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世界數(shù)控技術(shù)及其裝備的發(fā)展主要體現(xiàn)為以下幾方面技術(shù)特征:
1.鋼制拖鏈高速、
超高速加工技術(shù)對制造業(yè)實(shí)現(xiàn)、、低成本生產(chǎn)有廣泛的適用性。
目前,在超高速加工中,車削和銑削的切削速度已達(dá)到5000~8000m/min以上;主軸轉(zhuǎn)數(shù)在30000轉(zhuǎn)/分(有的高達(dá)10萬r/min)以上;工作臺的移動速度(進(jìn)給速度):在分辨率為1微米時(shí),在100m/min(有的到200m/min)以上,在分辨率為0.1微米時(shí),在24m/min以上;自動換刀速度在1秒以內(nèi);小線段插補(bǔ)進(jìn)給速度達(dá)到12m/min。
2.高精度鋼制拖鏈
其精度從微米級到亞微米級,乃至納米級(<10nm),其應(yīng)用范圍日趨廣泛。
目前使用直線電機(jī)的高速高精加工機(jī)床zui大快移速度已達(dá)208 m/min,加速度2g,并且還有發(fā)展余地。
3.高可靠性鋼制拖鏈
當(dāng)前國外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000小時(shí)以上,驅(qū)動裝置達(dá)30000小時(shí)以上,但是,可以看到距理想的目標(biāo)還有差距。
4、復(fù)合化
復(fù)合功能的機(jī)床成為近年來發(fā)展很快的機(jī)種。
柔性制造范疇的機(jī)床復(fù)合加工概念是指將工件一次裝夾后,機(jī)床便能按照數(shù)控加工程序,自動進(jìn)行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工,以完成一個(gè)復(fù)雜形狀零件的主要乃至全部車、銑、鉆、鏜、磨、攻絲、鉸孔和擴(kuò)孔等多種加工工序。就棱體類零件而言,加工中心便是典型的進(jìn)行同一類工藝方法多工序復(fù)合加工的機(jī)床。事實(shí)證明,機(jī)床復(fù)合加工能提高加工精度和加工效率,節(jié)省占地面積特別是能縮短零件的加工周期。
5、多軸化
5軸聯(lián)動控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當(dāng)前的一個(gè)開發(fā)熱點(diǎn),由于在加工自由曲面時(shí),5軸聯(lián)動控制對球頭銑刀的數(shù)控編程比較簡單,并且能使球頭銑刀在銑削3維曲面的過程中始終保持合理的切速,從而顯著改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率,而在3軸聯(lián)動控制的機(jī)床無法避免切速接近于零的球頭銑刀端部參予切削,因此,5軸聯(lián)動機(jī)床以其*的性能優(yōu)勢已經(jīng)成為各大機(jī)床廠家積極開發(fā)和競爭的焦點(diǎn)。
zui近,國外還在研究6軸聯(lián)動控制使用非旋轉(zhuǎn)刀具的加工中心,雖然其加工形狀不受限制且切深可以很薄,但加工效率太低一時(shí)尚難實(shí)用化。
6、智能化
智能化是21世紀(jì)制造技術(shù)發(fā)展的一個(gè)大方向。智能加工是一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和理論的加工,它是要在加工過程中模擬人類專家的智能活動,以解決加工過程許多不確定性的、要由人工干預(yù)才能解決的問題。
世界上正在進(jìn)行研究的智能化切削加工系統(tǒng)很多,其本智能化數(shù)控裝置研究會針對鉆削的智能加工方案具有代表性。
7、 網(wǎng)絡(luò)化
數(shù)控機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)化,主要指機(jī)床通過所配裝的數(shù)控系統(tǒng)與外部的其它控制系統(tǒng)或上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)絡(luò)控制。數(shù)控機(jī)床一般首先面向生產(chǎn)現(xiàn)場和企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng),然后再經(jīng)由因特網(wǎng)通向企業(yè)外部,這就是所謂Internet/Intranet技術(shù)。
8、柔性化
數(shù)控機(jī)床向柔性自動化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢是:從點(diǎn)(數(shù)控單機(jī)、加工中心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床)、線(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段車間獨(dú)立制造島、FA)、體(CIMS、分布式網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng))的方向發(fā)展,另一方面向注重應(yīng)用性和經(jīng)濟(jì)性方向發(fā)展。柔性自動化技術(shù)是制造業(yè)適應(yīng)動態(tài)市場需求及產(chǎn)品迅速更新的主要手段,是各國制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢,是先進(jìn)制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)。其重點(diǎn)是以提高系統(tǒng)的可靠性、實(shí)用化為前提,以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標(biāo);注重加強(qiáng)單元技術(shù)的開拓、完善;CNC單機(jī)向高精度、高速度和高柔性方向發(fā)展;數(shù)控機(jī)床及其構(gòu)成柔性制造系統(tǒng)能方便地與CAD、CAM、CAPP、MTS聯(lián)結(jié),向信息集成方向發(fā)展;網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向開放、集成和智能化方向發(fā)展。
9、綠色化
目前這一綠色加工工藝主要集中在不使用切削液上,這主要是因?yàn)榍邢饕杭任廴经h(huán)境和危害工人健康,又增加資源和能源的消耗。干切削一般是在大氣氛圍中進(jìn)行,但也包括在特殊氣體氛圍中(氮?dú)庵小⒗滹L(fēng)中或采用干式靜電冷卻技術(shù))不使用切削液進(jìn)行的切削。不過,對于某些加工方式和工件組合,*不使用切削液的干切削目前尚難與實(shí)際應(yīng)用,故又出現(xiàn)了使用極微量潤滑(MQL)的準(zhǔn)干切削。目前在歐洲的大批量機(jī)械加工中,已有10~15%的加工使用了干和準(zhǔn)干切削。對于面向多種加工方法/工件組合的加工中心之類的機(jī)床來說,主要是采用準(zhǔn)干切削,通常是讓極微量的切削油與壓縮空氣的混合物經(jīng)由機(jī)床主軸與工具內(nèi)的中空通道噴向切削區(qū)。在各類金切機(jī)床中,采用干切削zui多的是滾齒機(jī)。
隨著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展,也令龍門銑床、龍門磨床、落地鏜床等普通機(jī)床的深思,雖說兩者之間有互補(bǔ)性,但也面臨改進(jìn)升級的需要!