数控机床

国内制造业数控机床和高效刀具应发展分析

目前，伴随着现代数字化制造技术的蓬勃发展，以“高精度、高效率、高可靠性和专用化”为特点的现代高效切削刀具，迅速取代传统标准刀具，作为数字化制造系统的最终执行部件，在加工中发挥着“临门一脚”的关键作用。尽管其价格大大高于传统标准刀具。但由于其优良的性能，使加工质量和效率大幅度提高，从而使制造业提高劳动生产率和降低成本，获得更大的收益。

据跨国集团发表的资料统计，全球制造业每年的切削加工费用，达到4000亿美元以上，其中刀具费用为200亿美元左右。发达国家制造业近年来大量采用现代高效切削刀具来提高劳动生产率，每年为制造业节约成本达1000亿美元，远远高于在刀具上的投入。所以，各国都把发展现代高效刀具，作为提高制造业竞争力的重要手段。“切削刀具在加工过程中是生产力，不是消耗品”这个观念，在发达国家已形成共识，切削刀具消费在制造业成本中的比重达到3％～4％。而中国制造业，多数企业仍依靠廉价劳动力作为降低成本的主要手段，而较少关注通过改进加工手段提高效率来节省费用，所以中国制造业的刀具消费水平普遍较低，仅占制造成本的1％～2％。

另一个值得关注的事实是：在德、美、日等制造业强国，现代数控机床和高效刀具互相协调、平衡发展的规律十分明显，目的是为制造业提供一个充分发挥装备潜力的最佳配置和解决方案。在发达国家，经济稳定发展的正常年份，每年的刀具消费规模，大体稳定在机床消费的1／2左右。例如，机床年消费额在60亿美元时，刀具消费一般都在30亿美元上下。只有在经济衰退的年份，由于投资规模的收缩，这个比例才会发生变化。但是，发达国家这种机床工具协调发展的规律性在中国并未出现。特别是最近10年，中国制造业发展中机床消费一马当先，把刀具消费远远抛在后面，这种奇怪的现象已经成为中国机床工具行业发展的特点。如：2010年，中国机床消费达到了285亿美元的创纪录水平。同年刀具消费为50亿美元，刀具消费仅为机床消费的18％。大大低于发达国家50％左右的水平。

数控机床专业就业前景

发布日期：2010-8-10 | 阅读次数：4046

随着生产和科学技术的飞速发展，社会对机械产品多样化的要求日益强烈，产品更新越来越快，多

品种、中小批量生产的比重明显增加，同时随着汽车工业和轻工业消费品的高速增长，机械产品的结

构日趋复杂，其精度日趋提高，性能不断改善，激烈的市场竞争要求产品研制生产周期越来越短，传

统的加工设备和制造方法已难以适应这种多样化、柔性化、高效和高质量复杂零件加工要求。因此，

对制造机械产品的生产设备——机床，必然会相应地提出高效率、高精度和高自动化的要求。在

机械产品中，单件与小批量产品占到70%——80%。这类产品的生产不仅对机床提出了“三高”要求，

而且还要求机床应具有较强的适应产品变化的能力。特别是一些由曲线、曲面组成的复杂零件，若采

用通用机床加工，只能借助画线和样板用手工操作的方法来加工，或利用靠模和仿型机床来加工，其

加工精度和生产效率都受到了很大的限制。数控机床就是为了解决单件、小批量，特别是高精度、复杂型面零件加工的自动化并保证质量要求而产生的。1947年美国PARSONS公司为了精确制造直

升飞机机翼、浆叶和框架，开始探讨用三坐标曲线数据控制机床运动，并进行实验加工飞机零件。1952

年麻省理工学院（MIT）伺服机构研究所用实验室制造的控制装置与辛辛那提（Cincinnati Hydrotel）

公司的立式铣床成功的实现了三轴联动数控运动，实现控制铣刀连续空间曲面加工，它综合应用了电

子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构等多方面的技术成果，是一种新型的机床，

可用于加工复杂曲面零件。该铣床的研制成功是机械制造行业中的一次技术革命，使机械制造业的发展进入了一个崭新的阶段，揭开了数控加工技术的序幕。数控机床的定义，国际信息处理联盟IFIP(International Federation of Information Processing) 将其定义为：数控机床是一种装有程序控制的机床，机床的运动和动作按照这种程序系统发出的特定代码和符号编码组成的指令进行。国标

