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高端数控机床发展趋势范文1
关键词:数控机床;性能;发展趋势
数控机床随着电子技术和计算机技术的进步而飞速发展,数控机床正朝着高速度、高效率、高精度、高可靠性、模块化、智能化、高柔性、集成化、开放性等方向发展。数控机床的使用范围越来越大,数控机床技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控机床技术的不断发展和应用领域的不断扩大,数控机床技术对国计民生的一些重要行业(IT、航空、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用。目前我国数控机床技术主要朝以下几个方向发展。
一、高速、高效方向发展
数控机床要大幅提高加工效率,首先要提高切削和进给速度,同时,还要缩短加工时间、降低加工成本,提高零件的表面加工质量和精度。
数控机床只有通过缩短切削时间,才可能进一步提高其生产率。随着高效、大批量生产的需求和电子驱动技术的飞速发展,直线高速电动机的推广与应用,开发出许多高速、高效、高精度的数控机床以满足航空、航天、等行业的需要。由于新产品更新换代时间周期的缩短,航空、航空、军事等工业加工的零件不但复杂而且品种多,也需要高效的数控机床,实现优质、低成本的生产。
二、高精度方向发展
从精密加工发展到超精密加工(特高精密加工)是世界各工业强国致力发展的方向。加工精度范围从微米级到亚微米级,乃至纳米级(
当前,机械加工高精度的要求如下:普通数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密加工中心则从3~5μm提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.001μm)。
三、高可靠性方向发展
高可靠性是指数控系统的可靠性要高于被控设备的可靠性一个数量级以上。所以,并不是可靠性越高就越好,只要能满足产品精度需要就行。
四、模块化方向发展
为了适应数控机床加工结构比较复杂,精度要求较高以及产品更新频繁,生产周期要求短,品种多、批量小的特点,机床结构模块化,数控功能专业化,应提高并优化数控机床的性能。近几年来最明显的发展趋势就是个性化。
五、智能化方向发展
为提高加工效率和产品质量方面的智能化,如自适应控制、工艺参数自动生成等;为形成严密的制造过程闭环控制体系方面的智能化,如将计算机智能技术、网络技术、CAD、CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体。
自适应控制智能化,根据切削条件的变化,自动调节工作参数,使加工过程中能保持最佳工作状态。具有自诊断、自修复功能,在整个工作状态中,系统随时对CNC系统本身以及与其相连的各种设备进行自诊断、检查。
六、柔性化和集成化方向发展
数控机床向柔性自动化发展的方向是:从点(数控单机、加工中心和数控复合加工机床)、线(柔性制造单元〈FMC〉、柔性制造系统〈FMS〉、柔性制造生产线〈FML〉、专用机床或数控专用机床组成的柔性制造〈FML〉)向面(工段车间独立制造岛、自动化工厂〈FA〉)、体(计算机集成制造〈CIMS〉、网络集成制造系统)的趋势发展,另一方面向实用性和经济性方面发展。柔性自动化技术是我国制造业发展的方向,是高端制造领域的基础技术。数控机床系统能方与计算机辅助设计〈CAD〉、计算机辅助制造〈CAM〉机床自动编程的编辑程序〈CAMP〉、信息系统〈MIS〉连接,向信息集成趋势发展,向智能化、网络化、开放式趋势发展。
七、开放性方向发展
高端数控机床发展趋势范文2
论文关键词:先进制造技术,数控机床,发展趋势,现状
