机床精度保持性及可靠性相关技术积累不足

发布时间:2020-01-28  发布者:禹创重工机械
机床精度保持性和可靠性是数控机床的重要性能指标。机床精度保持性是指机床在正常的使用条件下,各项精度能够长时间保持在精度要求范围内的能力;可靠性是指机床在规定的特有条件下及规定的时间内,完成规定功能的能力。精度保持性和可靠性对机床的加工质量和效率都有至关重要的影响。经过国家重大专项的科技攻关,国内机床企业的精度保持性和可靠性相关技术取得了一定进展,但与国外先进水平相比还是差距甚远。
机床精度保持性问题在设计、制造和使用3个阶段会因机床类型、结构形式、性能要求和工况特点的不同而不同。根据前期对国产数控机床精度保持性的调研,发现国产机床精度保持性较差,其研究还存在精度保证、精度稳定、精度保持和精度寿命等概念不清晰,或者未定义的问题,导致目前国内还没有一个比较系统的精度保持性研究体系。国外数控机床精度保持性的主要影响因素在于运动部件之间的磨损,相比较而言,国内机床影响精度保持还有更多因素,如铸件铸造应力、装配应力等。在实际调研中发现,国产机床装配过程中,铸件在刮研好精度一段时间之后会发生变形;在工作过程中,装配预紧的螺栓等连接件会在较短时间内出现预紧力下降、连接松动,这都使机床精度及性能发生变化。目前,国产机床应加强对精度保持性机理的基础研究,以及对设计、制造环节中精度保持性关键技术的攻关。
机床可靠性直接影响数控机床
的使用,更影响用户对机床的使用信心。近几年来的市场情况表明,国外数控机床在可靠性方面占有的优越性愈发明显,这也促使国产机床价格优越性正在逐渐丧失殆尽。尽管通过近年来国家技术攻关,数控机床的可靠性指标MTBF从原来的200h提高到1000h,但是国产数控机床的故障率还是居高不下。由于机床制造企业缺乏对机床可靠性的深入研究,技术积累比较少,缺少有关数据参考资料,导致数控机床在加工过程中一旦出现故障后,没有明确的数据参考依据,不能及时处理故障,严重影响机床加工效率。国产机床无论功能、性能如何优良,如果使用过程中故障频发,致使加工不能正常进行,就无法体现其使用价值,这也是导致用户对国产机床缺乏信心的主要原因。
高档数控机床的核心技术
目前,数控机床正向高速、高加速方向发展,部分场合已实现进给速度40m/min,加速度1.5g的工程应用。与此同时,极端工况对机床服役性能要求也越来越高,例如,某航空发动机叶片进出气边大曲率拐角处要求轮廓度亚微米级,某大型整体航空薄壁结构件最薄壁厚小于1mm,加工时要求不能变形。数控机床作为一个运行机理复杂、具备联动功能的机电集成系统,在极端工况下长时间运行,其工作机理和性能会发生变异,从而引发更多的使用问题。显然,此时机床企业若还是依靠静态指标、被动设计和机械式组装模式,就很难满足复杂工况和苛刻精度的使用要求。目前,高档国产数控机床在研制与使用阶段对高速高精度联动控制、复杂工况高效高精度加工、精度保持性和可靠性等方面的核心技术还没有真正掌握,这也导致机床企业所生产的机床性能上不去,高端用户的市场份额占比很小。
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