高速機床技術的發展趨勢
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摘要：
1.高速機床：隨著汽車、航天等工業輕合金材料的廣泛應用，高速加工已成為制造技術的重要發展趨勢。高速加工具有縮短加工時間、提高加工精度、提高表面質量等優點，廣泛應用于模具制造等領域。高速機床需要新的數控系統、高速電主軸和高速伺服進給驅動，以及機床結構的優化和輕量化。高速加工不僅是設備本身，也是機床、刀具、刀柄、夾具、數控編程技術的集成，更是人員素質的集成。高速的最終目標是達到高效率。機床只是實現高效率的關鍵之一。
2.機床的精度：根據加工精度，機床可分為普通機床、精密機床和超精密機床，加工精度每8年翻一番左右。數控機床的定位精度即將突破微米時代，進入亞微米時代。在未來的10年里，精密與高速、智能化與微型化將共同構成新一代機床。機床精度不僅是汽車、電子、醫療設備等行業的迫切需求，而且直接關系到航天、導彈衛星、新武器等國防工業的現代化。
3.從過程復利到完整的過程：20世紀70年代出現的加工中心是多過程集成的先驅。現在它已經發展到完成加工，即在機床上完成復雜零件的加工。整個過程通過過程的過程進行整合，一個部分的過程在一次加載卡片后完成。通過減少加載時間，提高了工藝精度，保證了工藝的高可靠性，實現了零缺陷生產。此外，完整的加工縮短了加工鏈和輔助時間，減少了機床數量，簡化了物料流程，提高了生產設備的靈活性，占據了小的生產面積，使投資更加有效。
4.信息的機器工具：機床信息化的典型案例是Mazak410H。該機床配有信息塔，實現了工作場所的獨立管理。信息塔具有語音、文字和視頻通信功能。與生產調度系統聯網，下載作業指導書和處理程序。當工件試圖切割時，可以在屏幕上觀察這個過程。信息塔實時反映機床的工作狀態和加工進度，可通過手機查詢。同時，信息塔對現場數據和工具壽命管理進行統計分析，并進行故障報警顯示和在線幫助故障排除。機床操作權限需要指紋確認。
5.機床智能化——測量、監控、補償：機器智能包括在線測量、監控和補償。數控機床的位置檢測和閉環控制是簡單的應用。為了進一步提高加工精度，通過對球桿儀和激光的測量，通過數控系統的輸入補償機床的圓周運動精度和刀頭點的空間位置。未來，數控機床將配備各種微傳感器，監控切削力、振動、熱變形等引起的誤差，自動補償或調整機床的工作狀態，提高機床的工作精度和穩定性。
6.小型化的機床：隨著納米技術和微機電系統的迅速發展，加工微元器件的機床也被提上了議事日程。最小的機床可以放在掌心，一個小工廠可以放在手提箱里。操作員通過手柄和監視器屏幕控制整個工廠的操作。
7.并聯機構的新原理：傳統的機床是將X、Y、Z沿著笛卡爾坐標的3個坐標軸移動，將A、B、C旋轉，并在3個坐標軸上疊加，形成所需的刀具運動軌跡。并聯運動學機床是一種用于空間的連桿機構，用來傳遞主軸部件，形成所需的刀具運動軌跡。并聯機床具有結構簡單緊湊、剛性高、動態性能好等一系列優點。
8.新流程：除了金屬切削和鍛造之外，新的加工方法和工藝層出不窮，機床的概念也在不斷變化。激光加工領域日益擴大。除激光切割和激光焊接外，激光孔加工、激光3d加工、激光熱處理、激光直接金屬制造等應用越來越廣泛。電氣加工、超聲波加工、疊層銑削、快速成型技術、3d打印技術都是眾所周知的。
9.新的結構和新的材料：機床的高速、高精度要求機床結構簡化、輕量化，以減少機床部件運動慣性對加工精度的負面影響，大大提高機床的動態性能。例如，通過有限元分析、箱體結構設計、空心焊接結構或鉛合金材料的使用等方法對機床部件進行拓撲優化。
10.新的設計方法：我國機床的設計和開發方法應盡快從繪圖板二維CAD向三維CAD轉變。三維建模與仿真是現代設計的基礎，是企業技術優勢的源泉。基于此三維設計，進行CAD/CAM/CAE/PDM集成，加快新產品開發速度，確保新產品順利開發。生產和實施產品生命周期管理。
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