數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)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,它對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)(IT、汽車(chē)、輕工、醫(yī)療等)的發(fā)展起著越來(lái)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)。
高速、高精密化
高速、精密是機(jī)床發(fā)展永恒的目標(biāo)。隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展,機(jī)電產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快,對(duì)零件加工的精度和表面質(zhì)量的要求也愈來(lái)愈高。為滿(mǎn)足這個(gè)復(fù)雜多變市場(chǎng)的需求,當(dāng)前機(jī)床正向高速切削、干切削和準(zhǔn)干切削方向發(fā)展,加工精度也在不斷地提高。另一方面,電主軸和直線電機(jī)的成功應(yīng)用,陶瓷滾珠軸承、高精度大導(dǎo)程空心內(nèi)冷和滾珠螺母強(qiáng)冷的低溫高速滾珠絲杠副及帶滾珠保持器的直線導(dǎo)軌副等機(jī)床功能部件的面市,也為機(jī)床向高速、精密發(fā)展創(chuàng)造了條件。數(shù)控車(chē)床采用電主軸,取消了皮帶、帶輪和齒輪等環(huán)節(jié),大大減少了主傳動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,提高了主軸動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和工作精度,徹底解決了主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)皮帶和帶輪等傳動(dòng)的振動(dòng)和噪聲問(wèn)題。采用電主軸結(jié)構(gòu)可使主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到10000r/min以上。直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)速度高,加減速特性好,有優(yōu)越的響應(yīng)特性和跟隨精度。用直線電機(jī)作伺服驅(qū)動(dòng),省去了滾珠絲杠這一中間傳動(dòng)環(huán)節(jié),消除了傳動(dòng)間隙(包括反向間隙),運(yùn)動(dòng)慣量小,系統(tǒng)剛性好,在高速下能精密定位,從而極大地提高了伺服精度。直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副,由于其具有各向間隙為零和非常小的滾動(dòng)摩擦,磨損小,發(fā)熱可忽略不計(jì),有非常好的熱穩(wěn)定性,提高了全程的定位精度和重復(fù)定位精度。通過(guò)直線電機(jī)和直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的應(yīng)用,可使機(jī)床的快速移動(dòng)速度由原來(lái)的10~20m/min提高到60~80m/min,甚至高達(dá)120m/min。
鏜床
工廠手工業(yè)雖然是相對(duì)落后的,但是它卻訓(xùn)練和造就了許許多多的技工,他們盡管不是專(zhuān)門(mén)制造機(jī)器的行家里手,但他們卻能制造各種各樣的手工器具,例如刀、鋸、針、鉆、錐、磨以及軸類(lèi)、套類(lèi)、齒輪類(lèi)、床架類(lèi)等等,其實(shí)機(jī)器就是由這些零部件組裝而成的。
早的鏜床設(shè)計(jì)者——達(dá)·芬奇。鏜床被稱(chēng)為“機(jī)械之母”。說(shuō)起鏜床,還先得說(shuō)說(shuō)達(dá)·芬奇。這位傳奇式的人物,可能就是早用于金屬加工的鏜床的設(shè)計(jì)者。他設(shè)計(jì)的鏜床是以水力或腳踏板作為動(dòng)力,鏜削的工具緊貼著工件旋轉(zhuǎn),工件則固定在用起重機(jī)帶動(dòng)的移動(dòng)臺(tái)上。1540年,另一位畫(huà)家畫(huà)了一幅《火工術(shù)》的畫(huà),也有同樣的鏜床圖。那時(shí)的鏜床專(zhuān)門(mén)用來(lái)對(duì)中空鑄件進(jìn)行精加工。
磨床
磨削是人類(lèi)自古以來(lái)就知道的一種古老技術(shù),舊石器時(shí)代,磨制石器用的就是這種技術(shù)。以后,隨著金屬器具的使用,促進(jìn)了研磨技術(shù)的發(fā)展。但是,設(shè)計(jì)出名副其實(shí)的磨削機(jī)械還是近代的事情,即使在19世紀(jì)初期,人們依然是通過(guò)旋轉(zhuǎn)天然磨石,讓它接觸加工物體進(jìn)行磨削加工的。
臺(tái)磨床(1864年)。1864年,美國(guó)制成了世界上臺(tái)磨床,這是在車(chē)床的溜板刀架上裝上砂輪,并且使它具有自動(dòng)傳送的一種裝置。過(guò)了12年以后,美國(guó)的布朗發(fā)明了接近現(xiàn)代磨床的磨床。