進入21世紀(jì)以來,隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大,它對國計民生的一些重要行業(yè)(IT、汽車、輕工、醫(yī)療等)的發(fā)展起著越來越重要的作用,因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢??傮w而言,數(shù)控車床呈現(xiàn)以下三個發(fā)展趨勢:
高速、精密是機床發(fā)展永恒的目標(biāo)。隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進的發(fā)展,機電產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快,對零件加工的精度和表面質(zhì)量的要求也愈來愈高。為滿足這個復(fù)雜多變市場的需求,當(dāng)前機床正向高速切削、干切削和準(zhǔn)干切削方向發(fā)展,加工精度也在不斷地提高。另一方面,電主軸和直線電機的成功應(yīng)用,陶瓷滾珠軸承、高精度大導(dǎo)程空心內(nèi)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的直線導(dǎo)軌副等機床功能部件的面市,也為機床向高速、精密發(fā)展創(chuàng)造了條件。
數(shù)控車床采用電主軸,取消了皮帶、帶輪和齒輪等環(huán)節(jié),大大減少了主傳動的轉(zhuǎn)動慣量,提高了主軸動態(tài)響應(yīng)速度和工作精度,徹底解決了主軸高速運轉(zhuǎn)時皮帶和帶輪等傳動的振動和噪聲問題。采用電主軸結(jié)構(gòu)可使主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到10000r/min以上。
直線電機驅(qū)動速度高,加減速特性好,有優(yōu)越的響應(yīng)特性和跟隨精度。用直線電機作伺服驅(qū)動,省去了滾珠絲杠這一中間傳動環(huán)節(jié),消除了傳動間隙(包括反向間隙),運動慣量小,系統(tǒng)剛性好,在高速下能精密定位,從而極大地提高了伺服精度。
直線滾動導(dǎo)軌副,由于其具有各向間隙為零和非常小的滾動摩擦,磨損小,發(fā)熱可忽略不計,有非常好的熱穩(wěn)定性,提高了全程的定位精度和重復(fù)定位精度。通過直線電機和直線滾動導(dǎo)軌副的應(yīng)用,可使機床的快速移動速度由10~20m/mim提高到60~80m/min,最高高達(dá)120m/min。
高可靠性
數(shù)控機床的可靠性是數(shù)控機床產(chǎn)品質(zhì)量的一項關(guān)鍵性指標(biāo)。數(shù)控機床能否發(fā)揮其高性能、高精度和高效率,并獲得良好的效益,關(guān)鍵取決于其可靠性的高低。
數(shù)控車床設(shè)計CAD化、結(jié)構(gòu)設(shè)計模塊化
隨著計算機應(yīng)用的普及及軟件技術(shù)的發(fā)展,CAD技術(shù)得到了廣泛發(fā)展。CAD不僅可以替代人工完成繁瑣的繪圖工作,更重要的是可以進行設(shè)計方案選擇和大件整機的靜、動態(tài)特性分析、計算、預(yù)測及優(yōu)化設(shè)計,可以對整機各工作部件進行動態(tài)模擬仿真。在模塊化的基礎(chǔ)上在設(shè)計階段就可以看出產(chǎn)品的三維幾何模型和逼真的色彩。采用CAD,還可以大大提高工作效率,提高設(shè)計的一次成功率,從而縮短試制周期,降低設(shè)計成本,提高市場競爭能力。