數(shù)控車床技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

匡升權(quán)

南興裝備股份有限公司

數(shù)控車床技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

匡升權(quán)

南興裝備股份有限公司

當(dāng)前的機床制造產(chǎn)業(yè)不僅面對著因為機械制造需求的加大而引起的設(shè)備發(fā)展的機遇，還面臨著中國加入世貿(mào)后巨大的國際競爭壓力，因此要想保證機床制造產(chǎn)業(yè)能夠穩(wěn)定健康地向上發(fā)展，就必須要加大對數(shù)控車床技術(shù)的研究力度。本文從國內(nèi)外數(shù)控車床技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀入手，著重探討了目前我國數(shù)控車床技術(shù)發(fā)展存在的問題和未來數(shù)控車床技術(shù)發(fā)展的趨勢。

數(shù)控車床；發(fā)展現(xiàn)狀；未來趨勢

引言

數(shù)控車床技術(shù)的應(yīng)用使機械制造產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了翻天覆地的變化，另一方面，經(jīng)濟發(fā)展使制造業(yè)對于數(shù)控機床的需求數(shù)量進一步加大，計算機應(yīng)用技術(shù)也日益滲透到工業(yè)生產(chǎn)中，這些因素在無形中進一步擴大了數(shù)控機床的應(yīng)用領(lǐng)域，使其獲得持續(xù)的發(fā)展以滿足社會生產(chǎn)的需要。因此，對局勢做出正確的判斷并加強對數(shù)控機床的研究就變得尤為重要。

1.數(shù)控車床技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀

發(fā)達(dá)國家有相對久遠(yuǎn)的數(shù)控機床研究歷史，他們的數(shù)控機床技術(shù)具有如下特點：高速度、高精度是其數(shù)控車床技術(shù)的主流；多任務(wù)、多軸加工的數(shù)控機床應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛；數(shù)控車床智能化，管理者能夠通過智能化加工和監(jiān)測系統(tǒng)實時對車床工作狀況進行監(jiān)測，在故障發(fā)生前將其扼殺于搖籃，提高數(shù)控機床的工作效率；現(xiàn)在的車床生產(chǎn)技術(shù)可以用很少的時間做好對機床的補償測量，相比以前傳統(tǒng)的測量方式大大提高了效率；多軸、多任務(wù)數(shù)控機床由目前最先進的CADCAM技術(shù)做支撐，大大提升了機床的工作效率。國外的數(shù)控機床制造企業(yè)著力點很均勻，不僅著重機床的生產(chǎn)制造，同時也會花費大量的精力投入研究更高精度和更高效率的數(shù)控機床，這正是我們應(yīng)該借鑒學(xué)習(xí)之處。

1.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

從發(fā)展初期到目前來看，整體發(fā)展仍然處于相對落后的情況。目前我們生產(chǎn)的經(jīng)濟性臥式數(shù)控車床價格相對較低，機械設(shè)備的費用投入相對不多，僅僅能夠支撐企業(yè)早期發(fā)展的需要。普及型數(shù)控車床和立式數(shù)控車床使我國車床制造行業(yè)獲得了大眾的認(rèn)可，能夠滿足用戶的基礎(chǔ)需求。從中國數(shù)控車床的發(fā)展進程來看，雖然已獲得了一定的成就但是與發(fā)達(dá)國家相比還是存在一定的差距，比如說：我國低檔數(shù)控車床產(chǎn)能過剩而高檔產(chǎn)品產(chǎn)能卻跟不上去；我國的科技基礎(chǔ)不夠扎實，缺乏創(chuàng)新；產(chǎn)品質(zhì)量相對較差，后續(xù)服務(wù)也跟不上。

2.目前國內(nèi)數(shù)控車床技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)的問題

雖然我國近年來在數(shù)控車床技術(shù)方面有了很大發(fā)展，但與發(fā)達(dá)的技術(shù)水平相比仍存在明顯的差距，且制造的數(shù)控車床質(zhì)量不穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量水平波動較大。隨著經(jīng)濟貿(mào)易全球化的發(fā)展，國外優(yōu)秀的數(shù)控機床制造企業(yè)所生產(chǎn)的高水平數(shù)控機床涌入我國，占據(jù)了大量的市場份額。我國機床制造企業(yè)應(yīng)當(dāng)開始奮起追擊，改進深層次的技術(shù)問題，提高自身產(chǎn)品的可靠性和安全性，提高數(shù)控機床的精確度，減少與發(fā)達(dá)國家數(shù)控機床產(chǎn)品質(zhì)量的差距。

