數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化,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)域的擴大,它對國計民生的一些重要行業(yè)(IT、汽車、輕工、醫(yī)療等)的發(fā)展起著越來越重要的作用,因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。
高速、高精密化
高速、精密是機床發(fā)展永恒的目標。隨著科學技術(shù)突飛猛進的發(fā)展,機電產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快,對零件加工的精度和表面質(zhì)量的要求也愈來愈高。為滿足這個復雜多變市場的需求,當前機床正向高速切削、干切削和準干切削方向發(fā)展,加工精度也在不斷地提高。另一方面,電主軸和直線電機的成功應(yīng)用,陶瓷滾珠軸承、高精度大導程空心內(nèi)冷和滾珠螺母強冷的低溫高速滾珠絲杠副及帶滾珠保持器的直線導軌副等機床功能部件的面市,也為機床向高速、精密發(fā)展創(chuàng)造了條件。數(shù)控車床采用電主軸,取消了皮帶、帶輪和齒輪等環(huán)節(jié),大大減少了主傳動的轉(zhuǎn)動慣量,提高了主軸動態(tài)響應(yīng)速度和工作精度,徹底解決了主軸高速運轉(zhuǎn)時皮帶和帶輪等傳動的振動和噪聲問題。采用電主軸結(jié)構(gòu)可使主軸轉(zhuǎn)速達到10000r/min以上。直線電機驅(qū)動速度高,加減速特性好,有優(yōu)越的響應(yīng)特性和跟隨精度。用直線電機作伺服驅(qū)動,省去了滾珠絲杠這一中間傳動環(huán)節(jié),消除了傳動間隙(包括反向間隙),運動慣量小,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。直線滾動導軌副,由于其具有各向間隙為零和非常小的滾動摩擦,磨損小,發(fā)熱可忽略不計,有非常好的熱穩(wěn)定性,提高了全程的定位精度和重復定位精度。通過直線電機和直線滾動導軌副的應(yīng)用,可使機床的快速移動速度由原來的10~20m/min提高到60~80m/min,甚至高達120m/min。
鏜床
工廠手工業(yè)雖然是相對落后的,但是它卻訓練和造就了許許多多的技工,他們盡管不是專門制造機器的行家里手,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、套類、齒輪類、床架類等等,其實機器就是由這些零部件組裝而成的。
早的鏜床設(shè)計者——達·芬奇。鏜床被稱為“機械之母”。說起鏜床,還先得說說達·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)計者。他設(shè)計的鏜床是以水力或腳踏板作為動力,鏜削的工具緊貼著工件旋轉(zhuǎn),工件則固定在用起重機帶動的移動臺上。1540年,另一位畫家畫了一幅《火工術(shù)》的畫,也有同樣的鏜床圖。那時的鏜床專門用來對中空鑄件進行精加工。
磨床
磨削是人類自古以來就知道的一種古老技術(shù),舊石器時代,磨制石器用的就是這種技術(shù)。以后,隨著金屬器具的使用,促進了研磨技術(shù)的發(fā)展。但是,設(shè)計出名副其實的磨削機械還是近代的事情,即使在19世紀初期,人們依然是通過旋轉(zhuǎn)天然磨石,讓它接觸加工物體進行磨削加工的。
臺磨床(1864年)。1864年,美國制成了世界上臺磨床,這是在車床的溜板刀架上裝上砂輪,并且使它具有自動傳送的一種裝置。過了12年以后,美國的布朗發(fā)明了接近現(xiàn)代磨床的磨床。