【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 價(jià)促銷； （ 2） 高技術(shù)水平、全功能產(chǎn)品主要靠進(jìn)口； （ 3） 配套的高質(zhì)量功能部件、數(shù)控系統(tǒng)附件主要靠進(jìn)口； （ 4） 應(yīng)用技 術(shù)水平較低，聯(lián)網(wǎng)技術(shù)沒有完全推廣使用； 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 3 （ 5） 自行開發(fā)能力較差，相對(duì)有較高技術(shù)水平的產(chǎn)品主要靠引進(jìn)圖紙、合資生產(chǎn)或進(jìn)口件組裝。 第二節(jié) 數(shù)控技術(shù)經(jīng)歷的一些階段 當(dāng)今世界工業(yè)國(guó)家數(shù)控機(jī)床的擁有量反映了這個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)能力和國(guó)防實(shí)力。目前我國(guó)是全世界機(jī)床擁有量最多的國(guó)家（近 300 萬臺(tái)），但我們的機(jī)床數(shù)控化率僅達(dá)到 1． 9％左右，這與西方工業(yè)國(guó)家一般能達(dá)到 20％的差距太大。日本不到 80 萬臺(tái)的機(jī)床卻有近 10 倍于我國(guó)的制造能力。數(shù)控化率低，已有數(shù)控機(jī)床利用率、開動(dòng)率低，這是發(fā)展我國(guó) 21 世紀(jì)制造業(yè)必須首先解決的最主 要問題。每年我們國(guó)產(chǎn)全功能數(shù)控機(jī)床 3000～ 4000 臺(tái)，日本 1 年產(chǎn) 5 萬多臺(tái)數(shù)控機(jī)床，每年我們花十幾億美元進(jìn)口 7000～ 9000 臺(tái)數(shù)控機(jī)床，即使這樣我國(guó)制造業(yè)也很難把行業(yè)中數(shù)控化率大幅度提上去。因此，國(guó)家計(jì)委、經(jīng)貿(mào)委從 “ 八五 ” 、 “ 九五 ” 就提出數(shù)控化改造的方針，在 “ 九五 ” 期間，我協(xié)會(huì)也曾做過調(diào)研。當(dāng)時(shí)提出數(shù)控化改造的設(shè)備可達(dá) 8～ 10 萬臺(tái)，需投入 80～ 100 億資金，但得到的經(jīng)濟(jì)效益將是投入的 5～ 10 倍以上。因此，這兩年來承擔(dān)數(shù)控化改造的企業(yè)公司大量涌現(xiàn)，甚至還有美國(guó)公司加入。 “ 十五 ” 剛剛開始，國(guó)防科工委就明確提出 了在軍工企業(yè)中投入 6． 8 億元，用于對(duì) 1． 2～ 1． 8 萬臺(tái)機(jī)床的數(shù)控化改造。 數(shù)控技術(shù)經(jīng)過 50 年的 2 個(gè)階段和 6 代的發(fā)展： 第 1 階段：硬件數(shù)控（ NC） 第 1 代： 1952 年的電子管 第 2 代： 1959 年晶體管分離元件 第 3 代： 1965 年的小規(guī)模集成電路 第 2 階段：軟件數(shù)控（ CNC） 第 4 代： 1970 年的小型計(jì)算機(jī) 第 5 代： 1974 年的微處理器 第 6 代： 1990 年基于個(gè)人 PC 機(jī)（ PC－ BASEO） 第 6 代的系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)主要有： （ 1） 元器件集成度高，可靠性好，性能高，可靠性已可達(dá)到 5 萬小時(shí)以上； （ 2） 基于 PC 平臺(tái)，技術(shù)進(jìn)步快，升級(jí)換代容易； （ 3） 提供了開放式基礎(chǔ)，可供利用的軟、硬件資源豐富，使數(shù)控功能擴(kuò)展到很寬的領(lǐng)域（如 CAD、 CAM、 CAPP，連接網(wǎng)卡、聲卡、打印機(jī)、攝影機(jī)等）； （ 4） 對(duì)數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠來說，提供了優(yōu)良的開發(fā)環(huán)境，簡(jiǎn)化了硬件。 成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校成教院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 4 目前，國(guó)際上最大的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠是日本 FANUC 公司， 1 年生產(chǎn) 5 萬套以上系統(tǒng)，占世界市場(chǎng)約 40％左右，其次是德國(guó)的西門子公司約占 15％以上，再次是德海德漢爾，西班牙發(fā)格，意大利菲地亞，法國(guó)的 NUM，日本的三菱、安川。 國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)廠家主要有 華中數(shù)控、北京航天機(jī)床數(shù)控集團(tuán)、北京凱恩帝、北京凱奇、沈陽藝天、廣州數(shù)控、南京新方達(dá)、成都廣泰等，國(guó)產(chǎn)數(shù)控生產(chǎn)廠家規(guī)模都較小，年產(chǎn)都還沒有超過 300～ 400 套。 第三節(jié) 數(shù)控技術(shù)近 10年 取得的 成果 近 10 年數(shù)控機(jī)床為適應(yīng)加工技術(shù)發(fā)展，在以下幾個(gè)技術(shù)領(lǐng)域都有巨大進(jìn)步。 一、 高速化 由于高速加工技術(shù)普及，機(jī)床普遍提高各方面速度，車床主軸轉(zhuǎn)速由 3000～4000r／ min 提高到 8000～ 10000r／ min，銑床和加工中心主軸轉(zhuǎn)速由 4000～8000r／ min 提高到 12021r／ min、 24000r／ min、 40000r／ min 以上 快速移動(dòng)速度由過去的 10～ 20m／ min 提高到 48m／ min、 60m／ min、 80m／ min、 120m／ min在提高速度的同時(shí)要求提高運(yùn)動(dòng)部件起動(dòng)的加速度，其已由過去一般機(jī)床的0． 5G（重力加速度）提高到 1． 5～ 2G，最高可達(dá) 15G，直線電機(jī)在機(jī)床上開始使用，主軸上大量采用內(nèi)裝式主軸電機(jī)。 二、 高精度化 數(shù)控機(jī)床的定位精度已由一般的 0． 01～ 0． 