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数控机床发展趋势范文1
【关键词】数控机床；发展；趋势
数控机床自问世以来，数控机床以其系统自身较传统机床所具有的柔性好、精度稳定、生产率高、劳动强度低、工作条件优良、易于实现批量生产等特点博得了广大生产企业用户的青睐。不久前我国政府颁布了《加快振兴装备制造业的若干建议》，通过这一具有全局性的总纲性文件透视出我国发展超大型、超精密和超高速数控机床的决心，加上我国工业化的快速发展，对数控机床行业也有着显著的促进作用。《加快振兴装备制造业的若干建议》中进一步明确和揭示了装备制造业在我国经济社会建设和强国之路建设道路中所发挥的重要作用。大力促进我国装备制造业的快速发展，实现装备制造业的现代化是我国经济生活中的一件大事，是实现社会经济科学发展，走新型工业化道路，实现国民经济可持续发展的重要方针。本文简要分析了数控机床高速高效方向、自诊断方向、网络化方向、模块化方向等发展趋势。
1、向着高速高效化方向发展
伴随航空航天、船务运输、汽车行业以及高速火车等国民及国防事业的快速发展，新兴材料得到了广泛的应用。伴随着新兴材料的发展，行业对于高速和超高速数控机床的需求也越来越大。高速和超高速数控机床不仅可以提高企业生产效率，同时也可以对传统机床难于加工的材料进行切削，提高加工精度。数控机床最大的优势和特点在于其主轴运动速度转速和进给速度大。现在使用的数控机床通常采用64bit的较高处理器，未来数控机床将广泛采用超大规模的集成电路与多微处理器，从而实现较高运算速度，使得智能专家控制系统和多轴控制系统成为可能。数控机床也可以通过自动调节和设定工作参数，得到较高的加工精度提高设备的使用寿命和生产效率，高速数控加工示意图如图1所示。
2、向着自诊断方向发展
随着人工智能技术的不断成熟与发展，数控机床性能也得到了明显的改善。在新一代的数控机床控制系统中大量采用了模糊控制系统、神经网络控制系统和专家控制系统使数控机床性能大大改善。采用高通过数控机床自身的故障诊断程序，自动实现对数控机床硬件设备、软件程序和其他附属设备进行故障诊断和自动预警。数控机床可以依据现有的故障信息，实现快速定位故障源，并给出故障排除建议，使用者可以通过自动预警提示及时解决故障问题，实现故障自恢复防止和解决各种突发性事件时从而进行相应的保护。
3、向着网络化全球性方向发展
随着互联网技术的普及与发展，在企业日常工作管理过程中网络化管理模式已经日益普及。管理者往往可以通过手中的鼠标实现对企业的管理。数控机床作为企业生产的重要工具也逐渐进行了数字化得改造。数控机床的网络化推进了了柔性制造自动化技术的快速发展，使数控机床得发展更加具有信息集成化、智能化和系统化。
数控机床的网络化发展方向也体现在远程监控与故障处理上。当数控机床运行过程中出现故障后，数控机床生产厂家不用直接亲临现场就可以通过互联网对故障数控机床进行远程诊断与故障排除，这样不仅可以大大减少数控机床的维修成本，而且还可以大大提高企业的生产效率。数控机床的网络化发展方向还表现在远程操作与培训上。可以通过把数控机床共享到网络上，从而实现多地、多用户的远程操作与培训的需要，甚至可以依靠电子商务平台任意组成网上虚拟数控车间，实现跨地域全球性的CAD/CAM/CNC网络制造。
4、向着模块化方向发展
模块化的设计思想已经广泛应用于各设计行业。数控机床设计也不例外的广泛使用模块制造功能各异的设备。所设计的模块往往是是通用的，企业用户可以根据生产需要随时更换所需模块。采用模块化思想的数控机床增加了数控机床的灵活性，降低了企业生产成本，提高了企业生产效率，增强企业竞争的能力。严格按照模块化的设计思想设计数控机床，不仅能有效的保障操作员和设备运行的安全，同时也是保证数控车床能够达到产品技术性能、充分发挥数控机床的加工特点；此外，模块化的设计还有助于增强数控车床的使用效率，减少故障率，提高数控车床的生产水平。
数控机床发展趋势范文2