先进制造技术作为世界上支撑工业行业发展的最主要因素之一,已经放在了各工业大国发展规划的首要位置。数控机床作为先进制造技术的工作母机,不仅被高端的航空、航天行业所认可,还普及应用到工业加工中的各个方面。各类工业制造企业在提高原有数控技术的基础上,还对数控系统新技术的研发提出了更高的设想。故本文将对当今世界上数控技术及装备的现状和发展趋势做以如下简析。
1 高精度与高可靠性
1.1 高精度
由于航天、航空等高端工业行业对产品精密度要求的不断提高,促使当前世界各工业大国的精密加工阶跃到超精密加工阶段,其加工精度从微米级到亚微米级乃至纳米级。一般的数控机床是通过高速主轴和高速坐标驱动来实现上述加工精度要求的。
1.1.1 高速主轴
高速主轴是高速机床中最为关键的部件,高速主轴多采用电机和主轴一体化设计的高速电主轴(HSES)或复合电主轴。轴承作为电主轴的关键部件,它决定了电主轴的寿命和负载容量。高质量的钢轴承现仍有使用,但随主轴转速需求的不断提高,出现了一些新结构、新材料的高速应用轴承,如混合球轴承、磁浮、气浮和液体静动压轴承等。[1]
高主轴转速并不是高速加工的全部。而对电主轴的大功率、高转矩和高刚性的需要也应考虑在内,同时还应能控制主轴的温升等。由于用户的不断需求推动了主轴制造技术的进步,也将引导主轴制造技术向轻结构、高强度、高刚性、良好的动平衡和热控制方向继续发展。
1.1.2 高速坐标驱动
高速高精加工机床的进给驱动,一般要求容易移动,快速响应,准确定位和具有高重复定位精度。故采用轻质结构溜板、线性导轨和直线伺服电机驱动具有十分重要得意义。
目前,直线伺服电机己被公认为未来机床坐标驱动的最佳形式,但由于其价格、散热及磁场对周围灰尘和切屑的吸附作用等原因,非常广泛被应用还得经过一段时间,但这也正是未来发展的研究改进方向。
1.2 高可靠性
可靠性在成为数控机床的质量的一个衡量标准之后,就自然而然的变成数控行业发展的重要环节。数控机床的可靠性取决于数控系统和各伺服驱动单元的可靠性。数控系统将采用更高集成度的电路芯片,利用大规模或超大规模的专用及混合式集成电路,以减少元器件的数量,提高可靠性。机床本体可靠性的提高可通过硬件功能软件化,适应各种控制功能的要求,同时采用硬件结构机床本体的模块化、标准化和通用化及系列化,既提高硬件生产批量,又便于组织生产和质量把关。
2 高速加工与高效率
数控机床向高速化方向发展,不但可大幅度提高加工效率,降低加工成本,而且还可提高零件的表面加工质量和精度。超高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有广泛的适用性。数控系统采用位数、频率更高的处理器,以提高系统的基本运算速度。同时,采用超大规模的集成电路和多微处理器结构,以提高系统的数据处理能力,即提高插补运算的速度和精度。 [2]
3 多功能与柔性化
3.1 多功能
在现实的零件加工过程中,有大量的无用时间消耗在工件搬运、装卸、调整、换刀和主轴的升降速上,为了尽可能减少这些无用时间,人们希望将不同的加工功能整合在同一台机床上。因此多功能复合型机床的产生实现了工序的集约化。主要表现在数控机床配有自动换刀机构,能在同一台机床上同时实现铣削、镗削、钻削、车削、铰孔、扩孔、攻螺纹等多种工序加工;数控机床还采用了多主轴、多面体切削,即同时对一个零件的不同部位进行不同方式的切削加工;数控系统由于采用了多CPU结构和分级中断控制方式,即可在一台机床上同时进行零件加工和程序编制,实现所谓的“前台加工,后台编辑”。故多功能机床成为近年来发展很快的机种。
3.2 柔性化
数控机床向柔性自动化系统发展,一方面是从点(数控单机、加工中心和数控复合加工机床)、线(FMC,FMS,FTL,FML)向面(工段车间独立制造岛)、体(分布式网络集成制造系统)的方向发展,另一方面向注重应用性和经济性方向发展。开放式体系结构的新一代数控系统,作为柔性自动化系统的引申,具有可移植性、互操作性、互交换性、可扩展性、可比例换算、可重用性等优点,它使机器制造商能够并敢于为他们专门的自动化设计优化选配组件,从而在短的时间内实现创造性设计。