02mm 提高到 0． 008mm 左右，亞微米級(jí)機(jī)床達(dá)到 0． 0005mm 左右，納米級(jí)機(jī)床達(dá)到 0． 005～ 0． 01μm ，最小分辨率為 1nm（ 0． 000001mm）的數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床已有產(chǎn)品。 數(shù)控中兩軸以上插補(bǔ)技術(shù)大大提高，納米級(jí)插補(bǔ)使兩軸聯(lián)動(dòng)出的圓弧都可以達(dá)到 1μ 的圓度，插補(bǔ)前多程序段預(yù)讀，大大提高插補(bǔ)質(zhì)量，并可進(jìn)行自動(dòng)拐角處理等。 三、 復(fù)合加工、新結(jié)構(gòu)機(jī)床大量出現(xiàn) 如 5 軸 5 面體復(fù)合加工機(jī)床， 5 軸 5 聯(lián)動(dòng)加工各類異形零件。也派生出各新穎的機(jī)床結(jié)構(gòu)，包括 6 軸虛擬軸機(jī)床，串并聯(lián)鉸鏈機(jī)床等。采用特殊機(jī)械結(jié)構(gòu)，數(shù)控的特殊運(yùn)算方式，特殊編程要求。 四、 高效特殊功能刀具的使用 使用各種高效特殊功能的刀具使數(shù)控機(jī)床 “ 如虎添翼 ” 。如內(nèi)冷鉆頭由于使高壓冷 卻液直接冷卻鉆頭切削刃和排除切屑，在鉆深孔時(shí)大大提高效率。加工鋼件切削速度能達(dá) 1000m／ min，加工鋁件能達(dá) 5000m／ min。 五、 數(shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 5 數(shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理，已是使用數(shù)控機(jī)床的基本要求，它不僅是提高數(shù)控機(jī)床開動(dòng)率、生產(chǎn)率的必要手段，而且是企業(yè)合理化、最佳化利用這些制造手段的方法。因此，計(jì)算機(jī)集成制造、網(wǎng)絡(luò)制造、異地診斷、虛擬制造、異行工程等等各種新技術(shù)都在數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)上發(fā)展起來，這必然成為 21 世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要潮流 ，構(gòu)成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系，從而實(shí)現(xiàn)集成化、智能 化、網(wǎng)絡(luò)化。 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 。 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 6 第三章 數(shù)控 技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)（ IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢(shì)。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢(shì)來看，其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面。 第一節(jié) 高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢(shì) 效率、質(zhì)量 是先進(jìn)制造技術(shù)的體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為 5 大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)（ CIRP）將其確定為21 世紀(jì)的中心研究方向之一。 在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn) 30 萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是 40 秒 /輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點(diǎn)問題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對(duì)這些筋、壁進(jìn)行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料 “ 掏空 ”的方 法來制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來替代多個(gè)零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對(duì)加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。 從 EMO2021 展會(huì)情況來看，高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá) 80m/min，甚至更高，空運(yùn)行速度可達(dá) 100m/min 左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國(guó)的上海通用汽車公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。美國(guó)CINCINNATI 公司的 HyperMach 機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá) 60m/min，快速為 100m/min，加速度達(dá) 2g，主軸轉(zhuǎn) 速已達(dá) 60 000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件，只用 30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需 3h，在普通銑床加工需 8h；德國(guó) DMG 公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達(dá) 12*!000r/mm 和 1g。 在加工精度方面，近 10 年來，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由 10μm 提高到 5μm ，精密級(jí)加工中心則從