高速切削理论创立以来, 特别是应用于立铣刀加工铝合金获得巨大成功后, 高速机床得到了迅猛发展。紧随高速机床之后, 标准机床的切削速度也越来越快, 主轴转速已高达12000r/ min, 进给量可达25m/ min。高速机床在提高主轴转速的同时, 必须具有高的轴向进给速度和高的进给加、减速度。传统的滚珠丝杠进给系统由于本身结构的限制, 难以满足以上要求。这样, 以直线电机驱动的高速机床进给系统便应运而生。
直线电机可以直接驱动刀具工作台, 这样就取消了驱动电机和工作台之间的一切中间传动环节, 从而克服了传统驱动方式的传动环节带来的缺点, 显著提高了机床的动态灵敏度、加工精度和可靠性。因此直线电机更适于现代高速加工状态。
2.直线电机的原理
直线电机的工作原理和旋转电机类似, 也是利用电磁作用将电能转换成为运动动能。只是在其气隙中产生的磁场不是旋转的, 而是直线方向上呈正弦分布的、平移的, 被称为行波磁场。次级导条在行波磁场切割磁力线, 将感应电动势产生电流, 电流和磁场相互作用就产生电磁推力, 如果初级是固定的, 那么次级就沿行波磁场运动的方向作直线运动。
3.直线电动机的优点
直线电动机驱动具有高推力、高速、高精 度、平滑进给运动等特性。机床进给系统采用直 线电动机直接驱动与原旋转电动机传动方式的 最大区别是：取消了从电动机到工作台之间的 机械中间传动环节。即把机床进给传动链的长 度缩短为零，故这种传动方式称为“直接驱动” (DireetDrive)，也称“零传动”。直接驱动避免 了丝杠传动中的反向间隙、惯性、磨擦力和刚性 不足等缺点，带来了原旋转电动机驱动方式无法 达到的性能指标和优点。主要表现在以下几个方面：
(1)高响应性：一般来讲，电气元器件比机械传动件的动态响应时间要小几个数量级。由于系统中取消了响 应时间较大的如丝杠等机械传动件，使整个闭环 伺服系统动态响应性能大大提高。
(2)高精度性：由于取消了丝杠等机械传动机构，因而减少了传动系统滞后所带来的跟踪误差。通过高精度直线位移传感器(如 受)，进行位置检测反馈控制，大大提高机床的定位精度。
(3)速度快、加减速过程短：机床直线电机进给系统，能够满足60m／min ~200m／min或更高的超高速切削进给速度。由于 具有高速响应性，其加减速过程大大缩短，加速度一般可达到2g~20g。
(4)传动刚度高、推力平稳：“直接驱动”提高了传动刚度。直线电动机 的布局，可根据机床导轨的形面结构及其工作台 运动时的受力情况来布置，通常设计成均布对称，使其运动推力平稳。
(5)行程长度不受限制 ：通过直线电动机的定子的铺设，就可无限延长动子的行程长度。
(6)运行时噪声低：取消了传动丝杠等部件的机械摩擦，导轨副可采用滚动导轨或磁悬浮导轨(无机械接触)，使运动噪声大大下降。
(7)效率高：由于无中间传动环节，也就取消了其机械摩擦时的能量损耗，系统效率大大提高。
4.直线电机应用现状与趋势
4.1国外研究情况：美国在直线电机应用于机床方面居于领先地位。美国Cincinnati Milacron公司的Hyper Mach大型高速加工中心的主轴转速高达60000r/ min, X轴行程长达46m, 最高进给速度可达100m/ min, 加工一个飞机用大型薄壁零件只需30min, 用时为一般高速铣床的1/ 6、普通数控铣床的1/ 16。众所周知, 精密和超精密加工在制造业中的地位举足轻重, 无论是民用大型集成电路、精密轴承, 还是军用惯性制导陀螺仪、雷达波导管, 其性能都取决于超精密加工的水平。而微进给机构则是精密和超精密加工的关键技术, 它既是重要的进给元件, 也是对工艺系统误差进行动态、静态补偿的关键元件。目前, 压电陶瓷式、超声波式、电致伸缩式和磁致伸缩式直线电机在精密微进给装置中的应用越来越广泛。美国LLL国家实验室的DTM-3大型光学金刚石车床、英国Cranfieid公司的OAGM2500大型精密车床都采用了电致伸缩式微量进给装置。日本东京大学研制的声表面波式直线电机, 步进分辨率高达5nm。
4.2国内的研究情况：从20世纪70年代初先锋电机厂开发研制我国第一台直线电机至今, 我国的直线电机研究已取得了长足的进步。