4 绿色化与多轴化
21世纪要实现数控机床切削加工环保化和节能化,就必须对加工工艺进行绿色化改进。目前这一绿色加工工艺主要集中在不使用切削液上,因为切削液既污染环境又危害操作者健康。于是我们采用干切削,就是在一般的大气氛围或在特殊气体氛围氮气、冷风中进行,而不使用切削液进行的切削。不过,对于某些加工方式和工件组合,完全不使用切削液的干切削尚难于实现,所以又出现了使用极微量的准干切削。
随着编程软件的普及,五轴联动控制的加工中心和数控铣床己经成为当前的一个开发热点。由于在加工自由曲面时,五轴联动控制对球头铣刀的数控编程比较简单,并且能使球头铣刀在铣削三维曲面的过程中始终保持合理的切速,从而显著改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率。
5 智能型
随着无人加工的普及应用智能化加工的发展成为必然,人工智能化加工是一种基于神经网络控制、模糊控制、数字化网络技术和理论的加工,它是要在加工过程中模拟人类专家的智能活动,以解决加工过程许多不确定性的、要由人工干预才能解决的问题。目前人工智能化主要表现在数控系统以下几个方面:①为追求加工效率和加工质量的智能化。②为提高驱动性能及使用连接方便的智能化。③简化编程、简化操作的智能化。④智能诊断、智能监控,方便系统的诊断及维修等。
6 向大型化和微小化两极发展
能源装备的大型化及航空航天事业等的发展,要求提供300t以上的巨型、高精度、高质量的锻件,需要建造6~8万t的模锻压机及重型加工中心,这就导致了数控机床的大型化发展。
微米纳米技术是21世纪的战略性技术,微系统技术是微米纳米技术的一部分,是集微型机构、微型传感器、微型执行器及信号处理和控制电路、通信和电源于一体的微型器件系统。所以,需发展能适应微小型尺寸结构和微纳米加工精度的新型制造工艺和装备。
7 工艺适用性的专门化数控机床正不断涌现
随着机械产品的性能优化和轻量化,其零件和构件的形状、尺寸和精度呈现多样性,很难用少数几种标准的、通用的机床结构来最佳地满足多方面的工艺要求。通过对机床布局和结构的创新,使对不同类型的零件加工具有最佳的适用性,避免一方面出现不能发挥最佳性能,另一方面又存在功能冗余的现象。[3]
8 结语
数控机床技术的进步和发展为现代制造业的发展提供了良好的条件,促使制造业向着高效、优质以及人性化的方向发展。可以预见,随着数控机床技术的发展和数控机床的广泛应用,制造业将迎来一次足以撼动传统制造业模式的深刻革命。
参考文献:
[1]林胜,林春庭.高速数控机床现状和发展趋势[J].精密制造与自动化.2004年第1期:5-8.
[2]曾文健,罗庆红,张红娟.基于数控机床新技术发展趋势的初探[J].广西职业技术学院学报.2009年4月:13-15.
高端数控机床发展趋势范文3
关键词:数控机床; 技术路线; 路线图
机床行业建国后一直是重点发展行业之一。2008年,我国机床产值列世界第三位,数控化率达20%。然而放眼世界,我们与国际先进技术差距仍然很大。我国机床行业产量世界第一,而产值才达到第三,实是大而不强,技术上仅居世界二流水平。2008年,我国机床进口75.8亿美元,居世界各国首位,而出口仅为21亿美元,国产机床在国内市场的占有率仅为61%。
1 我国数控机床技术水平的现状分析
我国机床质量大致上列于瑞士、德、日、意、法、美、英、西班牙之后。上世纪60年代末,在精密机床专案的推动下,我国生产的坐标镗床、齿轮磨床还是具有一定的技术含量。80年代,有的机床厂为德、日企业来图制造质量较为严格的机床,并且做得很好,还出口了相当数量。在那时的基础之上,如今我国的齿轮磨床产品在国际上属上流水平。品种数似居德、日之后,近年来有长足的进步,如发展了多坐标联动、数控复合加工机床等高档数控产品。但仍难满足军工、汽车等行业的需要。机床行业要发展,就得增强竞争力,努力提高质量,大力发展品种,提升技术水平,以替代进口,扩大出口。多年前机床行经济情况不大好时,有的企业曾提出"以质量求生存,以品种来发展"我们以此作为行业的长期发展方针。
