高速機(jī)床技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
文章作者：臺(tái)翰機(jī)械 發(fā)布時(shí)間： 瀏覽次數(shù)：2273次
摘要：
1.高速機(jī)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(shì)。高速加工具有縮短加工時(shí)間、提高加工精度、提高表面質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于模具制造等領(lǐng)域。高速機(jī)床需要新的數(shù)控系統(tǒng)、高速電主軸和高速伺服進(jìn)給驅(qū)動(dòng)，以及機(jī)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(jī)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Zui終目標(biāo)是達(dá)到高效率。機(jī)床只是實(shí)現(xiàn)高效率的關(guān)鍵之一。
2.機(jī)床的精度：根據(jù)加工精度，機(jī)床可分為普通機(jī)床、精密機(jī)床和超精密機(jī)床，加工精度每8年翻一番左右。數(shù)控機(jī)床的定位精度即將突破微米時(shí)代，進(jìn)入亞微米時(shí)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(jī)床。機(jī)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(dǎo)彈衛(wèi)星、新武器等國(guó)防工業(yè)的現(xiàn)代化。
3.從過程復(fù)利到完整的過程：20世紀(jì)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(jī)床上完成復(fù)雜零件的加工。整個(gè)過程通過過程的過程進(jìn)行整合，一個(gè)部分的過程在一次加載卡片后完成。通過減少加載時(shí)間，提高了工藝精度，保證了工藝的高可靠性，實(shí)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(shí)間，減少了機(jī)床數(shù)量，簡(jiǎn)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(jī)器工具：機(jī)床信息化的典型案例是Mazak410H。該機(jī)床配有信息塔，實(shí)現(xiàn)了工作場(chǎng)所的獨(dú)立管理。信息塔具有語(yǔ)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(dǎo)書和處理程序。當(dāng)工件試圖切割時(shí)，可以在屏幕上觀察這個(gè)過程。信息塔實(shí)時(shí)反映機(jī)床的工作狀態(tài)和加工進(jìn)度，可通過手機(jī)查詢。同時(shí)，信息塔對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和工具壽命管理進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并進(jìn)行故障報(bào)警顯示和在線幫助故障排除。機(jī)床操作權(quán)限需要指紋確認(rèn)。
5.機(jī)床智能化——測(cè)量、監(jiān)控、補(bǔ)償：機(jī)器智能包括在線測(cè)量、監(jiān)控和補(bǔ)償。數(shù)控機(jī)床的位置檢測(cè)和閉環(huán)控制是簡(jiǎn)單的應(yīng)用。為了進(jìn)一步提高加工精度，通過對(duì)球桿儀和激光的測(cè)量，通過數(shù)控系統(tǒng)的輸入補(bǔ)償機(jī)床的圓周運(yùn)動(dòng)精度和刀頭點(diǎn)的空間位置。未來，數(shù)控機(jī)床將配備各種微傳感器，監(jiān)控切削力、振動(dòng)、熱變形等引起的誤差，自動(dòng)補(bǔ)償或調(diào)整機(jī)床的工作狀態(tài)，提高機(jī)床的工作精度和穩(wěn)定性。
6.小型化的機(jī)床：隨著納米技術(shù)和微機(jī)電系統(tǒng)的迅速發(fā)展，加工微元器件的機(jī)床也被提上了議事日程。Zui小的機(jī)床可以放在掌心，一個(gè)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(gè)工廠的操作。
7.并聯(lián)機(jī)構(gòu)的新原理：傳統(tǒng)的機(jī)床是將X、Y、Z沿著笛卡爾坐標(biāo)的3個(gè)坐標(biāo)軸移動(dòng)，將A、B、C旋轉(zhuǎn)，并在3個(gè)坐標(biāo)軸上疊加，形成所需的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡。并聯(lián)運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)床是一種用于空間的連桿機(jī)構(gòu)，用來傳遞主軸部件，形成所需的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡。并聯(lián)機(jī)床具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、剛性高、動(dòng)態(tài)性能好等一系列優(yōu)點(diǎn)。
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(jī)床的概念也在不斷變化。激光加工領(lǐng)域日益擴(kuò)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(jī)床的高速、高精度要求機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、輕量化，以減少機(jī)床部件運(yùn)動(dòng)慣性對(duì)加工精度的負(fù)面影響，大大提高機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能。例如，通過有限元分析、箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、空心焊接結(jié)構(gòu)或鉛合金材料的使用等方法對(duì)機(jī)床部件進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化。
10.新的設(shè)計(jì)方法：我國(guó)機(jī)床的設(shè)計(jì)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(jì)的基礎(chǔ)，是企業(yè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的源泉。基于此三維設(shè)計(jì)，進(jìn)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(shí)施產(chǎn)品生命周期管理。
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