03.04 高精度机床的制造难度在哪里?

用户5528982675


我就是做机床的,影响机床精度的因素很多,如:1.装配工艺,机床装配过程中要严把工艺关,该人工刮研的必须要刮,装配过程中严禁暴力装配。2.铸件变型因素,按要求铸件需要自然时效一年以上,然后再人工时效的。3.装配环境,高精度的机床需要恒温车间装配,防止外部环境机床的影响。4.使用环境,同样使用环境对机床也有一定的影响。5主要零部件的选用,丝杠线轨主轴分国产,进口,同品牌的零部件精度级别又不一样。6.机床结构,机床内部结构的影响,如立柱是单层还是双程,铸件的壁厚,结构是否合理.7.加工母机的精度,加工母机对铸件加工的影响,是否能达到加工要求等,




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说白了,还是高精度机床的油水少了。因为高精度机床的油水,大部分被德日美为代表的西方国家所占据。留给我们的油水少之又少。

我们知道搞技术,说的是技术,但这些技术都是用大量资源(钱)堆出来的。技术嘛,就是需要大量的实验,有实验就要失败,每一个新技术、新标准、新设计、新方案的诞生,都是从无数次失败的实验中积累出来的,这个过程不仅花钱,还花时间。

所以对于一个公司,甚至一个国家来说,如果一开始就不能占据技术链的顶端位置,就很难,再去追上别人的技术,因为等你研发出来同样的技术,别人会研发出比你高一个等级的,你还是干不过人家,并且你投入研发的费用,比你直接买来的费用要高几倍,这时,你是选择研发,还是直接买别人的机床和技术?市场规律利益最大化的导向,肯定是选择直接买别人的啊,尤其是对于小公司别无选择,只能买。

对于高精尖的机床来说,制造的难度就是,你一开始就落后于人家,那就很难再超越。

举个例子来说为什么吧!

F15的战斗机只有美国有,咱们都没有,你想要F15战斗机,要么买美国的,要么自己研发,虽然美国F15战斗机很贵,但是比起研发一架来说,要便宜的多,且马上能用。当然买着划算了。就算你去研发,但是当你研发出来的时候,人家都出到F35了。

对于盈利的公司来说,只能选择买,除非对于一个国家,出于国家的战略安全来说,研发是有必要的,但是这需要国家去搞,就算赔钱也要搞。

因此对于高精度机床来说,最大的难度就是,没有油水可赚,导致国内很多公司不愿意去做。

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高精度机床的制造难度在哪里呢?

1、材料

首先我认为在机床所用的材料方面,材料性能决定了机床的一些强度,还决定了机床的一些变形。我们国家的发展就是要靠装备制造业,机械就是国之重器。没有装备制造业,我们加工出来的零件产品的质量就达不到要求。没有好的质量,也就说没有好的产品质量,那我们的产品在市场上也就是在国际市场上就没有销量。所以说,我认为高精度的数控机床,他的精度应该在材料,首先在材料方面,没有一个好的材料,比如说机床的导轨,机床的丝杠,机床的立柱等等,这些都会影响我们将来的精度问题。

2、设计

第二个影响高精度的因素在于机床的设计方面,我们在设计的时候就要考虑机床的一些变形,比如说立柱的一些强度,机床导轨的平行度等等。机床的设计要合理,要和国外水平相当。进行设计的时候,要多借助一些有限元的分析,分析立柱强度在受力的情况下的变形。或者考虑些在温度环境下的变形,把这些变形的因素产生的效果或者说误差,考虑到设计因素范围内。所以说我们设计的时候也要借助一些高级的软件有限元软件来进分析,辅助我们的设计就是计算机辅助设计。

