高精度工具機的製造難度在哪裡?

用戶5528982675


首先我們簡單瞭解一下,對高精度機床的功能要求,其實最基本的兩點就是

1.高精度

2.高穩定性和可靠性

那麼要滿足這兩點要求需要克服哪些困難呢?

機床的精度取決於每個軸上給定方向的運動精度,就是說‘指哪打哪’,並且每次給出指令都能做到,這就要求很高了。我們知道從指令到執行,這中間是經歷很多元器件的,每一個元器件的執行誤差是會積累的,中間有任何一個元件有誤差,就會影響最終的精度。


1.首先接到指令的是伺服電機(對於數控來講,或者精度不高用步進電機),伺服電機的精度主要由編碼器和控制器決定,伺服電機自身就是一個閉環系統,接到指令--執行--編碼器測量--到位置反饋給控制器--停止,其實這個不是這麼簡單,電機軸是有慣性的,到位置在停止就來不及了,是會超過指定轉角的,怎麼辦,就需要建立一套考慮軸轉動慣量和轉速的控制算法準確的控制電機的轉速或轉角位置。



2.伺服電機把旋轉運動傳遞給絲槓,精度不太高的用滾珠絲槓,精度高的用行星滾柱絲槓,這種行星滾柱絲槓加工精度要求太高了,據說只有瑞士有一家做的最好。



3.絲槓只是把旋轉運動變成了直線運動(進給),保證了軸向的精度,運動受到了徑向力怎麼辦,還需要導軌,導軌的直線度精度都要求非常之高,以至於我們大部分從日本或臺灣進口。要求精度再高就要用靜壓氣浮導軌了,這個精度更沒發說了,這麼說吧,大部分三座標測量儀都是用的氣浮導軌。



4.主軸的旋轉總要用軸承吧,軸承的精度和剛度也是繞不過去的坎,高精度的軸承加工有多難我說不清,只是知道有一些高精度軸承歐美是禁止出口給我們的。





5.再說說高精度機床的控制系統,控制系統是給各個軸發送指令的,就是我這個零件外形是這樣的,你怎麼通過各個軸的運動配加工到我想要的形狀和精度,我們知道直線和圓弧都有插補算法,空間曲面的加工也是需要一定的算法來完成的,這就需要控制系統算法設計來實現了。


6.最後再說說穩定性吧,這是個系統工程,機床床身是否完全去應力時效,機床基礎是否安裝合理等都會影響床身是否會變形。


機械液壓論壇


迷彩虎軍事為您回答。其實現代機床的研製與生產體系涉及冶金、機械製造、電子等諸多領域,哪一個環節弱都不行。沒個幾十年的技術積澱是不行的。新中國成立之後至今,國內使用的高性能機床基本上都是從德國、美國、日本這些機床強國進口的。雖然期間一直有國產機床不斷問世,但精度和使用壽命遠遠不夠,主要是以彌補進口機床數量不足的配角而存在。此前,日本就聲稱沒有了他們的機床,中國是造不出航母的。

中國從上世紀90年代就成為全球第一數控機床進口國,進口的機床養肥了德、日、美全部的機床強國,最後卻沒撈著好。幾十年來,西方一直拿尖端機床卡中國的脖子。要麼直接不賣,要麼賣給你之後全程監控,就害怕被中國人用來生產武器。而且,西方給中國賣機床,是把軟件和單機分開賣的,比如利勃海爾數控系統16個軟件包,200萬至300萬的總價就相當於一臺5軸聯動機床,如此暴利簡直是“打劫”。就這人家還不好好給你賣。

為了減少對國外機床的依賴,我國從2013年起大幅減少從日本進口機床,並積極扶持國產機床。然而高端機床不能自給,最終還是得向歐洲採購。與外國頂級機床相比,國產機床主要還是使用壽命偏短,精密程度無法滿足高端製造業。為了摘掉中國製造大國,機床小國的帽子,我國出臺了一系列提升國產機床的政策,要求國內機床廠商每年的研發費用絕對不能低於銷售額的5%,規劃到2020年,中國航空航天、船舶、汽車和發電設備製造業使用的高檔數控機床中,國產機床的比例要提高到70%。目前,我國已經能夠造出9軸數控機床,能夠加工潛艇裝備的高性能螺旋槳。

但成績歸成績,我們仍不得不正視這樣一個嚴肅的事實,國產的中高端數控機床儘管數量明顯增加,但其中的關鍵功能部件仍是進口的。這也造成了中國出口數控機床平均單價僅有3萬美元,和西方動輒十幾萬、二十幾萬美元的售價相比,完全就是白菜價。究其原因,還是在於國產機床附加值較低,沒有掌握高端數控機床核心技術。


迷彩虎軍事


肯定在測量環節,如果測量不能精準,怎麼加工精度都打不到標準。建議使用東莞塔雷斯機床測頭,可精確定位到0.001毫米進行測量,讓機床測量更加精確,而且這種機床測頭還能自動補償機床精度,提高機床加工精度。可以說機床測頭是現代數控機床提高機床加工精度和效率的最為重要的機床附件。






