由于我國的技術(shù)水平和基礎工業(yè)相對其他發(fā)達比較落后,數控機床的性能、水平和性與工業(yè)發(fā)達相比差距還很大。因此,閥門(mén)機床加速進(jìn)行我國數控系統的工程化、商品化攻關(guān),盡快建成與完善我國數控機床和數控產(chǎn)業(yè)成了我國的主要任務(wù)。目前,我國在發(fā)展數控機床業(yè)中存在的主要問(wèn)題主要有以下幾點(diǎn):
缺乏實(shí)事求是的精神,忽視了數控機床本身的技術(shù)特點(diǎn)、發(fā)展規律,沒(méi)有實(shí)事求是地制定數控機床發(fā)展的規劃,自一目性大。
缺乏系統深人的工作難以對各種技術(shù)資料進(jìn)行積累,設計方法陳舊,僅靠類(lèi)比模仿進(jìn)行產(chǎn)品設計,既缺乏機床創(chuàng )新的基本理論,又缺乏豐富的生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗,對自動(dòng)化機床、數控機床的剛度、振動(dòng)、熱變形、噪聲、精度補償等基礎技術(shù)缺乏深人研究,對各類(lèi)機床加工工藝、布局、結構、導軌、卡軸、卡具等應用技術(shù)又缺乏認真試驗,難以創(chuàng )新設計出適銷(xiāo)的產(chǎn)品。
沒(méi)有合理地運用資源,這主要表現在兩點(diǎn):,對于所涉及到的研究所、廠(chǎng)房等沒(méi)有綜合應用、取長(cháng)補短,往往見(jiàn)到的是他們孤軍作戰,而且各單位忙于生存,普遍缺乏深人系統的工作,更沒(méi)有做到生產(chǎn)一代、研制一代、預研一代等可持續的發(fā)展;,機床行業(yè)人員素質(zhì)低,缺乏各方面人才,而且各研究單位、企業(yè)、人才流失嚴重,、設計力量虛弱,往往呈現低效運行狀態(tài)。
我國制造業(yè)大環(huán)境的制約。由于沒(méi)有在范圍內發(fā)展大量大批生產(chǎn)自動(dòng)化,對自動(dòng)化機床的卞機設金!一的基本功較差,而機床的品種結構發(fā)展,全靠主機設計本領(lǐng)加以變化,因此,雙面數控鏜孔機床依靠引進(jìn)和合作生產(chǎn)來(lái)發(fā)展各類(lèi)卞機,至今我國許多、新結構的數控機床大都為合作產(chǎn)品,基本處于仿制階段。缺乏吸引、高素質(zhì)人才創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)的環(huán)境,高速、柔性、機床配套技術(shù)的自主能力低。對技術(shù)重引進(jìn)、輕消化吸收的問(wèn)題仍很突出。“消化”在整個(gè)資金投人中所占的比例相對其他工業(yè)發(fā)達來(lái)講太低。
經(jīng)過(guò)近20年攻關(guān),國產(chǎn)數控機床的性較大的提高,從早期的100多小時(shí)提高到“十五”期末的500多小時(shí)。通過(guò)《數控機床與基礎制造裝備》科技重大專(zhuān)項的實(shí)施,使得專(zhuān)項產(chǎn)品的性普遍達到900h以上,在“十二五”期間的目標是整機達到2000h,基本達到水平,但距5000h的水平仍然存在的差距。
數控機床在其壽命周期內的故障發(fā)生概率是不同的,可用的故障率曲線(xiàn)(俗稱(chēng)浴盆曲線(xiàn))來(lái)表示。
本文對數控機床的性技術(shù)進(jìn)行論述,包括性設計技術(shù)、制造性技術(shù)、性試驗技術(shù)、性評估技術(shù)、早期故障技術(shù)、運行性技術(shù)、性管理技術(shù)等,提出國產(chǎn)數控機床性提升策略。
機床的零部件在運行過(guò)程中承受的載荷分為兩類(lèi):工作載荷和非正常載荷。工作載荷是完成設備功能所的;非正常載荷則是由于設計不當和在制造過(guò)程造成的,例如加工殘余應力、熱應力、受力不均衡、剛度不夠等,非正常載荷會(huì )使零部件的變形加大,造成不正常的磨損和損壞。應力分析的目的就是通過(guò)結構設計使得非正常載荷減少到。
利用熱和結構禍合技術(shù)仿真計算了主軸箱在熱和結構禍合作用下的溫度場(chǎng)及熱變形,建立了某數控車(chē)床主軸箱有限元分析模型,分析確定了主軸部件和主軸箱的熱變形趨勢,為主軸箱的優(yōu)化設計和熱誤差補償奠定了基礎。通過(guò)主軸恒轉速和變轉速熱誤差試驗分析主軸箱溫度場(chǎng)分布及其對主軸熱誤差的影響趨勢,建立龍門(mén)機床誤差元素模型,分析影響機床各坐標軸加工精度的主軸熱誤差分量,并提出結構優(yōu)化、熱平衡、誤差補償建模等3種減少熱誤差的措施。