国内将直线电机作为机床进给系统来研究的主要有以下几家机构: 广东工业大学的超高速加工与机床研究室, 主要研究直线感应电动机, 开发的GD-3型直线电机高速数控进给单元额定推力2000N,最高进给速度100m/ min, 定位精度0. 004mm, 行程800mm; 清华大学机械学系制造工程研究所, 研究的长行程永磁直线伺服单元额定推力1500N, 最高速度60m/ min, 最大加速度达到g, 行程600mm; 国防科技大学在活塞非圆切削中采用直线电机来直接驱动刀具, 直线电机伺服机构运动部件的质量仅为0. 8kg, 大大降低了惯性, 使刀具的工作进给频率有效值达到200Hz。
数控机床发展趋势范文3
【关键词】机械制造；数控技术；发展对策
21世纪机械制造全球化、市场竞争激烈化是机械制造企业所面临的挑战，而机械制造中广泛应用数控技术则能使企业在竞争中取得佳绩。但我国机械制造中数控技术的研究和发展方面存在较多问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。面对市场的竞争和新技术的挑战，该如何认识机械制造中数控技术，如何看待它的发展趋势，如何采取相应的对策？
下面结合近几年来自己在这方面的研究，谈谈我国机械制造中数控技术的发展及对策。
1.机械制造数控技术发展现状及趋势
机械制造中数控技术是通过计算机控制数字程序来实现一台或多台机械设备动作控制，以达到优质、高效、低耗、灵活生产，提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。
1.1数控装备与技术的基本概况
近年来，我国相继从德、美、法、日本等国引进先进的数控生产线，使我国制造业得到空前发展，主要应用特点有：刀具材料以超硬刀具材料为主，如陶瓷、超细硬质合金刀具等，大大提高了加工速度。改善刀具结构与加工工艺，零件孔加工刀具多采用多刃复合式结构：采用高速专用数控机床加工发动机；传动器关键零件，机床结构没计是以各种高速多刃专用成形刀具和加工工艺为主导。
然而，我国机械制造业还属于工艺离散型制造业，虽然已引进加工中心、数控镗铣床等，但企业内生产管理局网，网络经营管理系统及生产技艺数据技术的应用仍处于初级阶段。
1.2机械制造中数控技术发展趋势
目前，械制造业以现代高新技术的综合利用为特点，正朝着柔性化、敏捷化、智能化和信息化方向发展。从目前世界上数控技术及其装备发展来看，机械制造中数控技术发展趋势主要有以下2个方面。
1.2.1数控技术性能发展新趋势
（1）高速、高精、高效化。
由于采用高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取改善机床动态、静态特性等有效措施，数控技术必向高速、高精、高效化方向发展。
（2）多轴化和多系列。
以减少工序、辅助时间为主要目的的复合机械制造，要求其数控技术朝着多轴、多系列控制功能方向发展。
（3）实时智能化。
随着数控技术领域实时智能控制的研究和应用，机械制造的数控技术必然朝着实时智能化方向发展。
1.2.2数控技术体系结构的发展新趋势
机械制造中数控技术体系结构的发展趋势为：智能化、网络化、集成化，一种机械制造业远程服务系统的结构。
（1）数控装备智能化。
本世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括：为追求加工效率和加工质量方面的智能化；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化：还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。
（2）信息集成网络化。
数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。
（3）数控系统集成化。