3、软件

下面影响高精度的第三个因素就是就是我们的数控系统,我们的数控系统在设计的时候要考虑一些对误差的软件补偿,在数控系统内部可以对一些热变形以及一些平行度圆度的误差进行补偿,能够进行自动补偿,比如说数控成型磨齿机为例来说明补偿的原理。我们可以对滚珠丝杠螺距误差的补偿,那进误差补偿的前提得需要高精度测量,没有一个高精度的测量手段,我们的测量误差就太大了,那补偿的数据就会有影响机床的高精度机床。

4、母机

另外一个因素影响高精度的因素就是对机床的零件加工的母机,母机的精度也要高,如果没有好的母机,那么生产出来的设备的一些零件,它的精度就保证不了。如果加工机床的母机就不是高精度的机床,还是材料方面的原因,也就回到了高精度的数控机床,没有高精度的数控机床就不会制造出来我们机床所需要的零件,所以说最终还是材料问题。

5、装配水平和环境

制约着高精度数控机床的发展的另外一个因素就是装配水平。我们国家的装备水平还有待需要提高。另外装配工的技师水平也需要发展。在机床进行装配的时候又要考虑装备的环境,比如说对环境温度湿度的影响和干净程度的影响,这些都会对高精度或多或少产生一定的影响。

好了,以上内容就是我对高精度机床制约因素的考虑,也可能不全面,希望大家多提宝贵意见,相互学习,相互探讨,相互交流,谢谢你的时间。


北乔风919


首先我们简单了解一下,对高精度机床的功能要求,其实最基本的两点就是

1.高精度

2.高稳定性和可靠性

那么要满足这两点要求需要克服哪些困难呢?

机床的精度取决于每个轴上给定方向的运动精度,就是说‘指哪打哪’,并且每次给出指令都能做到,这就要求很高了。我们知道从指令到执行,这中间是经历很多元器件的,每一个元器件的执行误差是会积累的,中间有任何一个元件有误差,就会影响最终的精度。


1.首先接到指令的是伺服电机(对于数控来讲,或者精度不高用步进电机),伺服电机的精度主要由编码器和控制器决定,伺服电机自身就是一个闭环系统,接到指令--执行--编码器测量--到位置反馈给控制器--停止,其实这个不是这么简单,电机轴是有惯性的,到位置在停止就来不及了,是会超过指定转角的,怎么办,就需要建立一套考虑轴转动惯量和转速的控制算法准确的控制电机的转速或转角位置。



2.伺服电机把旋转运动传递给丝杠,精度不太高的用滚珠丝杠,精度高的用行星滚柱丝杠,这种行星滚柱丝杠加工精度要求太高了,据说只有瑞士有一家做的最好。



3.丝杠只是把旋转运动变成了直线运动(进给),保证了轴向的精度,运动受到了径向力怎么办,还需要导轨,导轨的直线度精度都要求非常之高,以至于我们大部分从日本或台湾进口。要求精度再高就要用静压气浮导轨了,这个精度更没发说了,这么说吧,大部分三坐标测量仪都是用的气浮导轨。



4.主轴的旋转总要用轴承吧,轴承的精度和刚度也是绕不过去的坎,高精度的轴承加工有多难我说不清,只是知道有一些高精度轴承欧美是禁止出口给我们的。





5.再说说高精度机床的控制系统,控制系统是给各个轴发送指令的,就是我这个零件外形是这样的,你怎么通过各个轴的运动配加工到我想要的形状和精度,我们知道直线和圆弧都有插补算法,空间曲面的加工也是需要一定的算法来完成的,这就需要控制系统算法设计来实现了。


6.最后再说说稳定性吧,这是个系统工程,机床床身是否完全去应力时效,机床基础是否安装合理等都会影响床身是否会变形。


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搞机械的,差不多都知道生产用母机精度很重要。高精度床的制造难度有几个方面:一,结构,无论专用还是通用,其结构必须合理,比如伺服机构的精度要与整体精度匹配等,强度,稳定性等等都要合乎规范,不能偷工减料;二,子件精度,各子件的加工精度要高于整体精度二到三个级数,有的更高,否则累计误差就会降低整体床子的精度;三,装配,精度越高,装配工艺要求越高!四,程控(现代机床),编程冗余要考虑很周全,细节,步骤,冷面问题都要有,这与经验有很大关系;五,床体刚性(涵盖面广,无论钢件,铸件)!一个床子的高精度,不是单个因素能解决的,是很多子系统协同高了才精度高。额外地,使用者也有很大关系,环境,操作者,待加工材料属性也理应跟进,就是再高精度的床子,使用不当,也白费。