2 数控机床技术发展的瓶颈
长久以来,我国制造业企业大多都存在着“重设计、重管理、轻工艺”的状况,企业在设计部门投入的资金往往是工艺领域的很多倍。企业的各种资源都在向设计研发、生产管理部门倾斜。但是无法回避的一个事实是:我们可以花大价钱购买国外的产品设计图纸而买不来他们的制造工艺方案。因为如何生产和制造是企业最核心的价值点所在。所以,目前我国制造企业工艺部门的水平和效率的低下已经成为企业发展的现实瓶颈。很多的制造企业在具备大量的3D设计分析工具与现场自动化生产设备(PLC、现场总线、工业机器人等)的同时依然在用很传统的手段(AutoCAD、Project等)处理诸如:工艺计划排定、资源设备的整合、工厂生产线布局设计和各种各样的工艺文档。各种来自上有产品设计的3D信息和制造车间先进的自动化生产设备(如5轴机床)所需要的数字指令都由于中间工艺设计阶段的低效率和低集成性而失去它们的本来的价值;另外一方面,传统的工艺设计阶段的低下率使得工艺准备阶段变得十分漫长而充满不确定因素,很多的工艺问题需要到车间进行物理试生产来验证工艺的质量。让昂贵的制造工厂成为企业低效率工艺设计环境下的实验室;更为头痛的是:所有的试生产必须是物理样机和制造设备(主、辅设备)就绪后才能开始进行,如果发现设备在配合或者加工上存在问题(如干涉、超差等)则需要进行设备制造的返工,无论是在时间还是资金成本上都是巨大的毫无意义的浪费。
为了解决工艺数字化的问题,上世纪九十年代开始很多的制造企业尝试着引入CAPP系统(计算机辅助工艺规划)来解决工艺环节的低效率和落后手段的挑战。但是,由于国内CAPP系统天生的制约和限制,所有国内商业CAPP系统都不能称之为严格意义上的“辅助工艺设计”,而是更多的起到将传统手写编辑工艺文档在电脑中格式化处理和录入和归档管理。CAPP 系统的确帮助企业提高了工艺编制的效率,减少了重复劳动。但是,CAPP 解决的主要是工艺文件的编制和工艺汇总等问题,而没有解决如何提高企业的工艺设计水平,如何验证编制的工艺是否合理,如何对加工和装配工艺进行优化、如何提炼典型工艺、如何更有效地利用工艺资源、如何有效传承工艺经验等问题。随着信息化时代带来工业化的高速发展,信息化产品的结构、性能和复杂程度越来越高,工艺知识的积累和重用变得越来越重要。而这一切的期望都使得我们应该把目光投向更为专业的数字化制造系统,学术上称为MPM(制造过程管理)的工艺设计、分析优化和数据管理IT平台。
3 数控机床领域技术路线图范式
高档数控机床与基础制造装备领域主机产品根据其加工特点可以分为冷加工和热加工。其中冷加工包括高速精密复合数控金切机床、重型数控金切机床、数控特种加工机床、大型数控成形冲压设备等,热加工包括重型锻压设备、清洁高效铸造设备、新型焊接设备与自动化生产设备、大型清洁热处理与表面处理设备、数控系统等,此外还包括功能部件、刀具、测量仪器等,设备的加工技术差别较大,关联性不强。如果把所有种类的机床和基础制造装备技术路线图画在一张图表里重点不突出。也没有实际意义。因此本课题分别针对冷加工和热加工涉及的九个领域编制技术路线图。“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项明确指出针对重点研究航空航天、船舶、汽车制造、发电设备制造四大用户需要的高档数控机床。国内外技术路线图的研究中还没有类似满足定向的用户需求的高档数控机床与基础制造装备领域的技术路线图研究。
