数控技术发展趋势

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1、数控技术和装备发展趋势浅析1对我国数控技术及其产业发展的基本估计我国数控技术起步于1958年，近50年的发展历程大致可分为3个阶段：第一阶段从1958年到1979年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段，由于改革开放和国家的重视，以及研究开发环境和国际环境的改善，我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间，即实施产业

2、化的研究，进入市场竞争阶段。在此阶段，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达50%,配国产数控系统(普及型)也达到了10%。纵观我国数控技术近50年的发展历程，特别是经过4个5年计划的攻关，总体来看取得了以下成绩。(a)奠定了数控技术发展的基础，基本掌握了现代数控技术。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术，其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础，部分技术已商品化、产业化。(b)初步形成了数控产业基地。在攻关成果和部分技术商品化的基础上，建立了诸如华屮数控、航天数控等

3、具有批量生产能力的数控系统生产厂。兰州电机厂、华屮数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基木形成了我国的数控产业基地。(c)建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。虽然在数控技术的研究开发以及产业化方而取得了长足的进步，但我们也要清醒地认识到，我国高端数控技术的研究开发，尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快，但横向比(与国外对比)不仅技术水平有差距，在某些方面发展速度也有差距，即一些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。从国际上

4、来看，对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下。(a)技术水平上，与国外先进水平大约落后10〜15年，在高精尖技术方而则更大。(b)产业化水平上，市场占有率低，品种覆盖率小，还没有形成规模生产；功能部件专业化生产水平及成套能力较低；外观质量相对差；可靠性不高，商品化程度不足；国产数控系统尚未建立自己的品牌效应，用户信心不足。2效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此口本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会(CIRP)将其确定为21世纪的中心研究方

5、向之一。在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/俩，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的钏钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提岀了高速、高精和高柔性的要求。从EM02001展会情况来看，高速加工中心进给速度可达80m/min,甚至更高，空运行速度可达lOOm/m

6、in左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min,快速为100m/min,力腿度达2g,主轴转速已达60000r/mino加工一薄壁飞机零件，只用30min,而同样的零件在一般高速铳床加工需3h,在普通铳床加工需8h；德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和lg。在加工精度方面，近10年來，普通级数控机床的加工精度已由lOum提高到5um,精密级加工中心则从3〜5um,提高到1〜1

7、.5um,并II超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01um)o在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值己达6000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。2.25轴联动加工和复合加工机床快速发展采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铳刀进行高速铳削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴

8、联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原