用户3686393220


问题很多,牵扯到的领域也很广!估计本人也回答不全面,尽力而为吧!首先是材料,一般机床五大件铸造完成后需要露天环境时校,时间大概一到三年,这样才能保证产品稳定性,不易变形!第二,设计结构合理性,保证加工装配和使用过程中因为受力影响机床部件变形,影响精度!第三,精密部件制造精度和使用寿命,比如滚珠丝杠,直线导轨,主轴!第四,电器控制系统控制精度和稳定性!第五,装配调试精度!如果以上条件都满足做到了(其实很难,各种因素影响,不详细说了,市场决定了很难做到,毕竟企业要在竞争白热化的环境下生存!)那么一台质量上乘的数控机床就造成功了!最后一点,使用环境!比如环境温度,湿度,粉尘等等,还有操作者技术能力,和对机器日常保养,机器出现故障之后的维修人员技术能力!以上综合原因对比,我们差距还是很大的,技术理论上可以解决,但是市场是残酷的,静下心来提升制造技术可能是死路一条,所以把生存摆在第一位,那么产品只会在恶性竞争中越做越烂!





逐梦颠峰


肯定在测量环节,如果测量不能精准,怎么加工精度都打不到标准。建议使用东莞塔雷斯机床测头,可精确定位到0.001毫米进行测量,让机床测量更加精确,而且这种机床测头还能自动补偿机床精度,提高机床加工精度。可以说机床测头是现代数控机床提高机床加工精度和效率的最为重要的机床附件。






守护倫


国外机床搞了二、三百年了,我国一直到1993年才基本解决了温饱!!也就是从哪时起我国数控机床才开始发展,到如今中低档数控机床巳成了国产的天下,高档的也有少数出来了!!相信未来三十年内我国一定会达到世界一流水平!!

话又说回来了,需要高档数控机床的必竞是少数,有了高档数控机床未必就有一切!不信你看吧,世界笫一是瑞士,第二德国,日本最多也就排笫三,请问北斗导航、运20、歼20、空警2000、C919、350公里以上的高铁、5G、嫦娥登月釆样返回、太空实验室、这些国家太渴望拥有,可是他们能造吗??


晓峰岭


只能说任何行业都希望中国能够做到极致!

但这个极致需要一个循序渐进的过程,

而且如果没有客户支持就不会有循序渐进的发展,

更不可能会有技术的提高

任何事物都不会一蹦而就,

一步到位是中国人的传统想法,

但任何事物都不会一步到位!

假设品质和世界一流的品质一样甚至更好,

自然价格也接近世界一流产品,

但品牌是二流,你还会买吗??

再者说,国内机加工行业职工素质其实很高,

高技术工人其实比比皆是!

但技术工人社会地位和工资待遇底下,

干的再好仍然是普通工人一个,

工资待遇也永远不会改变,

比如刮研工人,纯手工搞加工,

没有他们的纯手工刮研工艺

机床的精度就不可能会有提高,

工作非常辛苦,工艺要求也非常高

但工资待遇却都不高,

工作的积极性和责任感在哪里呢?

这样的用工理念哪有可能生产出一流的产品??

设计师技术再高明,

没有技术工人给他实现也是废纸一张!

设计师高福利高工资高社会地位,

技术工人却永无出头之日,

甚至没有一个体面的工资和社会地位,

这样的企业生产的产品永远也不会生产出世界一流的产品!

这就是中国工业社会的症结所在。


1862至1873


难度在于数控系统!


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