研究需要对数控机床与基础制造装备产业的发展现状和趋势进行分析。明确产业发展的机遇和挑战,提出不同时期的发展目标;并根据发展目标,确定不同时期本产业需要开发的重大产品和关键要素指标:对关键技术进行评价。包括研发基础、技术路径、实现时间等。主要针对高档数控机床与基础制造装备的四个主要用户。即航空航天、船舶、汽车和发电设备需求出发。重点考虑未来5-10年主要用户对工艺与装备的重大需求。结合国内外高档数控机床与基础制造装备发展趋势。以及重点领域的需求,提出未来的重点发展方向,例如精密化、复合化、智能化、绿色化等。主要指围绕四大领域重点工艺与装备的需要。提出能支持本产业发展的重点关键技术,对选择的重点从研发基础、研发方式、产业应用时间等方向进行分析。
4 结束语
应用技术的开发推广,反映数控机床制造水平的重要技术指标,如主轴最高转速、快速移动速度、换刀速度、切削能力等参数正在向国际水平接近,一批关键技术获得重大突破,缩小了与世界先进水平的差距。
参考文献
高端数控机床发展趋势范文4
关键词:数控机床 传动结构 直线电机
直线电动机是近些年来国内外积极研究的新型电机之一。它是一种不需要中间转换装置,而能直接作直线运动的电动机械。如今,直线电机驱动技术不断的更新,已达到成熟的阶段,被广泛应用于高档数控机床,这是因为技术具有精度高、无磨损、噪音低、效率高、响应速度快、节省空间的优点,而且使机器布置更加紧凑,结构多变,易于实现高刚性,提高了机床的整体性能而倍受人们关注。随着高速加工技术的快速发展,要求越来越高的驱动和控制系统,促使直线电机驱动技术的研究力度在逐步加快。因此,本研究不仅是符合直线驱动技术向更高、更快的发展趋势,又能满足市场广大的需求,带来更大的经济效益。直线驱动机床是未来发展的必然趋势,所以我们应加紧步伐追赶。
1.直线电机在数控机床上应用的现状
为了提高生产率和提高产品的质量,高速和超高速加工技术已成为机床发展的一大趋势,直线电机具有反应灵敏,速度快,重量轻,传动系统速度可提高到40~ 50m/min以上的优势。传统的“旋转电机+滚珠丝杠”传输方式可达30m/min最高速度,加速度仅为3m/s2。直线电机驱动的工作台,它的速度比传统的传输模式快30倍,加速比是传统的传输模式的10倍,最大为10g;刚性升高了7倍;无反向工作死区是直线电机的最大特点;因其电机惯量小,所以由它构成的直线伺服系统可以达到更高的频率响应。
1993年,一台型号 HSC 240的加工中心是世界上第一台由直线电机驱动工作台的高速加工中心,由德国Z公司研发而成,其主轴转速已达到24000r/min,60m/min的进给速度更是让人惊讶,加速度则是达到的1g,当进给速度保持在20m/min时,轮廓精度可保持为0.004mm。其后,日本也成功制造出包括超高速小型加工中心、超精密镜面加工机床等[1]。
在中国,以清华大学、浙江大学、中国科学院等为代表的多家院校及研究所也一直致力于研发更快更好的直线驱动技术,通过校企联合等模式应用实践中,为此项技术在我国的应用与发展做出了不可磨灭的贡献,并取得了很大的进展。但我们也必须正视自己存在缺陷,与国际先进水平相比,当前中国的经济型机床行仍然是太多,产品技术含量不高,具有较高技术含量的高档数控机床较少,技术水平与世界先进国家还有很大的差距。因此,我们需要增加对机床基础技术和关键技术的研究工作,以赶上国际先进水平,制作出适合中国国情的高档直线电机及其控制系统和其他附属产品,以满足高端数控机床产品的需求,提高自身的综合竞争力。
2.应用难点的分析
2.1.如何防磁抗干扰
由于直线电机的磁场是敞开式的,金属粉尘、切屑粉末等各种磁性材料很容易被电机磁场吸入而干扰其正常工作,甚至损坏电机,所以要对其进行隔磁处理。此外,还需要考虑机床冷却液,油,电缆的保护,信号线屏蔽,负载扰动和系统控制。由于直线电机驱动系统省去了中间传动环节,所以电机直接承受着各种干扰力,同时,该直线电机的端部效应也为系统的控制增加了一定的难度,因此控制器必须有较强的抗干扰能力和良好的稳定性[2]。
2.2.发热问题
在工作状态下的直线电动机,由于线圈的功率损耗,将产生很多的热量,如果空间的驱动部分很小,将使电机动子温度急剧升高,而动子通常在机床导轨附近,过多的热量会导致导轨温度变化大,导致轨道变形,从而影响机床的工作精度。因此,我们必须采取有效措施来冷却,将温度控制在可接受的范围内,保证电机的正常使用。
