車(chē)床的發展方向
2018-1-9
作者:網庫天下
數控技術的應(yīng)用不但(dàn)給傳統製造業帶(dài)來了革命性的變化,使製(zhì)造業成為工業化(huà)的象征,而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大,它對國計民生的(de)一(yī)些重要行業(IT、汽車(chē)、輕工、醫療(liáo)等)的發展起著越來越重要的作用,因為這些行業所需裝備的數字化已是現代發展(zhǎn)的大趨勢。當前數控車床呈現以下發(fā)展趨勢。
1、高速、高精密(mì)化
高速、精(jīng)密是機床發展永恒的目標。隨著科學技術突飛猛進的發展,機電產品更新換代速度加快,對零件加工的精度和表麵(miàn)質量的(de)要求也愈來愈(yù)高。為滿足這個複雜(zá)多變市(shì)場的需求(qiú),當前機床正向高速切(qiē)削、幹切削和準幹(gàn)切削方向發展,加工精度也在(zài)不斷地提高。另一方麵,電主軸和直線電機的成功應用,陶瓷滾珠軸承(chéng)、高精度大導程空心內冷和滾珠螺母強冷的低溫高速滾珠絲杠副及帶滾珠保持器(qì)的直線導軌副等(děng)機床功能部件的麵市,也為機床向(xiàng)高速、精(jīng)密發展創造(zào)了條件。
數控車床采(cǎi)用電主軸,取消了皮帶(dài)、帶輪和齒輪等環節,大大減少了主傳動的轉動(dòng)慣量,提高了主軸動態響應(yīng)速度(dù)和工作精度,徹底解決了主軸高速運轉時皮帶和帶輪等傳動的振動(dòng)和噪聲問題。采用電(diàn)主軸結構(gòu)可使(shǐ)主軸轉速(sù)達到10000r/min以上。
直(zhí)線電機驅動速度高,加減速特性好,有優越的響應(yīng)特性和跟(gēn)隨精度。用直(zhí)線電機作伺服驅動,省去了滾珠絲杠這(zhè)一中間傳動環節,消除了傳動間隙(包括反向間隙),運動慣量小,係統剛性好,在高速下能精密定位,從而極大地提高了伺服(fú)精度。
直線滾動導軌副,由(yóu)於(yú)其具有各向間隙為零和非常小的滾(gǔn)動摩擦,磨(mó)損小,發熱可忽略不計,有非常好的熱穩定性,提高了全程的定位精度和重複定位精度。
通過直線(xiàn)電機和直線滾動導軌副的應用(yòng),可使機床的快速移動速度由原來的10~20m/min提高(gāo)到60~80m/min,甚至高達120m/min。
2、高可靠性
數控機床的可靠性是數控機(jī)床產品質量(liàng)的一項關鍵性指標。數控機床能否(fǒu)發揮其高性(xìng)能、高(gāo)精度(dù)和高效率,並獲(huò)得良好的效益,關(guān)鍵取決(jué)於其可靠性的高低。
3、數控車床設計CAD化(huà)、結構設計(jì)模塊化
隨著計算機應用的普及及軟(ruǎn)件技術的發展,CAD技術得到了廣泛發展。CAD不僅可以替代(dài)人工完成繁瑣的繪圖工(gōng)作,更重要的是可以進行設計方案選擇和大件整機的靜、動態特性分析、計算、預測及優化設計,可以對整機各工作部件進(jìn)行動態模擬仿真(zhēn)。在模塊化(huà)的基礎上在設計(jì)階段就可以看出產品的三維幾(jǐ)何模型和(hé)逼真的色彩。采用CAD,還可以大大提(tí)高(gāo)工作效率,提高設計的(de)一次成功率,從而縮(suō)短試(shì)製(zhì)周期,降低設計(jì)成本,提高市場競爭能(néng)力。
通過對機床部件(jiàn)進行模塊化設計,不(bú)僅能減少重複性勞動,而且可以快速(sù)響應市場,縮短產品開發設計周期。
4、功能複合化
功能複合化的目的是進一步提高機床的生產效率,使(shǐ)用(yòng)於非加(jiā)工輔助時間減至最少(shǎo)。通過功能的複合化(huà),可以擴大機床的使用範圍、提高效率,實現一機多用、一機多能,即(jí)一台(tái)數控車床既可以(yǐ)實現車削功能,也可以實現銑削加工;或在以銑為主的機(jī)床上也可以實現磨削加工。寶雞(jī)機床廠已經研製成功的CX25Y數控車銑複合(hé)中(zhōng)心,該機床同時具有X、Z軸以及C軸和Y軸。通(tōng)過C軸(zhóu)和Y軸,可以實現平麵銑削和(hé)偏(piān)孔、槽的加工。該機床還配(pèi)置有強動(dòng)力刀架和副主軸。副(fù)主軸(zhóu)采用內藏式電主軸結構,通過數(shù)控係統可直接實現主、副主軸轉速同步。該機床工件一次裝夾即可完成全(quán)部加工,極大地提高了效率。
5、智(zhì)能(néng)化、網絡(luò)化、柔性化和集成化
21世紀的數控裝備將是(shì)具(jù)有一定智能化的(de)係統。智能化的內容(róng)包括在數控係統中的各個方麵:為追求加工效率和加工質量方(fāng)麵的智(zhì)能化,如加工過程的(de)自適(shì)應控製,工藝參數自動生成;為提高(gāo)驅動性能及(jí)使用連接方麵的智能化,如前饋控製(zhì)、電機(jī)參數的自適應運算、自動識別負載自動選(xuǎn)定模型、自(zì)整(zhěng)定等;簡化編程、簡化操作方麵的(de)智能化,如智能化的(de)自動編程、智能化的人(rén)機界麵等;還有智能診斷、智能監控等方(fāng)麵的(de)內容,以方便係統的診斷及維修等。
網絡化(huà)數控裝備是近年來機床發展的一個熱點。數控裝備的網絡化將極大地滿足(zú)生產線、製造係統、製造企業對信息集成的需求,也(yě)是實現新的製造模式,如(rú)敏捷製造、虛擬企(qǐ)業、全(quán)球製造(zào)的基礎單元。
數控機床向柔性自動化係統發展的趨勢是(shì):從點(數控單機、加工中心和數控複合加工機床)、線(xiàn)(FMC、FMS、FTL、FML)向麵(工段車間獨立製造島、FA)、體(CIMS、分布式網絡集成製造係統(tǒng))的方向(xiàng)發展,另一方麵(miàn)向注重應用性和(hé)經濟性方向發展。柔性自動化技(jì)術是製造業適應動態市場需求及產品迅速更新的主要手段,是各國製造業發展(zhǎn)的主流趨勢,是先進製造領(lǐng)域的基礎技術。其重點是以提高(gāo)係統的可靠性、實用化為前提,以易於聯(lián)網和集成為目標(biāo),注重加強單元技術的開拓和(hé)完(wán)善。CNC單機向高(gāo)精度、高速度和高柔性方向發展。數控機床及其構成柔性製造係統(tǒng)能方便(biàn)地與CAD、CAM、CAPP及MTS等聯結,向信息集成方向發展。網絡係統向開放、集成和智能(néng)化方向發展(zhǎn)。
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