数控车床技术发展现状及趋势

数控车床技术发展现状及趋势
摘要：数控车床是机电一体化典型的产品，其为集于计算机、自动控制和检测、机械等技术作为一体的自动化设备。

它非常适合加工品种多、小批量和结构繁琐的零部件。

因此，本文深入分析了我国数控车床技术的发展现状，并且探讨了数控车床发展的趋势和方向。

关键词：数控车床；发展现状；趋势
引言
自从二十世纪中期数控技术发展以来，数控机床给机械制造行业带来了巨大变革。

伴随着现代技术和计算机技术的迅速发展，装备制造业对数控机床众多的需求，数控机床应用范围不断的进行扩大，并且不断得以发展，进而更加适合生产加工的基本需求[1]。

目前，我国数控机床得到了一个发展的新机遇，全球经济迅速发展，国内需求拉动效果较为明显。

我国已经全面启动高档数控机床和基础制造装备科技的重大专项。

在数控机床当中，数控车床所占的比例最大、自动化程度最高，并且结构最为复杂的现代化设备[2]。

所以，我们有必要深入分析数控车床技术发展的现状和趋势，进一步带动我国数控车床发展，不断提升我国数控车床技术水平。

1.我国数控车床技术发展现状
1.1高速切削技术
对于高速切削研究和应用来说，我国发展比较晚。

这项技术是在1990年后才引起人们的广泛关注。

当前，国产的高速立、卧式加工中心，工作台的直径范围为320-500mm机床，主轴的转速达到了20000r/min，工作台直径范围为63～1000ram的机床，主轴的转速大于15000r/min[3]。

最近几年时间里，尽管我国高速机床技术得到了迅速进步。

然而，和国外产品向比较还存在比较大的差距，其主要体现在电主轴方面。

国产的电主轴无论是性能、品种和质量都与国外产品有
较大差距，目前高转速、高精度数控机床和加工中心所用的电主轴主要从国外进口。

1.2超精密车削技术
我国超精密机床的研制起步并不太晚，始于1960年代，虽然近几年有了很大发展，但和发达国家相比还有很大差距，主要表现在：超精密非球面车床还不能批量化生产；机床的精度一般比国外要低一个等级；机床精度的保持时间大大低于国外同类产品；精密空气主轴、微位移机构、精密CNC伺服系统、机床热变形和精密恒温控制、结构稳定性和防振隔振技术都呕待深入研究。

目前我国许多大型超精密加工设备主要依赖进口，机床业的发展主要依赖于用进口机床来代替原有机床[4]。

1.3复合加工技术
在复合加工机床研究方面，我国发展比较晚，然而在实践当中应用比较早。

国内用户在得到比较大的回报的时候，也加速了我国机床企业在哟管领域的深入探索[5]。

自从2001年，我国首台五轴车铣中心诞生，到用于航空工业新型飞机制造的五坐标控制、四坐标联动数控纤维缠绕机，再到填补国内空白、可加工大型舰艇螺旋桨的数控七轴五联动车铣复合加工机床验收通过，国产复合加工机床不断推陈出新，但与国外先进的复合加工机床相比，仍然差距很大。

在2009年，“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项设立。

明确我国目前高档数控机床研发的主要技术指标和研究内容。

可以预见，随着数控技术、驱动技术、传动技术等的进一步发展，各种模块化的复合加工机床将会应运而生[6]。

综上所述，我国数控车床技术产业大而不强，还需要加大对机床主机和重要基础元器件的创新力度，加大对数控系统的开发力度，并不断完善、提高机床加工精度和自动化效率，逐步缩小与世界先进水平的差距。

2数控车床及其制造系统发展趋势
伴随着我国网络技术、信息化技术发展越来越快，数控集成系统逐渐完善，进而让数控车床和制造系统表现出下面几种发展趋势。

2.1高速化和高精度化
质量和效率是现代化制造技术方面的主体。

高精度和高速加工技术能够大大提升效率，提升产品档次和质量，降低生产周期，提升市场的竞争水平。

高精度化和高速化主要表现在了运算速度、主轴转速、进给率以及换到的速度高效率方面，CNC控制单位的精细化，采用网格解码器检查和提高加工中心的运动轨迹精度等方面。

目前主轴转速在20000—40000r／min的加T中心越来越普及，一些欧洲的高速加工中心的主轴转速已经达到60000r／rain，转速高达1 60000r／rain以上超高速主轴也正在研制开发中。