2.3.减少磁力
目前,直线电机的定子大多数是稀土永磁体,而稀土永磁体对铁磁性材料的吸力及其强大,且对铁磁性材料有极高的磁化能力。实验结果证明,直线电机的永磁定子法向磁力为电机可以提供连续的推力的10倍,并且定子的磁力与电机动子是否通电无关。磁吸力存在于定子与动子之间及定子与安装件之间。平行的导轨是单马达装置经常使用的方式,此方法使磁吸力大部分集中在导轨上,产生更大的变形,影响数控机床的加工精度,又导致了导轨和滑块之间的压力,增大了滑动摩擦力,会影响推力的不稳定,影响机床动态性能。因此,合理降低电机的磁场力将是一个突出的问题。
3.优化直线电机在数控机床中的应用
3.1.冷却方式优化
常用水冷却措施,将液体注入直线电机动子内,液体经过动子线圈绕组旁的冷却水套迂回流出,将动子产生大量的热带走,达到冷却。在实际应用中,具体冷却参数的确定将视电机参数及其要求来确定。
3.2.加强隔磁与防护
避免直线电机的磁效应强带来不利影响,必须采取隔离磁处理。把防护罩安装在定子表面,或由直线电机磁场的折叠密封保护套完全封闭起来;也可以在驱动部分安装在内部喷气装置,从内到外喷射空气,从而达到灰尘、切屑粉末不被吸入的效果。此外,其它部件所需信号电缆及动力电缆等虽然具有屏蔽膜,仍要远离直线电机磁场区域,避免磁场给控制系统带来干扰。为了使控制系统保持稳定性,其设计必须使用闭环控制。
3.3.保证定子和动子的间距
定子动子的间距小,并且表面要求平行,当行程较远时,在加工中很难保证。因此,可在动子与移动部件间加装 10~20mm 厚垫片,不仅可以降低磁吸连接部件的动力,同时调整方便,采用配磨法进行调整,保证定子与动子间的平行及间隙。
4.小结
从机床的未来的发展方向,直线电机无论作为功能部件还是其相关技术在机床中的应用,都应重视起来。相关领域的研究应是企业或相关部门根据实际情况而定,从全局角度考虑发展直线电机及其驱动控制的机床产品,并逐步形成产业,占领高档数控机床的重要制高点。
参考文献:
[1]郭瑶瑶.机床进给系统采用永磁直线电机法向吸力的研究[J].中国机械工程,2007(10):1174-1177.
高端数控机床发展趋势范文5
关键词:数控;技术;机床;加工
中图分类号:TG519.1 文献标识码:A 文章编号:
随着科技水平的不断发展,现代科技技术的更新速度不断加快,如果不能足现代化市场的竞争需求,就会被社会所淘汰,从而阻碍社会经济的发展。因此我们要利用现代数控技术的灵活性来增强机械制造业对外界元素的适应能力以及市场的变化情况,最大限度的应用在机械制造行业中,并将机械设备的功能以及效率、可靠性提高到一个全新的平台,以此来满足现代化市场的竞争需求,而不被社会所淘汰。
1 数控机床加工技术的现状
1.1 数控机床技术向精密、高效、柔性、集成的方向发展
近年来,各工业生产企业和科研单位投入生产使用的精密机床日益增多。这些精密机床主要是指:座标磨床、高精度丝杆车床、螺纹磨床、齿轮磨床、座标镗床、高精度滚齿机、高精度长刻线机和高精度圆刻线机等。从技术层面上来讲,加速推进数控技术将是解决机床制造业持续发展的一个关键。基于高速、复合、智能、环保的数控机床发展的技术平台,已成为发展数控机床产业的关键技术。从生产上看,成本、质量、生产率和产量、交货期是衡量企业生产能力和市场竞争能力的 4 个要素,采用传统的非数控生产方式只有达到一定阈值的大批量的规模生产才能取得上述 4 个方面的统一。因此,在当前激烈的市场竞争环境下,以生产为中心,企业为主导的卖方市场已转向以市场需求为中心、用户为主导的买方市场,产品需求呈现多样化和个性化,且产品经济寿命大大缩短,这首先将形成以多品种变批量的生产方式为主流的生产环境。
1.2 数控机床技术开发成果显著
