数控车床技术发展现状及趋势

匡升权

南兴装备股份有限公司

数控车床技术发展现状及趋势

匡升权

南兴装备股份有限公司

当前的机床制造产业不仅面对着因为机械制造需求的加大而引起的设备发展的机遇，还面临着中国加入世贸后巨大的国际竞争压力，因此要想保证机床制造产业能够稳定健康地向上发展，就必须要加大对数控车床技术的研究力度。本文从国内外数控车床技术的发展现状入手，着重探讨了目前我国数控车床技术发展存在的问题和未来数控车床技术发展的趋势。

数控车床；发展现状；未来趋势

引言

数控车床技术的应用使机械制造产业产生了翻天覆地的变化，另一方面，经济发展使制造业对于数控机床的需求数量进一步加大，计算机应用技术也日益渗透到工业生产中，这些因素在无形中进一步扩大了数控机床的应用领域，使其获得持续的发展以满足社会生产的需要。因此，对局势做出正确的判断并加强对数控机床的研究就变得尤为重要。

1.数控车床技术发展现状

1.1 国外发展现状

发达国家有相对久远的数控机床研究历史，他们的数控机床技术具有如下特点：高速度、高精度是其数控车床技术的主流；多任务、多轴加工的数控机床应用领域越来越广泛；数控车床智能化，管理者能够通过智能化加工和监测系统实时对车床工作状况进行监测，在故障发生前将其扼杀于摇篮，提高数控机床的工作效率；现在的车床生产技术可以用很少的时间做好对机床的补偿测量，相比以前传统的测量方式大大提高了效率；多轴、多任务数控机床由目前最先进的CADCAM技术做支撑，大大提升了机床的工作效率。国外的数控机床制造企业着力点很均匀，不仅着重机床的生产制造，同时也会花费大量的精力投入研究更高精度和更高效率的数控机床，这正是我们应该借鉴学习之处。

1.2 国内发展现状

从发展初期到目前来看，整体发展仍然处于相对落后的情况。目前我们生产的经济性卧式数控车床价格相对较低，机械设备的费用投入相对不多，仅仅能够支撑企业早期发展的需要。普及型数控车床和立式数控车床使我国车床制造行业获得了大众的认可，能够满足用户的基础需求。从中国数控车床的发展进程来看，虽然已获得了一定的成就但是与发达国家相比还是存在一定的差距，比如说：我国低档数控车床产能过剩而高档产品产能却跟不上去；我国的科技基础不够扎实，缺乏创新；产品质量相对较差，后续服务也跟不上。

2.目前国内数控车床技术发展呈现的问题

虽然我国近年来在数控车床技术方面有了很大发展，但与发达的技术水平相比仍存在明显的差距，且制造的数控车床质量不稳定，产品质量水平波动较大。随着经济贸易全球化的发展，国外优秀的数控机床制造企业所生产的高水平数控机床涌入我国，占据了大量的市场份额。我国机床制造企业应当开始奋起追击，改进深层次的技术问题，提高自身产品的可靠性和安全性，提高数控机床的精确度，减少与发达国家数控机床产品质量的差距。

3.未来数控车床技术发展趋势与方向

3.1 高速、高精度化

由于直线电机技术以及高速精密滚珠丝杠等技术的迅速进步，现代数控机床正迈向高速化的道路，数控机床的主轴转速日益变大，移动速度也逐渐加快。社会生产厂家只有对低端配置的车床和大型车床才使用交流伺服电机，一般车床均使用电主轴的结构形式。由于内置电机缺少中间传动结构，这就造成主轴的转动速度比传统的主轴转动速度高出了大概四分之一，另一方面又使输出恒功率比能达到4-8，这就使得某一种主轴适用的工具直径范围变大。另外，30m ain的移动速度是利用滚动导轨时数控机床的行标，利用滑动导轨的移动速度行业标准大概是20-25m ain。由于高精度现代数控系统功能的加强，纳米级以及以上更精细的控制成为了市场的主流，数控机床加工的表面水平有了很大加强。另外数控机床使用过程中的热变形会对产品的加工精度造成影响，如何控制机床的热变形也是当前很多机床制造厂家关注的重心。当前厂家应用最多的控制热变形的技术手段大致如下：机床热变形系统补偿技术、液压站和变压器等热阻隔、导轨和主轴箱的自主冷却等。

3.2 多轴联动加工及复合加工

由于社会生产中高效率的生产目标，使得厂家生产出的数控机床应该具备一次性装夹完成尽量多道工序的功能，这就使数控机床配置动力刀塔和拥有铣削能力成为必备条件，这两种技术可满足普通轴类件的要求。多轴联动加工以及复合加工正在悄无声息地改变人们对于传统数控机床的划分认知。现在的高端车床主要的复合化结构为配置双主轴、双刀塔等。同时配置有Y轴和B轴的数控车床则具备接近加工中心的铣削能力，可以用来加工复杂零件。

3.3 智能化、网络化与开放化

通过计算机网络通信技术，数控机床的制造厂家能够建立起机床的远程技术支持体系，实现工程状况信息的实时传输、查询和显示，还能实现对数控机床运行状况的远程智能监控和诊断。由于计算机网络的方便快捷，数控机床的使用对象能够尽快得到机床生产商的技术支持，数控机床的制造厂家也能够获取大量的用户使用数据，从而方便机床生产厂家进一步对自己的产品进行分析、改善，也有利于提高机床制造厂家的售后服务效率。

3.4 绿色化

二十一世纪以来，各行各业都将环保和节能作为自身企业谋求发展的同时越来越重视的方面，数控机床也同样不例外，力争要达到切削加工技术的绿色化。由于我国环境越来越恶劣，资源越来越少，制造加工过程的绿色化也日趋关键。企业认识到问题的严重性，这些年来也大大减少了冷却液等环境有害物的使用，尽量利用干切削和半干切削来进行数控机床的生产，这就是数控机床绿色化生产的一个方面，并且目前机床制造厂家还在不断的探索新的节能方法来加快绿色化进程。

结语

综上所述，我国数控机床的需求量虽然很大，但总体技术水平偏低，高端产品供不应求，市场大而不强，这就为企业加强自身科研创新力度、改善自身产品顺应时代发展提出了更高层次的要求。国产数控机床日后的重心应当尽力放在提升主机性能、提升数控系统和功能部件上，缩小乃至超越发达国家制造的数控机床，增强国产数控机床的可靠性和安全性，提升数控机床的工作效率和整体行业的经济效益，提升自身企业的核心竞争力。

[1]鲁国军.数控车床更新的历史性技术研究以及应用[J].硅谷, 2013,11:1+5.