2.2多轴联动加工和复合加工
为了更好的完成高精度和高速加工，和其配套功能部件如直线电机和电主轴都得到了迅速发展，其进一步扩大了应用领域。

应用5轴联动来加工三维曲面零件，能够利用道具最佳几何形状来切削，其不但存在较高的光洁度，还大大提升了加工效率。

目前，因为出现了电主轴，进而让实现5轴联动加工复合主轴头的结构更加简化，其大大减小了制造难度和成产的成本，缩短了数控系统的价格。

所以，这进一步促进了复合主轴头类型的5轴联动机床、复合加工机床的不断发展。

2.3智能化、开放式、网络化
利用计算机技术和网络通信技术，机床制造商可以建立机床远程技术支持体系，实现工况信息的传输、存储、查询和显示，以及远程智能诊断。

基于网络连接，机床用户可以及时获得机床制造商的远程技术支持，机床制造商可准确有效地得到用户方的机床：工作状况资料数据，进行机床状态的网络在线诊断，实现车床全生产周期服务的开放式网络监控服务，可以提高售后服务效率，并有助于及时改进产品的质量。

2.4高柔性化
柔性是指数控设备适应加工对象变化的能力。

数控车床发展至今，对象的变化有很强的适应能力，并在提高单机柔性化的同时，朝着单元柔性化和系统柔性
化方向发展。

在数控车床上增加不同容量的刀具库和自动换刀机械手，增加第二主轴和交换作台装置，或配以工业机器人和自动运输小车，以组成新的加工中心、柔性制造单元(FMC)或柔性制造系统(FMS)。

如出现了PLC控制的可调组合机床、多轴数控加T中心、换刀换箱式加工中心。

数控三坐标动力单元等具有柔性的高效加工设备和柔性制造线(FTL)。

2.5绿色化
21世纪的数控车床必须把环保和节能放在重要位置，即要实现切削加一工艺的绿色化。

随着日趋严格的环境与资源约束，制造加工：的绿色化越来越晕要，而我国的资源、环境问题尤为突出。

因此，近年来不厢或少用冷却液、实现干切削或半干切削的节能环保数控车床不断出现，并在不断发展当中。

绿色制造的大趋势将使我国的节能环保车床加速发展，占领更多的世界市场。

3结论
综上所述，我们通过分析数控车床技术不断发展现状和趋势能够看出，，目前我国机床产业存在较为明显的大而不强，进而就需要在国产数控机床发展所面临的新机遇下，加强数控机床创新的强度，不断的对目前车床技术进行完善和改进，力求更好的解决主机大而不强、数控系统和功能部件发展滞后、高档数控车床关键技术差距大、机床可靠性不高、行业整体经济效益差等问题，将培育核心竞争力、自主创新、量化融合以及品牌建设等方面提升到战略高度，从而实现我国由机床工具生产大国向机床工具强国转变。

实现国产中高档数控车床在国内市场占有主导地位等一系列中长期目标。

参考文献
[1]王福印．我国数控车床技术发展的现状与思考[J]．西部大开发(中旬刊)．201i(2)：37．43．
[2]刘强。

李冬茹．国产数控机床及其关键技术发展现状及展望[J]．航空制造技术，2010(IO)：26--30．
[3]张民．我国数控车床业现状和发展[J]．机械工程师，2007(I)：10-11．
[4]邓福铭，卢学军．我国超硬刀具高速切削技术发展现状、问题及前景[J]．硬质合金，2010，27(4)：242—246．
[5]牛景丽，陈东海．现代超精密加工机床的发展与对策[J]．机床与液压，2010，38(2)：94-97．
[6]梁万前．我国机床T具行业发展方向初探一访中国机床工具工业协会[J]．机床与液压，2011，39(10)：1-5．。