采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路，提高数控系统的集成度和软硬件运行速度；应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体；通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来改进性能，提高系统的可靠性。
2.机械制造中数控技术发展应对策略
先进数控技术是机械制造业快速发展的保证，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。
我国机械制造中数控技术的研究和发展存在较多问题，特别是在技术创新能力方面情况尤为突出。为此，下文从总体应对策略和技术途径探讨机械制造业中数控技术的对策。
2.1数控技术发展总体应对策略
通过对数控技术和机械制造业发展趋势的分析和对我国数控领域存在问题的研究，笔者认为以科技创新为先导，以技术支持和服务为后盾将是一种符合我国国情的应对对策。
（1）以科技创新为先导。
我国必须大力加强数控领域的科技创新，逐步建立自己独立的、先进的数控技术体系。在此基础上大力发展符合国情的数控产品，从而形成从数控系统、数控功能部件到种类齐全的数控机床整机的完整的产业体系。
（2）大力加强技术支持和服务。
数控系统和数控机床作为典型的高技术产品，对用户的技术支持和服务足相当重要的。目前，我们可以利用先进的网络和多媒体技术手段，为建立新一代立体化的技术支持和服务体系开辟新的途径。
2.2技术途径应对数控技术发展
（1）发展新一代PC数控系统。
数控系统是各类数控装备的核心，因此通过科技创新首先发展新型数控系统，将是推动我国数控技术发展的有效途径。这要求在开发新型数控系统时，选用高性能CPU作为系统的运算和控制核心，并尽量用软件实现数控的所有功能。
（2）推进数控机床功能专业化。
解决数控系统问题后，需要实现数控机床的模块化，解决数控机床功能部件的专业化问题。目前我国机械制造在这方面离实际需求还有相当大的差距，因此必须人力促进数控机床功能专业化。
3.结束语
本文阐述了机械制造中数控技术的发展及对策，并对我国机械制造中数控技术的发展途径进行了探讨。另外，我国正逐步融入全球化机械制造的序列中，随着国外先进制造技术设备大量引进、国家重大科技产业工程项目等重大科技计划，先进的数控技术在国内机械制造业将日趋实用与普及。 [科]
【参考文献】
数控机床发展趋势范文4
关键词：数控机床 控制技术
数控机床是机电一体化的典型产品，数控机床控制技术是集计算机及软件技术、自动控制技术、电子技术、自动检测技术、液压与气动技术和精密机械等技术为一体的多学科交叉的综合技术。随着科学技术的高速发展，机电一体化技术迅猛发展，数控机床在企业普遍应用，对生产线操作人员的知识和能力要求越来越高。
一、数控机床的优点与缺点
(一)数控机床的优点
对零件的适应性强，可加工复杂形状的零件表面。在同一台数控机床上，只需更换加工程序，就可适应不同品种及尺寸工件的自动加工，这就为复杂结构的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的便利，特别是对那些普通机床很难加工或无法加工的精密复杂表面(如螺旋表面)，数控机床也能实现自动加工。
加工精度高，加工质量稳定。目前，数控机床控制的刀具和工作台最小移动量(脉冲当量)普遍达到0.0001mm，而且数控系统可自动补偿进给传动链的反向间隙和丝杠螺距误差，使数控机床达到很高的加工精度。此外，数控机床的制造精度高，其自动加工方式避免了生产者的人为操作误差，因此，同一批工件的尺寸一致性好，产品合格率高，加工质量稳定。
生产效率高。由于数控机床结构刚性好，允许进行大切削用量的强力切削，从主轴转速和进给量的变化范围比普通机床大，因此在加工时可选用最佳切削用量，提高了数控机床的切削效率，节省了机动时间。与普通机床相比，数控机床的生产效率可提高2—3倍。
良好的经济效益。使用数控机床进行单件、小批量生产时，可节省划线工时，减少调整、加工和检验时间，节省直接生产费用；同时还能节省工装设计、制造费用；数控机床加工精度高，质量稳定，减少了废品率，使生产成本进一步下降。此外，数控机床还可实现一机多用，所以数控机床虽然价格较高，仍可获得良好的经济效益。
