机床技术都有哪些发展趋势?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-17
数控机床的发展趋势是什么

1、高速化

随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用,对数控机床加工的高速化要求越来越高。
2、高精度化 

数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的几何精度,机床的运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。

3、功能复合化

复合机床的含义是指在一台机床上实现或尽可能完成从毛坯至成品的多种要素加工。根据其结构特点可分为工艺复合型和工序复合型两类。工艺复合型机床如镗铣钻复合——加工中心、车铣复合——车削中心、铣镗钻车复合——复合加工中心等。
工序复合型机床如多面多轴联动加工的复合机床和双主轴车削中心等。采用复合机床进行加工,减少了工件装卸、更换和调整刀具的辅助时间以及中间过程中产生的误差。
提高了零件加工精度,缩短了产品制造周期,提高了生产效率和制造商的市场反应能力,相对于传统的工序分散的生产方法具有明显的优势。
4、控制智能化

随着人工智能技术的发展,为了满足制造业生产柔性化、制造自动化的发展需求,数控机床的智能化程度在不断提高。

数控机床的特点:
加工精度高,具有稳定的加工质量;可进行多坐标的联动,能加工形状复杂的零件;加工零件改变时,一般只需要更改数控程序,可节省生产准备时间。
机床本身的精度高,刚性大,可选择有利的加工用量,生产率高;机床自动化程度高,可以减轻劳动强度;对操作人员的素质要求较高,对维修人员的技术要求更高。

数控车床是一种高精度高效率的自动化机床,直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆等复杂工件,具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能,并在复杂零件的批量中发挥了良好的经济效果。随着新兴技术更新换代速度的加快,数控技术也在不断的发展,对设备的效率和制造品质提出了越来越高的要求,下面简单介绍下数控机床未来的发展趋势:一、机床设备的大型化由于模具正在向大型化方向发展,几吨到几十吨的模具非常普遍,因此要求机台面能承受大重量,这就要求设备必须具有大承重和高刚性的特性,还必须有足够大的台面尺寸和行程与之相适应。另外模具材料的强度和硬度都很高,加上常常采用伸长量较大的小直径端铣刀切削模具型腔,因此过程容易发生颤振。为了确保零件的精度和表面质量,用于模具制造的高速机床必须有很高的动、静刚度,以提高机床的定位精度、跟踪精度和抗振能力。二、高转速和大功率高速是发展方向高速铣削在模具切削中已显示了极大地优越性,为了适应模具型腔曲面,刀具的半径应小于型腔曲面最小圆周半径,以免过程中刀具与工件发生“干涉”。由于刀具直径小,因此要求主轴转速非常高,型腔和模具零件其他部件粗、精工常常在工件一次装夹中完成,故主轴功率要大。三、能多轴联动及良好的深孔腔综合切削能力模具型腔多为复杂的空间六曲面及沟槽所构成,且许多模具具有深孔腔。为了达到对3D曲面的高精度、高速度和高稳定性机床需要多轴联动,且具有良好的深孔腔综合切削能力。可以采用五轴联动中心,除了三个坐标的直线运动外,还有两个旋转坐标的进给运动。铣头或操作台可以多轴联动进行连续回转进给,从而适用于具有复杂型腔曲面的模具零件。四、专用数控切削油的研制专用数控切削油是数控切削工艺必须采用的一种介质,在过程中主要起到润滑、冷却、清洗等作用。由于高速切削对于刀具、设备及工艺的不断提升,新型切削油通常采用硫化极压抗磨添加剂作为其核心成分,可以在超高速切削工艺中有效的保护刀具,提高工艺精度。(1)专用的切削油含有硫化极压抗磨添加剂成分,可以有效的保护刀具,提高工艺精度。(2)专用的切削油与菜籽油、机械油、再生油相比,具有良好的稳定性,不会对设备、人体、环境产生危害。(3)专用的切削油在粘度、闪点、倾点、导热性能等方面均通过严格的测试,以满足各种切削工艺需求。