3.未來數(shù)控車床技術(shù)發(fā)展趨勢與方向

3.1 高速、高精度化

由于直線電機技術(shù)以及高速精密滾珠絲杠等技術(shù)的迅速進步，現(xiàn)代數(shù)控機床正邁向高速化的道路，數(shù)控機床的主軸轉(zhuǎn)速日益變大，移動速度也逐漸加快。社會生產(chǎn)廠家只有對低端配置的車床和大型車床才使用交流伺服電機，一般車床均使用電主軸的結(jié)構(gòu)形式。由于內(nèi)置電機缺少中間傳動結(jié)構(gòu)，這就造成主軸的轉(zhuǎn)動速度比傳統(tǒng)的主軸轉(zhuǎn)動速度高出了大概四分之一，另一方面又使輸出恒功率比能達(dá)到4-8，這就使得某一種主軸適用的工具直徑范圍變大。另外，30m ain的移動速度是利用滾動導(dǎo)軌時數(shù)控機床的行標(biāo)，利用滑動導(dǎo)軌的移動速度行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)大概是20-25m ain。由于高精度現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)功能的加強，納米級以及以上更精細(xì)的控制成為了市場的主流，數(shù)控機床加工的表面水平有了很大加強。另外數(shù)控機床使用過程中的熱變形會對產(chǎn)品的加工精度造成影響，如何控制機床的熱變形也是當(dāng)前很多機床制造廠家關(guān)注的重心。當(dāng)前廠家應(yīng)用最多的控制熱變形的技術(shù)手段大致如下：機床熱變形系統(tǒng)補償技術(shù)、液壓站和變壓器等熱阻隔、導(dǎo)軌和主軸箱的自主冷卻等。

3.2 多軸聯(lián)動加工及復(fù)合加工

由于社會生產(chǎn)中高效率的生產(chǎn)目標(biāo)，使得廠家生產(chǎn)出的數(shù)控機床應(yīng)該具備一次性裝夾完成盡量多道工序的功能，這就使數(shù)控機床配置動力刀塔和擁有銑削能力成為必備條件，這兩種技術(shù)可滿足普通軸類件的要求。多軸聯(lián)動加工以及復(fù)合加工正在悄無聲息地改變?nèi)藗儗τ趥鹘y(tǒng)數(shù)控機床的劃分認(rèn)知。現(xiàn)在的高端車床主要的復(fù)合化結(jié)構(gòu)為配置雙主軸、雙刀塔等。同時配置有Y軸和B軸的數(shù)控車床則具備接近加工中心的銑削能力，可以用來加工復(fù)雜零件。

3.3 智能化、網(wǎng)絡(luò)化與開放化

通過計算機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，數(shù)控機床的制造廠家能夠建立起機床的遠(yuǎn)程技術(shù)支持體系，實現(xiàn)工程狀況信息的實時傳輸、查詢和顯示，還能實現(xiàn)對數(shù)控機床運行狀況的遠(yuǎn)程智能監(jiān)控和診斷。由于計算機網(wǎng)絡(luò)的方便快捷，數(shù)控機床的使用對象能夠盡快得到機床生產(chǎn)商的技術(shù)支持，數(shù)控機床的制造廠家也能夠獲取大量的用戶使用數(shù)據(jù)，從而方便機床生產(chǎn)廠家進一步對自己的產(chǎn)品進行分析、改善，也有利于提高機床制造廠家的售后服務(wù)效率。

3.4 綠色化

二十一世紀(jì)以來，各行各業(yè)都將環(huán)保和節(jié)能作為自身企業(yè)謀求發(fā)展的同時越來越重視的方面，數(shù)控機床也同樣不例外，力爭要達(dá)到切削加工技術(shù)的綠色化。由于我國環(huán)境越來越惡劣，資源越來越少，制造加工過程的綠色化也日趨關(guān)鍵。企業(yè)認(rèn)識到問題的嚴(yán)重性，這些年來也大大減少了冷卻液等環(huán)境有害物的使用，盡量利用干切削和半干切削來進行數(shù)控機床的生產(chǎn)，這就是數(shù)控機床綠色化生產(chǎn)的一個方面，并且目前機床制造廠家還在不斷的探索新的節(jié)能方法來加快綠色化進程。

結(jié)語

綜上所述，我國數(shù)控機床的需求量雖然很大，但總體技術(shù)水平偏低，高端產(chǎn)品供不應(yīng)求，市場大而不強，這就為企業(yè)加強自身科研創(chuàng)新力度、改善自身產(chǎn)品順應(yīng)時代發(fā)展提出了更高層次的要求。國產(chǎn)數(shù)控機床日后的重心應(yīng)當(dāng)盡力放在提升主機性能、提升數(shù)控系統(tǒng)和功能部件上，縮小乃至超越發(fā)達(dá)國家制造的數(shù)控機床，增強國產(chǎn)數(shù)控機床的可靠性和安全性，提升數(shù)控機床的工作效率和整體行業(yè)的經(jīng)濟效益，提升自身企業(yè)的核心競爭力。

[1]魯國軍.數(shù)控車床更新的歷史性技術(shù)研究以及應(yīng)用[J].硅谷, 2013,11:1+5.