自动化程度高。数控机床自动化程度高，可大大减轻工人的劳动强度，减少操作人员的人数，同时有利于现代化管理，可向更高级的制造系统发展。
(二)数控机床的缺点
数控机床的主要缺点价格较高，设备首次投资大；对操作、维修人员的技术要求较高；加工复杂形状的零件时。手工编程的工作量大。
二、数控机床的种类
数控机床的种类很多，主要分类
按工艺用途分类。按工艺用途，数控机床可分类如下。普通数控机床：这种分类方式与普通机床分类方法一样，铣床、数控锚床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。加工中心机床：数控加工中心是在普通数控机床上加装一个刀库和自动换刀装置而构成的数控机床，它可在一次装夹后进行多种工序加工。
按运动方式分类。按运动方式，数控机床可分类点位控制数控机床。数控系统只控制刀具从要有数控钻床、数控坐标锤床、数控冲剪床等。直线控制数控机床：数控系统除了控制点与点之间的准确位置以外，还要保证两点之间移动的轨迹是一条直线，而且对移动的速度也要进行控制。这类机床主要有简易数控车床、数控销、铣床等。轮廓控制数控机床：数控系统能对两个或两个以上运动坐标的位移及速度进行连续相关的控制，使合成的运动轨迹能满足加工的要求。这类机床主要有数控车床、数控铣床等。
按伺服系统的控制方式分类。按伺服系统的控制方式，数控机床可分类如下。开环控制系统的数控机床。闭环控制系统的数控机床。半闭环控制系统的数控机床。
按数控系统的功能水平分类。技功能水平分类，数控系统可分类如下。经济性数控机床。经济性数控机床大多指采用开环控制系统的数控机床价格便宜，适用于自动化程度要求不高的场合。中档数控机床。这类数控机床功能较全，价格适中，应用较广。高档数控机床。这类数控机床功能齐全，价格较贵。
三、数控机床控制技术的发展
机械设备最早的控制装置是手动控制器。目前，继电器—接触器控制仍然是我国机械设备最基本的电气控制形式之一。到了20世纪奶年代至50年代，出现了交磁放大机—电动机控制，这是一种闭环反馈系统，系统的控制精度和快速性都有了提高。20世纪60年代出现了晶体管——晶闸管控制，由晶闸管供电的直流调速系统和交流调速系统不仅调运性能大为改善，而且减少了机械设备和占地面积，耗电少，效率局，完全取代了交磁放大机—电动机控制系统。
在20世纪的60年代出现丁一种能够根据需要方便地改变控制程序，结构简单、价格低廉的自动化装置—顺序控制器。随着大规模集成电路和微处理器技术的发展及应用，在20世纪70年代出现了一种以微处理器为核心的新型工业控制器——可编程序控制器。这种器件完全能够适应恶劣的工业环境，由于它具备了计算机控制和继电器控制系统两方面的优点，故目前已作为一种标准化通用设备普通应用于工业控制。
随着计算机技术的迅速发展，数控机床的应用日益广泛，井进一步推动了数控系统的发展，产生了自动编程系统、计算机数控系统、计算机群控系统和天性制造系统。计算机集成制造系统及计算机辅助设计、制造一体化是机械制造一体化的高级阶段，可实现产品从设计到制造的全部自动化。
综上所述，机械设备控制技术的产生，并不是孤立的，而是各种技术相互渗透的结果。它代表了正在形成中的新一代的生产技术，已显示出并将越来越显示出强大的威力。
四、数控机床控制技术的发展趋势
数控机床发展趋势范文5
Abstract:In this paper, mainly from the numerical control technology and industrial development to start the trend, the field of numerical control technology to China's problems in the analysis based on digital technology and the future of our industry to explore ways.
