汽車與航空制造業(yè)為數(shù)控機(jī)床發(fā)展提供新機(jī)遇

數(shù)控機(jī)床已成為機(jī)床消費的主流，預(yù)計2015年數(shù)控機(jī)床消費仍將超過60億美元，臺數(shù)將超過10萬臺。汽車制造業(yè)的高速發(fā)展為機(jī)床行業(yè)的發(fā)展提供了難得機(jī)會。預(yù)計2020年，我國的汽車產(chǎn)量將可達(dá)1800萬輛，國家要求屆時汽車制造所需高端數(shù)控機(jī)床有80%來自國內(nèi)。有關(guān)專家認(rèn)為，今后10年正是我國發(fā)展國產(chǎn)汽車裝備的最佳和最后戰(zhàn)略機(jī)遇期。

航空制造業(yè)的發(fā)展也為數(shù)控機(jī)床提供了發(fā)展機(jī)遇，但是由于航空產(chǎn)品零部件的形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜、材料多種多樣、加工精度要求嚴(yán)格，對數(shù)控機(jī)床設(shè)備提出了以下需求：

1.對高速、高效數(shù)控設(shè)備的需求：在航空零部件加工中，高速切削正在被大量應(yīng)用，目前，高速加工的切削速度為常規(guī)切削的5～10倍，航空零件切削加工現(xiàn)場配備的高速銑削設(shè)備主軸轉(zhuǎn)速已經(jīng)達(dá)到24000r/min。高速切削，首先是高的速度，即高的主軸轉(zhuǎn)速，另一方面，又應(yīng)有高的進(jìn)給速度，為了提高效率，機(jī)床還要具有快速移動、快速換刀、高的主軸加速度和進(jìn)給加速度，高速切削加工技術(shù)是對數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)及材料、機(jī)床設(shè)計制造技術(shù)、高速主軸系統(tǒng)、快速進(jìn)給系統(tǒng)、高性能CNC控制系統(tǒng)都提出了較高的要求。數(shù)控機(jī)床廠家在保證加工精度的前提下，提高機(jī)床切削速度是適應(yīng)航空零件加工的一個方向。

2.對多功能的多軸數(shù)控加工中心的需求：隨著飛機(jī)產(chǎn)品飛行性能的提高，對現(xiàn)代航空零件加工精度的要求也逐步嚴(yán)格，復(fù)雜形狀表面的精度誤差從早期的±（0.15～0.3）mm已經(jīng)提高到±（0.08～0.12）mm，表面粗糙度從Ra6.4～1.6提高到Ra1.6～0.8。對于以機(jī)翼梁、機(jī)身框、翼肋及壁板為典型代表的飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)件，以及以機(jī)匣、整體葉盤、葉片以及軸、盤為典型代表的航空發(fā)動機(jī)零件，既要保證零件的表面質(zhì)量，又要保證加工的位置精度和形狀精度，這些零件，一般都要求一次裝卡，一次定位加工成型，只有多軸聯(lián)動的加工中心，才能滿足上述要求。在目前，對于航空零部件，五軸聯(lián)動的數(shù)控銑床以及具有五坐標(biāo)聯(lián)動控制、轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)的數(shù)控機(jī)床等復(fù)合設(shè)備的需求增加。

3.對數(shù)控機(jī)床適應(yīng)信息技術(shù)發(fā)展的需求：隨著CAD、CAPP、CAM等信息技術(shù)的發(fā)展、為提高加工效率，許多企業(yè)都成立了數(shù)控編程中心，數(shù)據(jù)傳輸、模塊化設(shè)計以及成組加工技術(shù)對數(shù)控機(jī)床的硬件設(shè)計提出了更高的要求，另外，由于航空材料多為貴重稀有金屬或復(fù)合材料，虛擬切削加工技術(shù)將會得到進(jìn)一步應(yīng)用，所謂虛擬切削加工技術(shù)就是在對零件幾何參數(shù)、材料物理性能、加工過程切削參數(shù)以及加工物理過程（受力變形、熱變形等）進(jìn)行全面物理建模的基礎(chǔ)上，利用計算機(jī)數(shù)值仿真技術(shù)對加工過程的動態(tài)情況和加工結(jié)果進(jìn)行實際綜合分析的一種新興技術(shù)。它對數(shù)控機(jī)床的軟、硬件提出了更高的要求，要求根據(jù)NC加工機(jī)床的實際狀況用NC代碼驅(qū)動虛擬加工環(huán)境中的NC機(jī)床進(jìn)行虛擬切削加工，它能描述刀具的真實運動軌跡，完成碰撞、干涉檢查，還可逼真地描述加工后工件的形位誤差、幾何尺寸誤差和表面粗糙度等屬性，并將虛擬成品零件與設(shè)計零件進(jìn)行比較，如零件精度不能滿足設(shè)計要求，則可對工藝參數(shù)（進(jìn)給量、切削速度等）或工件裝卡方式進(jìn)行調(diào)整改進(jìn)，如有必要還可對零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行完善，以提高其可加工性。

航空零部件的高精度、高可靠的要求促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床制造技術(shù)的提高，數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展也推進(jìn)了航空制造業(yè)的進(jìn)步。

來源：中國數(shù)控機(jī)床網(wǎng)

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