需求在不斷增加。由于環保的原因,許多客戶要求機床減少冷卻液的使用量。以上種種情況表明,科技進步是影響美國機床工業發展的主要因素。

    比如目前電子化、高速化、精密化成為了美國機床業發展的主流:如美國企業通過網絡企業對企業的服務,有效整合供應商與客戶的采購和存貨系統;大型汽車公司(通用、福特、戴姆勒/克萊斯勒)和航天航空公司(波音、洛克希德)都通過這種網絡服務在全球范圍內與相關體系同步設計開發;機床業的制造過程管理、遠端監控、故障排除和售后服務日漸普及;銑床主軸采用液壓軸承模具,運用非接觸式取代滾珠軸承;線性馬達擺脫應用限制,進入商品化。

    著眼未來,美國機床制造有以下明顯的發展趨勢:

    一、追求具有更高加工效率的機床。因為提高機床的效率就等于縮短零件的加工周期,縮短加工周期有兩條途徑,一條途徑是提高切削速度,即提高主軸轉速。目前車床和車削中心的主軸轉速都在8000r/min以上,加工中心的主軸轉速一般都在15000~20000r/min,還有40000r/min和60000r/min的。同樣,送給速度也有大幅度提高,可達20m/min,甚至60m/min。隨著切削速度的增加,機床的結構剛性和動態特性都有明顯提高,高速主軸和刀具系統的動平衡設計也獲得相應提高;另一條途徑是減少非加工時間。因為在零件加工過程中有大量的無用時間消耗在工件搬運、上下料、安裝調

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