关键词：数控技术 产业发展 途径
Key words:Numerical control technology; industry; way
作者简介：王亚杰 ，籍贯：辽宁省新民市 出生日期：1978.12.01
【中图分类号】TG659-1 【文献标识码】A 【文章编号】1004-7069（2009）-06-0121-01
马克思曾经说过，各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产。装备工业的技术水平和现代化程度决定着一个国家的经济水平和现代化程度，数控技术和装备是发展新兴技术产业和诸如信息技术及其产业、生物技术及其产业等尖端工业的最基本的装备。因此，当今世界各工业发达的国家都通过各种途径来发展数控技术，以提高其国家的制造能力，提高对市场的适应能力。世界各发达国家已经把大力发展以数控技术为核心的先进制造技术作为加速国家经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
在我国，数控技术与装备的发展也得到了高度重视，在数控技术的研究开发方面也取得了重大进步，尤其是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。我国数控技术经过几十年的发展历程，奠定了数控技术发展的基础，并形成了数控产业基地，建立了一些具有批量生产能力的数控系统生产厂，培养了一支数控研究，开发，管理人才的基本队伍。但是我们也应该清醒地认识到，我国在数控技术和产业发展方面还存在诸多问题，主要是因为，首先，对我国数控产业进程的复杂性、艰巨性认识不足，对国外的封锁扼杀、体制的不规范等估计不足。其次，企业在技术方面自主创新能力不足，核心技术能力不强，机床标准落后，水平较低，数控系统标准研究不足。再次，从技术层面关注数控产业比较多，但是很少从系统的角度考虑数控问题，没有建立完整的高质量的配套体系和服务网络等。最后，不良机制造造成人才流失，从而制约了技术的创新。这些问题制约了我国数控技术和产业发展，在技术水平上，大大落后于国外先进水平，尤其在高精尖方面更甚。在可持续发展方面，数控技术应用领域拓展能力不强，相关的规范也不标准，比较落后。在产业发展方面，市场占有率低，还没有形成规模，可靠性不高，商品化程度不足，我国数控技术还没有形成自己的品牌效应，用户对之信心不足。如何解决我国在数控技术方面存在的问题，使数控技术和装备从整体上迈入世界先进行列，是当前面临的重要任务。以下主要从几个方面来论述。
加强数控领域的技术创新。我国数控技术经历了长期发展，取得了相当大的进步，但是这些进步主要是按国外已有的控制和驱动模式来开发国产数控系统，跟在别人后面走，按部就班地发展，技术方面比较落后，其中创新的成分太少。在此种情况下，我们必须认真理解落实“科学技术是第一生产力”，大大加强数控领域的技术创新，研究出具有中国特色的比较实用的先进数控技术，建立起自己的独立的、先进的数控技术体系。同时，在此基础上，根据我国的实力，发展具有中国特色的数控产品，逐步形成数控系统、数控功能部件到种类齐全的数控机床整机的完整的产业体系。
加强技术支持与服务。数控系统和数控机床是属于典型的高科技产品，对于用户来说，技术支持与服务相当重要。如果用户买了数控机床或者数控系统，出现问题，没有技术支持与服务，用户就会对此种产品丧失信心，不会再买，这样就消弱了市场，这也是以前国产数控产品丧失信誉的原因。