机床技术十四大发展趋势:
1、机床的高速化
随着汽车、航空航天等工业轻合金材料的广泛应用,高速加工已成为制造技术的重要发展趋势。高速加工具有缩短加工时间、提高加工精度和表面质量等优点,在模具制造等领域的应用也日益广泛。机床的高速化需要新的数控系统、高速电主轴和高速伺服进给驱动,以及机床结构的优化和轻量化。高速加工不仅是设备本身,而是机床、刀具、刀柄、夹具和数控编程技术,以及人员素质的集成。高速化的最终目的是化,机床仅是实现的关键之一,绝非全部,生产效率和效益在“刀尖”上。
2、机床的精密化
按照加工精度,机床可分为普通机床、精密机床和超精机床,加工精度大约每8年提高一倍。数控机床的定位精度即将告别微米时代而进入亚微米时代,超精密数控机床正在向纳米进军。在未来10年,精密化与高速化、智能化和微型化汇合而成新一代机床。机床的精密化不仅是汽车、电子、医疗器械等工业的迫切需求,还直接关系到航空航天、导弹卫星、新型武器等国防工业的现代化。
3、从工序复合到完整加工
70年代出现的加工中心开多工序集成之先河,现已发展到完整加工,即在一台机床上完成复杂零件的全部加工工序。完整加工通过工艺过程集成,一次装卡就把一个零件加工过程全部完成。由于减少装卡次数,提高了加工精度,易于保证过程的高可靠性和实现零缺陷生产。此外,完整加工缩短了加工过程链和辅助时间,减少了机床台数,简化了物料流,提高了生产设备的柔性,生产总占地面积小,使投资更加有效。
4、机床的信息化
机床信息化的典型案例是Mazak410H,该机床配备有信息塔,实现了工作地的自主管理。信息塔具有语音、文本和视像等通讯功能。与生产计划调度系统联网,下载工作指令和加工程序。工件试切时,可在屏幕上观察加工过程。信息塔实时反映机床工作状态和加工进度,并可以通过手机查询。信息塔同时进行工作地数据统计分析和刀具寿命管理,以及故障报警显示、在线帮助排除。机床操作权限需经指纹确认。
5、机床的智能化-测量、监控和补偿
机床智能化包括在线测量、监控和补偿。数控机床的位置检测及其闭环控制就是简单的应用案例。为了进一步提高加工精度,机床的圆周运动精度和刀头点的空间位置,可以通过球杆仪和激光测量后,输入数控系统加以补偿。未来的数控机床将会配备各种微型传感器,以监控切削力、振动、热变形等所产生的误差,并自动加以补偿或调整机床工作状态,以提高机床的工作精度和稳定性。
6、机床的微型化
随着纳米技术和微机电系统的迅速进展,开发加工微型零件的机床已经提到日程上来了。微型机床同时具有高速和精密的特点,最小的微型机床可以放在掌心之中,一个微型工厂可以放在手提箱中。操作者通过手柄和监视屏幕控制整个工厂的运作。
7、新的并联机构原理
传统机床是按笛卡尔坐标将沿3个坐标轴线的移动X、Y、Z和绕3个坐标轴线转动A、B、C依次串联叠加,形成所需的刀具运动轨迹。并联运动机床是采用各种类型的杆机构在空间移转主轴部件,形成所需的刀具运动轨迹。并联运动机床具有结构简单紧凑、刚度高、动态性能好等一系列优点,应用前景广阔。
8、新的工艺过程
除了金属切削和锻压成形外,新的加工工艺方法和过程层出不穷,机床的概念正在变化。激光加工领域日益扩大,除激光切割、激光焊接外,激光孔加工、激光三维加工、激光热处理、激光直接金属制造等应用日益广泛。电加工、超声波加工、叠层铣削、快速成型技术、三维打印技术各显神通。
9、新结构和新材料
机床高速化和精密化要求机床的结构简化和轻量化,以减少机床部件运动惯量对加工精度的负面影响,大幅度提高机床的动态性能。例如,借助有限元分析对机床构件进行拓扑优化,设计箱中箱结构,以及采用空心焊接结构或铅合金材料已经开始从实验室走向实用。
10、新的设计方法和手段
我国机床设计和开发手段要尽快从甩图板的二维CAD向三维CAD过渡。三维建模和仿真是现代设计的基础,是企业技术优势的源泉。在此三维设计基础上进行CAD/CAM/CAE/PDM的集成,加快新产品的开发速度,保证新产品的顺利投产,并逐步实现产品生命周期管理。
11、直接驱动技术
在传统机床中,电动机和机床部件是借助耦合元件,如皮带、齿轮和联轴节等加以连接,实现部件所需的移动或旋转,机和电是分家的。直接驱动技术是将电动机与机械部件集成为一体,成为机电一体化的功能部件,如直线电动机、电主轴、电滚珠丝杆和力矩电动机等。直接驱动技术简化了机床结构,提高了机床的刚度和动态性能,运动速度和加工精度。
12、开放式数控系统
数控系统的开放是大势所趋。目前开放式数控系统有三种形式:1)全开放系统,即基于微机的数控系统,以微机作为平台,采用实时操作系统,开发数控系统的各种功能,通过伺服卡传送数据,控制坐标轴电动机的运动。2)嵌入系统,即CNC+PC,CNC控制坐标轴电动机的运动,PC作为人机界面和网络通信。3)融合系统,在CNC的基础上增加PC主板,提供键盘操作,提高人机界面功能,如Siemens840Di和Fanuc210i。
13、可重组制造系统
随着产品更新换代速度的加快,专用机床的可重构性和制造系统的可重组性日益重要。通过数控加工单元和功能部件的模块化,可以对制造系统进行快速重组和配置,以适应变型产品的生产需要。机械、电气和电子、液和气、以及控制软件的接口规范化和标准化是实现可重组性的关键。
为了加快新机床的开发速度和质量,在设计阶段借助虚拟现实技术,可以在机床还没有制造出来以前,就能够评价机床设计的正确性和使用性能,在早期发现设计过程的各种失误,减少损失,提高新机床开发的质量。