经过多年的努力,我国机床工具行业有了很大发展,为国民经济和国防建设提供了大量的基础工艺装备。数控是现代机床的核心技术传统的机床延伸了人的体力,成为工作母机,而数控技术赋予机床一个大脑,使机床变得越来越“聪明”。当前,由于计算机辅助设计、制造和管理技术应用均取得了一定成果。它以高效率、高精度和高表面加工质量为基本特征,采用新型功能部件,尤其是直线电机和电主轴技术的不断改进,使机床的高速化水平进一步提高。数控技术已经从被动执行运动指令发展到能够“感知”机床的温度、振动、能耗等工况并加以调整和控制,在线测量工件尺寸、刀具破损和预测刀具寿命,以及防止刀具和运动部件干涉。
1.3 应用技术的开发推广,促进了数控机床技术水平的明显提高
数控车床作为当今使用最广泛的数控机床之一,主要用于加工轴类、盘套类等回转体零件,能够通过程序控制自动完成内外圆柱面、锥面、圆弧、螺纹等工序的切削加工,并进行切槽、钻、扩、铰孔等工作。随着产品结构不断优化,以数控机床为代表的高新技术产品已成为机床制造业的主攻方向。反映数控机床制造水平的重要技术指标,如主轴最高转速、快速移动速度、换刀速度、切削能力等参数正在向国际水平接近,一批关键技术获得重大突破,缩小了与世界先进水平的差距。例如,高精度机床、数控成套设备、数控专机等都在实践中得以广泛应用。
2 数控技术在机床加工中的应用步骤
2.1 认真分析零件图样,确定工件的装夹方式与设计夹具
能否认真分析零件图样将直接影响零件加工程序的编制及零件加工结果。因此,我们首先,必须审核加工零件轮廓的几何条件,对图样上不详尺寸及封闭的尺寸链进行处理。同时,确定控制其尺寸精度(尺寸公差)所要求的加工工艺,例如,在车削时,如沿 X 坐标轴运动的方向与其主轴轴线不垂直时,则无法保证垂直度。另外,在编程前要考虑并确定相关技术处理的方案。此外对零件的表面粗糙度,毛坯,材料与热处理,加工件数的要求均为工序安排及走刀路线的确定等不可忽视的重要参数。其次,确定工件的装夹方式与设计夹具。我们必须要根据已确定的工件加工部位、定位基准和夹紧要求,选用或设计夹具。由于数控车床主轴转速极高,为便于工件夹紧,多采用液压高速动力卡盘,它具有高转速、高精度、高夹紧力、调爪方便、使用寿命长等优点,可获得理想的夹持精度,从而满足夹持各种薄壁和易变形工件的特殊需要。如果采用液压自动定心中心架,定心精度可达 0.03mm。
2.2 确定好加工方案
加工前要对所加工的零件拟定具体的加工方案。加工方案又称工艺方案,数控机床的加工方案包括制定工序、工步及走刀路线等内容。数控机床是应用数字控制原理,以数值数据的形式描述操作命令,并按照规定的程序自动进行工作过程的机床。在数控机床加工过程中,由于加工对象复杂多样,特别是轮廓曲线的形状及位置千变万化,加上材料不同、批量不同等多方面因素的影响,在对具体零件制定加工方案时,应该进行具体分析和区别对待,灵活处理。所以,加工前必须要对零件进行拟定加工方案。特别是在数控车床加工中,加工工艺的制定则比普通车床显得更为重要,也要更为详细,因为在普通车床加工中,制定了工艺卡,操作者按加工工艺进行操作,在加工中如遇到某些问题,(如在加工内孔时,铁屑堵塞,可停机清理),可灵活进行调整处理,不会受太大影响,而数控车床则不同。数控车床受控于程序指令,加工过程都是自动进行加工的,每一个数据、加工路线、刀具、切削用量的不合理,都会造成工作量的成倍增加。因此,我们必须要对加工工艺过程分析,拟定加工方案,选择合适的刀具和切削用量,确定加工线路和加工内容,设计合适的夹具及装夹方法等。
2.3 合理编程,高效生产
数控编程就指技术人员根据加工零件的图样和工艺要求,将零件加工的工艺过程及加工过程中需要的辅助动作,按照加工顺序和数控机床中规定的指令代码及程序格式编写加工程序的过程。因此,我们必须坚持合理编程,保证零件加工质量。根据图纸要求编制出的加工程序应符合每个单独的几何要素(即直线,斜线和圆弧等)的要求。在加工程序的编制工作中,应以最少的程序段数来实现对零件的加工,以减少出错的机率,提高编程工作的效率,合理调用 G命令使程序段最少构成零件加工的各条程序。对于主程序段数要在保证其加工精度的条件下进行计算才能得到的非曲线轨迹零件的加工,此非圆曲线应按逼近原理划分成若干个主程序段。这种操作不仅可以大大减少参数计算的工作量,还能减少程序输入的时间和机床内存的占有量。合理地选择 G 命令,不仅可以使程序段减少,还能保证走刀路线最短。