数控产业发展要坚持可持续发展道路。在可持续发展过程中，绿色是实现可持续发展的重要途径，因此要加大绿色数控产品的开发，加快数控产品、数控产业的绿色化。具体可以从一下几个方面来做，减少产品制造和使用过程中的环境污染，比如可以减少数控机床的铸件结构，消除铸造对环境的污染；以电传动代替机械传动，减少噪音污染；在制造和使用过程中，尽量降低资源消耗和能源消耗。大力发展绿色数控机床。绿色数控机床是材料消耗少，能耗低，没有污染且寿命长的新型机床。在开发绿色机床中，用并联结构代替串联结构是开发绿色机床的一条重要途径，会大大降低能源消耗和对环境的污染。大力发展数控技术来改造传统机床。我国数控领域的重要发展方向就是加强用数控技术来改造传统机床。
大力推进数控功能部件的专业化生产。数控系统提高后，必须大力促进数控机床功能部件的开发和专业化生产。新型永磁电主轴单元已经成为国际市场上最热门的数控机床功能部件，但这类产品还存在诸多问题，因此，利用我国稀土永磁材料的优势，开发新型大功率、高效率、宽调速范围永磁同步型交流电主轴单元，对解决现有电主轴存在的问题很有效果，形成具有中国特色的新一代电主轴产品。高速高精度检测装置是数控机床发展的主题，与之相应的是需要高性能的控制和驱动，同时配以高品质的检测环节。
数控产业化的最终成功应该通过数控机床在全国产业化和市场占有率上。在数控机床方面，应该大力发展低价位数控机床，使之成为国际市场上数控机床的主要发展趋势，以价格低，质量高在市场站住脚，开拓国际国内市场。
数控机床发展趋势范文6
关键词 高速切削；技术；数控
中图分类号：TG506 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）20-0016-01
数控高速切削加工技术即提高切削速度且能保持切削温度，甚至使减低切削温度跟切削速度成反比，减少切削刀具磨损的技术。这项技术基于机床结构、技术、材料，主轴、进给、CNC系统、刀具材料及技术、测量测试技术等多种相关技术及硬件充分发展的基础上综合生成的一种技术。高速切削加工的应用范畴是理解该技术的核心内容。在实际生产过程中，加工方法、材料、切削速度等的选择应用根据具体生产需要而定。
1 数控高速切削加工的应用意义
数控高速切削加工，可明显提高切削加工的生产效率，提高生产工艺的质量。其在工业生产中的运用价值为：
1）有效降低工件加工表面的受热时间，减小工件受热变形，提高工件表面精度。
2）使用切削速度高，切削量小的切削形式，有效降低切削力30%以上。
3）显著提高进给和切削速度，使加工过程最大限度地保持平稳状态。
4）高速切削缩短加工周期，节约能源，降低设备使用率。
2 高速切削重要技术的实用分析
2.1 高速切削运行原理
根据不同材料分类，高速加工技术的切屑机理也各不相同，即使是生产加工相同的工艺材料，高速切削运行工作中，切削产生的热及切削产生的力度的变化，导致刀具受到磨损，进而影响工具加工表面。对高速切削运行原理进行深入研究，有助于切削用量选择趋于科学合理性，是工件加工的理论基础。
2.2 数控高速切削刀具技术的应用
数控高速切削加工系统主要由材料、刀具、机床器械组成，其中刀具是整个工艺系统中运作最活跃的组成部分。切削刀具技术的应用是制约高速切削加工的主要原因之一。高速运作的切削速度促使刀具、加工参数、刀体结构等因素也要随之不断发生变化，当刀具材料及制造技术产生很大变化时，高速切削加工在提高生产率的同时需更加注意保证加工精度及安全性和可靠性。所以，高速切削刀具技术必须要具备优良的几何定位和精确的装夹定位，保证高速切削过程中整个系统的平稳性和安全性。