守護倫


首先從大型的機床,數控加工中心說起,數控機床領域是中國製造的一個痛點,首先臥式加工中心分為底座,立座,主軸, 底座和立座上都有導軌,中國的導軌精度達不到更高的要求,日本FANIC,德國西門子在這一塊更好,中國的國產加工中心基本是用別人的系統,絲桿,導軌, 因為國產的傳動精度,伺服電機扭矩等到不到要求, 所以中國離製造強國還有很長一段距離,一臺國產機床的成本中,有百分之二十到三十要交給國外, 還有更致命的地方,日本機床系統是可以通過遠端自鎖的,意味著一旦碰到戰爭,我們很可能受制於人,別人遠端關你的機床,或者調整你的參數精度,就會對你的生產產生極大影響。說的有點亂,但是在這行的人應該都比較瞭解, 還有國家應該提高裝備製造業從業人員的工資, 內地的資深機床設計師月薪都不超過五千, 你說這個讓人怎麼專研?我就是因為薪資問題逃離了這個領域.真正做事的人卻賺不到錢,如果裝備製造業的從業人員有互聯網從業人員薪資的一半,我認為都會有極大的好轉。


jjyyzznn


首先你得明確關於高精度機床的概念,是不計成本的專用工作母機還是可以提高整個工藝鏈水準的相對廉價的通用設備?其次我覺得不管是哪一種,你應該問,高精度機床沒有製造難度的地方在哪裡?我覺得比較好回答。


banzhiyantan安啦


感謝提問,一、機身製造,高精度的機械精度首先取決於機身最基礎的XYZ三個方向單方向的直線度和平面度以及三方向相互間的垂直度,國標和JIS都相對寬泛,做到小於0.005/1000mm絕對是高精度了,二、機身材料的穩定性,能夠在若干年內保持上述的精度不變是對機床製造材料和結構設計有很高的要求,三、主軸精度,國產或臺灣產主軸以加工中心為例,300長端跳0.01mm以內就是ok的了,朋友一臺德馬吉五軸機主軸260校驗棒測0.001mm,表幾乎不動,這就是差距,因為你做不到,四、控制系統,能做的出高精度的東西除了機械精度高之外還要系統和伺服電機的匹配,最好的系統海德漢,法那克,其次西門子,再次三菱,再次次...,國產系統差距太大,有動作沒細節,用過的才知道。

淺見,歡迎👏噴。


王碩24621292


中國機床商務網小編不請自答,自以為在不自信和時間。

不自信。設備、材料、環境也都是問題。一說德國機床就激動,一說國產就看低。老看衰製造業,覺得我們不行。其實民企也有做的不錯的企業,開始一步一個腳印再追趕領先水平。也有人才也不自信,不看好機床行業,流失到別的行業裡面去。

時間。我覺得中國造高精密機床,不是一個產品的事情。要從很多方面去考慮。到底是機床的基礎大件做的不好,還是關鍵零件做的不好,還是伺服驅動做的不好,還是數控系統做的不好? 到底這些東西怎麼影響最後的結果的?上下游的行業都需要一同提高,這個範圍太廣,需要時間長,必須要有一個過程。這就是時間。

歡迎討論。


中國機床商務網


從國產高端武器和裝備的服役就可以斷定中國絕對不缺乏高端數控機床。稍微有點常識的人都知道,國外的高端數控機床是不允許用於軍事工業的,甚至都帶gps定位。

我國軍工也很難偷偷摸摸是使用國外高端數控機床。所以國產高端數控機床肯定是能滿足高端武器裝備製造的。

還有一個例子就是高鐵之所以這麼穩定跟鐵道板有關係,這種鐵道板只有德國和我國有這種機床能加工。這說明啥


大道無為112


難在整個機加工行業。說國內已能製作高尖端軍工,航空,那是因為不記成本,同個零件批量幾十個也能勉強挑出能用的。所以民用根本做不了。機加工行業是十分難做的行業,老闆賺不了錢,工人養不了家,都是混溫飽而已。結論這行不會有工匠精神。

第一點,沒有能做的人才。

第二點,老闆賺的少,各種削成本,不削的都死透了。

第三點,材料行業,各種熱淬工藝是要時間摸索的,慢慢的一點點的累積,國內才發展幾年?

第四的,電器行業,高精車床伺服電機,伺服系統,國內也是弱項,穩定性太差。

為什麼造不出高精車床?因為差別人整個行業幾十年。如果和印度和越南和朝鮮比,還是能找到自信的。

個人結論,中國高端造比不過德國不丟臉,累積的還不夠時候。中國工業能做所有類別的東西才是值得自豪的。


Rubiyaro


最大的難度就是系統設計,畫圖誰都會,但會畫圖的不一定懂結構,懂結構的不一定懂工藝,懂工藝的不一定懂電器,懂電器的不一定懂控制,也就是說要一個對機械結構、製造工藝、電器控制都懂的團隊(人),才可是精密機床製造最難的,把精密機床扯開,也就是一些精密零件,在哪都可以委託加工,但就是不一定能組裝好,有許多精密機床不是一般人能裝還原的。


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