3 结语:总之,数控技术和数控装备也是制造工业现代化的重要基础。这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力,关系到一个国家的战略地位。由于数控机床是机电工业的重要基础装备,是汽车、石化、电子等支柱产业及重矿产业生产现代化的最主要手段,也是世界第三次产业革命的一个重要内容。因此,世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业,作为一名科技工作者,我也会加强对数控机床技术的研究和分析,从而确保企业生产更科学,更高效地进行。
参考文献:
[1] 丛高祥,陈 丽,李 凯,等. 浅谈数控技术在机械加工中的应用与发展前景[J]. 价值工程,2011,(03):22-23.
高端数控机床发展趋势范文6
该公司是一家集研发、生产、销售、服务于一体的专业机械制造企业,提供机床设计开发、自动化设计开发、数控机床技术等专业服务。公司拥有专业团队及精英人才,引进先进的技术资源及生产制造设备,凭借着强势的科技和服务优势,在行业中被广泛应用。记者向诺倬力的负责人易女士了解到,虽然这是公司第一次参加南博会,但是他们对南博会早有耳闻,希望通过南博会这一优势平台宣传企业品牌,获得有效订单,同时也想要借助这次契机拓展公司在南亚、东南亚的市场和业务,找到产品经销商。
据易女士介绍,“诺”,代表“承诺”;“倬”,意为“显著”;而“力”寓意着“刚性”,“诺倬力”整体寓示了企业“服务承诺、显著技术”的品质,表达了其力求以精良、刚性的品质,为客户提供优质机械研发制造服务的企业愿景。此外,蓝色是诺倬力的主色,表现出创新的精神及放眼未来、卓越科技感的工业气质。
作为上海闵行区青年企业家协会成员,上海交通大学产学研究合作单位,诺倬力机电科技有限公司已经取得了多项资质和专利认证:2015年至2016年共申请发明专利四项,家用新型专利六项,外观专利一项,与上海交通大学开展2015年度闵行区产学研合作项目。
如果说前三次工业革命的到来造就了机械、电气和信息技术,那么如今物联网和制造业服务正宣告着以智能制造为主导的第四次工业革命的到来。在德国提出“工业4.0”概念后,2015年5月8日,国务院公布《中国制造2025》――中国制造强国建设三个十年的“三步走”战略,也是第一个十年的行动纲领。在这种大趋势下,诺倬力将何去何从?就此问题,易女士表示:“中国装备制造业正在经历着一场转型,一次革命,它每分每秒都在改变着中国。从观念转型带动结构转型,不断突破行业边界,以总包和服务赢得先机,让机器充满智慧,让销售走向极致,突破中国制造‘空壳化’,这是我们思维中迈向高端制造的国际路径”。
诺倬力紧跟工业4.0发展趋势,贯彻执行中国制造2025创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化和人才为本的基本方针,致力打造有民族代表性的中国制造的优秀机床。“我们致力于提供整体、系统的机床解决方案,而非单一产品,我们不满足于现状,始终行走在追求精密、经典、创新的道路上”,具体来说,诺倬力致力于结合中国制造2025的大背景进行技术与科技的升华,以智能化创新、提供高效生产为指导理念,从原材料至整机,全产业链控制确保品质,以卓越的品质及真诚的服务,为客户提供数控机床整体解决方案。“诺倬力相信,我们的优质技术与服务,就是客户的生产力。我们始终面向未来,开拓奋进,保持着自己对行业的前瞻性,为中国制造的发展加油助力”,负责人易女士信心满满地对记者说道。