2.3 数控高速切削机床技术要求
高速切削要求数控机床中需配有相应的主轴、CNC控制系统及高速补给系统。机床主轴单元需高速转速的状态下平稳运行，且运行状态及性能在整个工作过程中需保持良好。其中主轴轴承作为机床主轴单元的重要部分，在加工机床中占重要地位，对高速主轴的负载容量和寿命产生直接影响。因此，增强机床主轴结构性能可有效优化机床整体性能，提高生产率。所以在高速切削系统中，须配备能移动迅速、定位精确的进给系统。面对高性能进给系统，机床导轨及工作台结构面临更大的挑战。
2.4 数控高速切削工艺
在工业生产领域中，数控高速切削技术属于一种新型切削术，在技术使用中，相应加工参数及参考实例相对匮乏。高速切削工艺参数优化是目前高速切削工艺应用的最大制约因素之一。此外，现在广泛使用的CNC软件的编程功能不能确保切削过程中的稳定性，无法满足高速切削中零件NC程序的要求。因此，在高速切削过程中需人工编程来优化或补充自动编程，使得高速切削价值下降。只有开发新的数据编程，让主轴功率与切削数据相吻合，扩展高速切削的利用空间。
3 高速切削技术在数控机床使用中的发展趋势
在工业生产领域中，数控高速切削技术的应用可有效弥补传统加工领域中存在的技术缺陷，其主要发展趋势为：
1）应用于壁薄或细长类工件的加工，可有效降低切削热及切削力对工件形状产生的影响，增强加工精度，提高工件质量。
2）可应用于淬硬钢、高锰钢、耐磨铸铁等传统加工方法难以进行加工操作的材料。
3）应用高速切削可提高1-2级加工精度，免去后续光整加工，缩短加工周期。
4 高速切削加工技术对数控机床提出的新要求
高速切削技术的应用，对整个系统的设备运行速度、精度、稳定性等都有相对的高要求。经过生产实践研究发现，高速切削加工技术目前最适用于数控机床。当目前工业生产领域中的数控机床依然有很多的改进空间，只有对其硬件、软件进行不断地提高和完善才能更好的适用于高速切削技术，将此切削技术独特优势发挥得淋漓尽致，提高生产效率。高速切削技术对数控机床的要求具体如下：
1）数控机床主轴使用电主轴。电主轴可有效保证机床发电机与主轴的完美融合，保持生产过程中整个系统的稳定性和安全性。此外，电主轴可更科学合理地控制温差，是温差保持在最理想范围内，提高主轴的性能，延长主轴的使用寿命，降低资源损耗。
2）提高伺服单元性能。数控机床伺服单元的性能上需配备高响应速度的设备，根据目前技术水平，滚珠丝杠副为数控机床中较理想的伺服单元。
3）完善数控机床机构设计。可借鉴外国一些先进加工中心使用的机床结构，对机床结构进行改善。如日本YBM950V、鉴瑞士HSM加工中心等。
4）提高刀具性能。高速切削刀具应缩小前角10°左右，扩大后角大约5°-8°，同时在控制刀具重量的同时，需保证刀具精细度，确保工件精度不受离心力影响。
5）改进和升级数控系统性能。CNC系统是目前最适用于高速切削技术的数控系统。该系统使用了优化的系统设计及先进的动力学原理，配置高，性能好，可有效保证系统运行精度，且伺服单元可满足高速切削技术中高速进给要求。
5 结束语
高速切削技术的应用是我国制造业不断发展的必然要求。这种先进的加工技术是数控机床进行精密仪器加工的首选技术，随着制造业的发展，我国数控机床在配套设备及性能的研究开发及使用上也会不断取得新的突破和成就，高速数控机床的技术及设备正在逐步提高和完善，并向网络化、智能化发展。
参考文献
[1]王先逵.制造技术的未来[J].中国机械工程，2010（11）.
[2]孙钊.高速切削在数控加工中的应用[J].中国科技信息，2012（23）.
