時(shí)間：2018-02-07 作者：admin 點(diǎn)擊：624
機(jī)床向高速化方向發(fā)展，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且還可提高零件的表面加工質(zhì)量和精度。超高速加工技術(shù)對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)*、高品質(zhì)、低成本生產(chǎn)有廣泛的適用性。20 世紀(jì)90 年代以來(lái)，歐、美、日各國(guó)爭(zhēng)相開(kāi)發(fā)應(yīng)用新一代高速數(shù)控機(jī)床，加快機(jī)床高速化發(fā)展步伐。高速主軸單元（電主軸，轉(zhuǎn)速15000 － 100000r/min）、高速且高加/減速度的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件（快移速度60～120m/min，切削進(jìn)給速度高達(dá)60m/min）、高性能數(shù)控和伺服系統(tǒng)以及數(shù)控工具系統(tǒng)都出現(xiàn)了新的突破，達(dá)到了新的技術(shù)水平。隨著超高速切削機(jī)理、超硬耐磨長(zhǎng)壽命刀具材料和磨料磨具，大功率高速電主軸、高加/減速度直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)給部件以及高性能控制系統(tǒng)（含監(jiān)控系統(tǒng)）和防護(hù)裝置等一系列技術(shù)領(lǐng)域中關(guān)鍵技術(shù)的解決，為開(kāi)發(fā)應(yīng)用新一代高速數(shù)控機(jī)床提供了技術(shù)基礎(chǔ)。目前，在超高速加工中，車(chē)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(wàn)r/min）以上；工作臺(tái)的移動(dòng)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 m 時(shí)，在24m/min 以上；自動(dòng)換刀速度在1 秒以?xún)?nèi)；小線(xiàn)段插補(bǔ)進(jìn)給速度達(dá)到12m/min。
從精密加工發(fā)展到超精密加工，是世界各工業(yè)強(qiáng)國(guó)致力發(fā)展的方向。其精度從微米級(jí)到亞微米級(jí)，乃至納米級(jí)（#lt;10nm），其應(yīng)用范圍日趨廣泛。當(dāng)前，在機(jī)械加工高精度的要求下，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由±10 m 提高到±5 m；精密級(jí)加工中心的加工精度則從±3～5 m，提高到±1～1.5 m，甚至更高；超精密加工精度進(jìn)入納米級(jí)（0.001m），主軸回轉(zhuǎn)精度要求達(dá)到0.01～0.05 m，加工圓度為0.1m，加工表面粗糙度Ra=0.003 微米等。這些機(jī)床一般都采用矢量控制的變頻驅(qū)動(dòng)電主軸（電機(jī)與主軸一體化），主軸徑向跳動(dòng)小于2 m，軸向竄動(dòng)小于1 m，軸系不平衡度達(dá)到G0.4 級(jí)。高速高精加工機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)，主要有#quot;回轉(zhuǎn)伺服電機(jī)加精密高速滾珠絲杠#quot;和#quot;直線(xiàn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)#quot;兩種類(lèi)型。此外，新興的并聯(lián)機(jī)床也易于實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)給。滾珠絲杠由于工藝成熟，應(yīng)用廣泛，不僅精度能達(dá)到較高（ISO34081 級(jí)），而且實(shí)現(xiàn)高速化的成本也相對(duì)較低，所以迄今仍為許多高速加工機(jī)床所采用。當(dāng)前使用滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)的高速加工機(jī)床*大移動(dòng)速度90m/min，加速度1.5g。滾珠絲杠屬機(jī)械傳動(dòng)，在傳動(dòng)過(guò)程中不可避免存在彈性變形、摩擦和反向間隙，相應(yīng)地造成運(yùn)動(dòng)滯后和其它非線(xiàn)性誤差，為了排除這些誤差對(duì)加工精度的影響，1993 年開(kāi)始在機(jī)床上應(yīng)用直線(xiàn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，由于是沒(méi)有中間環(huán)節(jié)的#quot;零傳動(dòng)#quot;，不僅運(yùn)動(dòng)慣量小、系統(tǒng)剛度大、響應(yīng)快，可以達(dá)到很高的速度和加速度，而且其行程長(zhǎng)度理論上不受限制，定位精度在高精度位置反饋系統(tǒng)的作用下也易達(dá)到較高水平，是高速高精加工機(jī)床特別是中、大型機(jī)床較理想的驅(qū)動(dòng)方式。目前使用直線(xiàn)電機(jī)的高速高精加工機(jī)床*大快移速度已達(dá)208 m/min，加速度2g，并且還有發(fā)展余地。
隨著數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的高可靠性已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)制造商和數(shù)控機(jī)床制造商追求的目標(biāo)。對(duì)于每天工作兩班的無(wú)人工廠(chǎng)而言，如果要求在16 小時(shí)內(nèi)連續(xù)正常工作，無(wú)故障率在P（t）＝ 99%以上，則數(shù)控機(jī)床的平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間MTBF 就必須大于3000 小時(shí)。我們只對(duì)一臺(tái)數(shù)控機(jī)床而言，如主機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)的失效率之比為10:1（數(shù)控的可靠比主機(jī)高一個(gè)數(shù)量級(jí)）。此時(shí)數(shù)控系統(tǒng)的MTBF 就要大于33333.3 小時(shí)，而其中的數(shù)控裝置、主軸及驅(qū)動(dòng)等的MTBF 就必須大于10 萬(wàn)小時(shí)。當(dāng)前國(guó)外數(shù)控裝置的MTBF 值已達(dá)6000 小時(shí)以上，驅(qū)動(dòng)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。
制定合理的機(jī)床設(shè)備大修方案是修理準(zhǔn)備工作中的基礎(chǔ)。必須在修理方案中，明確規(guī)定修理項(xiàng)目及內(nèi)容。根據(jù)加工工藝要求，確定全面大修或采用項(xiàng)修、局部改裝、數(shù)控化改裝等具體項(xiàng)目。在具體修復(fù)一臺(tái)臥式車(chē)床時(shí)，應(yīng)根據(jù)企業(yè)的產(chǎn)品工件工藝特點(diǎn)，對(duì)機(jī)床的使用要求進(jìn)行具體分析。不能單純考慮修復(fù)精度越高越好、功能項(xiàng)目越全越好，而應(yīng)考慮綜合性的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，使修復(fù)后的機(jī)床性能和加工精度滿(mǎn)足工藝要求。