GB8129—1987将“数控”定义为：用数字化信息对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。

数控机床的发展趋势

数控机床自上世纪50年代问世到现在的半个世纪中，数控机床的品种得以不断发展，几乎所有机床都实现了数控化。目前，已经出现了包括生产决策、产品设计及制造和管理等全过程均由计算机集成管理和控制的计算机集成制造系统CIMS（Computer Integrated Manufacturing System），以实现工厂生产自动化。数控机床的应用领域已从航空工业部门逐步扩大到汽车、造船、机床、建筑等机械制造行业，出现了金属成型类数控机床、特种加工数控机床，还有数控绘图机、数控三坐标测量机等。

1. 高精度化普通级数控机床加工精度已由原来的±10μm,提高到±5μm和±2μm，精密级从±5μm提高到±1.5μm。

2. 高速度化提高主轴转速是提高切削速度的最直接方法，现在主轴最高转速可达50000r/min，进给运动快速移动速度达30-40m/min。

3. 高柔性化由单机化发展到单元柔性化和系统柔性化，相继出现柔性制造单元（FMC）,柔性制造系统（FMS）,和介于二者之间的柔性制造线（FTL）。

4. 高自动化数控机床除自动编程，上下料、加工等自动化外，还在自动检索、监控、诊断、自动对刀、自动传输的方面发展。

5. 复合化包含工序复合化，功能复合化，在一台数控设备上完成多工序切削加工（车、铣、镗、钻）

6. 高可靠性系统平均无故障时间MTBF由80年代10000h提高到现在的30000h，而整机的MTBF也从100～200h提高到500～800h。

7. 在智能化网络化方面也得到较大发展现已出现了通过网络功能进行的远程诊断服务。

数控机床的特点

加工精度数控机床是按数字形式给出的指令进行加工的。目前数控机床的脉冲当量普遍达到了0.001mm，而且进给传动链的反向间隙与丝杠螺距误差等均可由数控装置进行补偿，因此，数控机床能达到很高的加工精度。对加工对象的适应性强在数控机床上改变加工零件时，只需从新编制（更换）程序，输入新的程序就能实现对新的零件的加工，这就为复杂结构的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的便利。自动化程度高，劳动强度低数控机床对零件的加工是按事先编好的程序自动完成的，操作者除了安放穿孔带或操作键盘、装卸工件、关键工序的中间检测以及观察机床运行之外，不需要进行繁杂的重复性手工操作，劳动强度与紧张程度均可大为减轻，加上数控机床一般都具有较好的安全防护、自动排屑、自动冷却和自动润滑装置，操作者的劳动条件也大为改善。生产效率高数控机床主轴的转速和进给量的变化范围比普通机床大，因此，数控机床每一道工序都选用最有利的切削用量。由于数控机床的结构刚性好，因此允许进行大切削量的强力切削，这就提高了数控机床的切削功率，节省了机动时间。数控机床更换被加工零件时几乎不需要重新调整机床，故节省了零件安装、调整时间。数控机床加工质量稳定，一般只做首件检验和工序间关键尺寸的抽样检验，因此节省了停机检验时间。良好的经济效益在单件、小批量生产的情况下，使用数控机床加工，可节省划线工时，减少调整、加工和检验时间，节省了直接生产费用；使用数控机床加工零件一般不需要制作专用夹具，节省了工艺装备费用；数控机床加工精度稳定，减少了废品率，使生产成本进一步下降。有利于现代化管理采用数控机床加工，能准确地计算出零件加工工时和费用，并有效地简化了检验夹具、半成品的管理工作，这些特点都有利于现代化的生产管理。

数控机床的组成

数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床本体组成

数控机床的分类

1，按加工工艺方法分类普通数控机床为了不同的工艺需要，普通数控机床有数控车床、铣床、钻床、镗床及磨床等，而且每一类又有很多品种。数控加工中心数控加工中心是带