高速機床技術(shù)的發(fā)展趨勢
文章作者：臺翰機械 發(fā)布時間： 瀏覽次數(shù)：2686次
摘要：
1.高速機床：隨著汽車、航天等工業(yè)輕合金材料的廣泛應(yīng)用，高速加工已成為制造技術(shù)的重要發(fā)展趨勢。高速加工具有縮短加工時間、提高加工精度、提高表面質(zhì)量等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于模具制造等領(lǐng)域。高速機床需要新的數(shù)控系統(tǒng)、高速電主軸和高速伺服進給驅(qū)動，以及機床結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和輕量化。高速加工不僅是設(shè)備本身，也是機床、刀具、刀柄、夾具、數(shù)控編程技術(shù)的集成，更是人員素質(zhì)的集成。高速的最終目標是達到高效率。機床只是實現(xiàn)高效率的關(guān)鍵之一。
2.機床的精度：根據(jù)加工精度，機床可分為普通機床、精密機床和超精密機床，加工精度每8年翻一番左右。數(shù)控機床的定位精度即將突破微米時代，進入亞微米時代。在未來的10年里，精密與高速、智能化與微型化將共同構(gòu)成新一代機床。機床精度不僅是汽車、電子、醫(yī)療設(shè)備等行業(yè)的迫切需求，而且直接關(guān)系到航天、導彈衛(wèi)星、新武器等國防工業(yè)的現(xiàn)代化。
3.從過程復利到完整的過程：20世紀70年代出現(xiàn)的加工中心是多過程集成的先驅(qū)。現(xiàn)在它已經(jīng)發(fā)展到完成加工，即在機床上完成復雜零件的加工。整個過程通過過程的過程進行整合，一個部分的過程在一次加載卡片后完成。通過減少加載時間，提高了工藝精度，保證了工藝的高可靠性，實現(xiàn)了零缺陷生產(chǎn)。此外，完整的加工縮短了加工鏈和輔助時間，減少了機床數(shù)量，簡化了物料流程，提高了生產(chǎn)設(shè)備的靈活性，占據(jù)了小的生產(chǎn)面積，使投資更加有效。
4.信息的機器工具：機床信息化的典型案例是Mazak410H。該機床配有信息塔，實現(xiàn)了工作場所的獨立管理。信息塔具有語音、文字和視頻通信功能。與生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，下載作業(yè)指導書和處理程序。當工件試圖切割時，可以在屏幕上觀察這個過程。信息塔實時反映機床的工作狀態(tài)和加工進度，可通過手機查詢。同時，信息塔對現(xiàn)場數(shù)據(jù)和工具壽命管理進行統(tǒng)計分析，并進行故障報警顯示和在線幫助故障排除。機床操作權(quán)限需要指紋確認。
5.機床智能化——測量、監(jiān)控、補償：機器智能包括在線測量、監(jiān)控和補償。數(shù)控機床的位置檢測和閉環(huán)控制是簡單的應(yīng)用。為了進一步提高加工精度，通過對球桿儀和激光的測量，通過數(shù)控系統(tǒng)的輸入補償機床的圓周運動精度和刀頭點的空間位置。未來，數(shù)控機床將配備各種微傳感器，監(jiān)控切削力、振動、熱變形等引起的誤差，自動補償或調(diào)整機床的工作狀態(tài)，提高機床的工作精度和穩(wěn)定性。
6.小型化的機床：隨著納米技術(shù)和微機電系統(tǒng)的迅速發(fā)展，加工微元器件的機床也被提上了議事日程。最小的機床可以放在掌心，一個小工廠可以放在手提箱里。操作員通過手柄和監(jiān)視器屏幕控制整個工廠的操作。
7.并聯(lián)機構(gòu)的新原理：傳統(tǒng)的機床是將X、Y、Z沿著笛卡爾坐標的3個坐標軸移動，將A、B、C旋轉(zhuǎn)，并在3個坐標軸上疊加，形成所需的刀具運動軌跡。并聯(lián)運動學機床是一種用于空間的連桿機構(gòu)，用來傳遞主軸部件，形成所需的刀具運動軌跡。并聯(lián)機床具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、剛性高、動態(tài)性能好等一系列優(yōu)點。
8.新流程：除了金屬切削和鍛造之外，新的加工方法和工藝層出不窮，機床的概念也在不斷變化。激光加工領(lǐng)域日益擴大。除激光切割和激光焊接外，激光孔加工、激光3d加工、激光熱處理、激光直接金屬制造等應(yīng)用越來越廣泛。電氣加工、超聲波加工、疊層銑削、快速成型技術(shù)、3d打印技術(shù)都是眾所周知的。
9.新的結(jié)構(gòu)和新的材料：機床的高速、高精度要求機床結(jié)構(gòu)簡化、輕量化，以減少機床部件運動慣性對加工精度的負面影響，大大提高機床的動態(tài)性能。例如，通過有限元分析、箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計、空心焊接結(jié)構(gòu)或鉛合金材料的使用等方法對機床部件進行拓撲優(yōu)化。
10.新的設(shè)計方法：我國機床的設(shè)計和開發(fā)方法應(yīng)盡快從繪圖板二維CAD向三維CAD轉(zhuǎn)變。三維建模與仿真是現(xiàn)代設(shè)計的基礎(chǔ)，是企業(yè)技術(shù)優(yōu)勢的源泉。基于此三維設(shè)計，進行CAD/CAM/CAE/PDM集成，加快新產(chǎn)品開發(fā)速度，確保新產(chǎn)品順利開發(fā)。生產(chǎn)和實施產(chǎn)品生命周期管理。
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