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高速機(jī)床的關(guān)鍵技術(shù)

高速機(jī)床的工作性能主要取決于它的高速主軸單元、高速進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

技術(shù)、高速刀具系統(tǒng)、高速控制系統(tǒng)以及高速加工測試技術(shù)等。

C1)高速主軸單元

由于高速加工時(shí)，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到每分鐘幾萬轉(zhuǎn)甚至十幾萬轉(zhuǎn)和幾十干瓦的輸出功

率，并且其結(jié)構(gòu)尺寸限制很嚴(yán)。因此高速電主軸成為高速主軸的理想結(jié)構(gòu)，電主鈾傳動(dòng)取消

了從主電機(jī)到主軸之間一切中間的機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕t慣性小、響應(yīng)速

度快、可避免振動(dòng)與噪聲等特點(diǎn)。高速主軸單元制造技術(shù)所涉及的關(guān)鍵技術(shù)有：高速主軸材

料、結(jié)構(gòu)、軸承的研究‘高速主軸系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性及熱態(tài)特性研究；柔性主軸及其軸承的彈性

支承技術(shù)的研究，高速主軸系統(tǒng)的潤滑與冷卻技術(shù)研究等。

(2)高速加工進(jìn)給系統(tǒng)制造技術(shù)

高速加工進(jìn)給系統(tǒng)是同速加工機(jī)床的重要組成部分，不僅要求進(jìn)給系統(tǒng)能達(dá)到很高的速

度，而且由于在瞬時(shí)達(dá)到高速、瞬時(shí)難停等，還要求具有大的加減速度以及高的定位精度。

高速進(jìn)給單元技術(shù)包括進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、滾動(dòng)元件技術(shù)、監(jiān)測單元技術(shù)以及防塵、

降噪聲、冷卻潤滑等。所涉及的關(guān)鍵技術(shù)有高速位置環(huán)芯片的研制、高速精密交流伺服系統(tǒng)

及電機(jī)的研究、直線伺服電機(jī)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用的研究、加減速控制技術(shù)的研究、高速進(jìn)給系統(tǒng)

的優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)、高速精密滾珠絲杠及大導(dǎo)程滾珠絲杠的研制、高精度導(dǎo)軌、新型導(dǎo)軌

摩擦的研究等。

[3)高速機(jī)床支承制造技術(shù)

高速加工中心要適應(yīng)粗精加工、輕重切削和快速移動(dòng)．同時(shí)要保證較高精度，因而對機(jī)床的本體結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、剛度、抗振性、熱穩(wěn)定性等方面提出了嚴(yán)格的要求。

高速加工中心支承制造技術(shù)是指高速加工機(jī)床的支承構(gòu)件如床身、立柱、箱體、工作

臺(tái)、底座、拖板、刀架等制造技術(shù)，它所涉及的關(guān)鍵技術(shù)主要有新型材料及結(jié)構(gòu)的支承構(gòu)件

設(shè)計(jì)制造技術(shù)、快速刀具自動(dòng)交換和快速工件裝夾自動(dòng)交換技術(shù)，主軸和刀架總成后的動(dòng)平

衡技術(shù)。它們對評定高速加工技術(shù)的高速高效、高精度、高自動(dòng)化、高安全性等具有重大的

影響和作用，其有關(guān)內(nèi)容在第6章中進(jìn)行了介紹。

(4)高速刀具系統(tǒng)

高速切削加工時(shí)，對不同的工件材料選用與其合理匹配的刀具材料、刀具參數(shù)和刀體結(jié)

構(gòu)，才能獲得的切削效果。高速加工刀具所涉及的關(guān)鍵技術(shù)有高速加工用刀具材料及制

備技術(shù)、高速加工用刀具結(jié)構(gòu)及刀具幾何參數(shù)的研究。在影響金屆切削發(fā)展的各種因素中，

刀具材料及刀具制造技術(shù)起著決定性的作用，并推動(dòng)高速加工實(shí)用化。

15)高速控制系統(tǒng)

高速切削cNc控制系統(tǒng)必須具有很高的運(yùn)算速度和精度，以及快速響應(yīng)的伺服控制，

以滿足高速度及高精度的加丁要求。高速控制系統(tǒng)所涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括高速主軸矢量控制

系統(tǒng)、實(shí)時(shí)控制伺服系統(tǒng)、精簡指令集系統(tǒng)、刀具和工件的故障檢測及安全控制、整體加工

中的可靠性問題等。

[6)高速加工測試技術(shù)

高速加工測試技術(shù)主要指在高速加工過程中通過傳感、分析、信號處理，對高速機(jī)床及

系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線的監(jiān)測和控制。測試技術(shù)的成功應(yīng)用可大大延長刀具壽命，保證產(chǎn)

品質(zhì)量、提高效率、保證設(shè)備及人員安全。高速監(jiān)測技術(shù)所涉及的關(guān)鍵技術(shù)主要有基于監(jiān)控

參數(shù)的在線監(jiān)測技術(shù)、多傳感信息融合檢測技術(shù)、機(jī)床功能部件的檢測技術(shù)，高速加工中工

件狀態(tài)的測試技術(shù)和自適應(yīng)控制及智能控制技術(shù)等。