  • 数控机床发展趋势
    答:数控机床使用范围越来越大,国内国际市场容量也越来越大,但竞争也会加剧,我们只有紧跟先进技术进步的大方向,并不断创新,才能赶超世界先进水平。 中国冶金报 数控技术和装备发展趋势及对策 1 数控技术的发展趋势 数控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,而且随着数控技术的不断发展...
  • 目前数控机床的发展趋势?
    答:1、 高速、高精加工技术及装备的新趋势 2、轴联动加工和复合加工机床快速发展 3、 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势 4、 重视新技术标准、规范的建立 关于数控系统设计开发规范和标准
  • 组合机床的发展趋势是什么?
    答:组合机床的发展趋势:1、提高通用部件的水平通用部件技术水平的主要标准是:品种规格齐全,动、静态性能参数先进,工艺性好j精度高和精度保持性好。目前应注意开发适应强力铣削的大功率动力滑台、高精度镗削头和高精度滑台,以及适应中、小批生产的快调、速换动力部件和支承部件。2、发展适应中、小批生产...
  • 当今世界数控技术的发展趋势有哪些
    答:目前开放式数控技术的研究和开发方兴未艾,已成为数控机床不可逆转的发展趋势。美国、欧洲、日本都在进行开放式数控技术的研究,并制定出各自的开放式体系结构。但由于技术等方面的限制,要在短期内完全实现这种理想的开放式体系结构,还有不少困难。目前开放式数控的一个具体表现就是发展基于PC的数控系统,...
  • 数控系统与数控机床技术发展趋势是什么?
    答:总之,数控机床技术不断发展,功能越来越完善,使用越来越方便,可靠性越来越高,性能价格比也越来越高。到1990年,全世界数控系统专业生产厂家年产数控系统约13万台套。国外数控系统技术发展的总体发展趋势是:1、新一代数控系统采用开放式体系结构进入90年代以来,由于计算机技术的飞速发展,推动数控机床技术更快的更新换代。
  • 数控系统与数控机床技术发展趋势是什么
    答:世界上的数控系统种类繁多,形式各异,组成结构上都有各自的特点。这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和硬件和软件的工程设计思路。对于不同的生产厂家来说,基于历史发展因素以及各自因地而异的复杂因素的影响,在设计思想上也可能各有千秋。例如,在上世界90年代,美国Dynapath系统采用小板结构,热...
  • 数控技术的发展趋势
    答:2010-05-24 数控机床的发展趋势是什么 118 2011-12-15 数控技术的发展趋势 5 2020-04-22 求一篇关于数控机床的发展趋势的读书报告 3 2017-10-23 当今世界数控技术的发展趋势有哪些 12 2019-06-12 机床技术都有哪些发展趋势? 2 2019-03-04 数控系统与数控机床技术发展趋势是什么? 2019-09-05 求...
  • 如今我国数控机床的发展如何?
    答:目前,我国还有很多传统制造业使用的都是传统的数控机床,随着工业制造行业向半自动化及自动化生产发展不可逆转的趋势,按照现有机床总数的3%的年退役概率算,每年数控机床的新兴市场需求就将达到40万台,巨大的行业市场给机床制造企业带来非常好的机遇。国内制造装备企业要加快应用新技术、新材料、新工艺、新...
  • 机床技术都有哪些发展趋势?
    答:中国国民经济 #信息化建设 #消费水平 #IT行业 #市场发展前景 #计算机硬件 #软件 #IT服务 #按需定制 #企业级IT应用 #面向服务的体系架构SOA
  • 数控车床的发展前景如何?
    答:行业处于中高端产品国产化阶段 长期以来,国产数控机床始终处于低档迅速膨胀,中档进展缓慢,高档依靠进口的局面,特别是国家重点工程需要的关键设备主要依靠进口,技术受制于人。行业成长需要缓慢“量变”,行业处于中高端产品国产化阶段,中国数控机床行业中高端数控国产化不会很快到来。2020年市场规模骤降近1/...