在經(jīng)濟(jì)化和信息技術(shù)革命的影響下,制造業(yè)正在發(fā)生深刻變化,閥門專機(jī)制造業(yè)的規(guī)模和水平已成為衡量一個(gè)綜合的重要標(biāo)志。數(shù)控(numerical control NC)機(jī)床特別是 數(shù)控機(jī)床是 裝備制造業(yè)競爭的熱點(diǎn)。我國已經(jīng)將數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備列入科技重大專項(xiàng)給予大力推進(jìn)。數(shù)控系統(tǒng)是 數(shù)控機(jī)床的控制核心,價(jià)值占到整機(jī)的30%~40%,其功能、控制精度和性直接影響機(jī)床的整體性能、性價(jià)比和市場競爭力。
目前,德、美、日等工業(yè)發(fā)達(dá)已先后完成了數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展日趨成熟。我國數(shù)控系統(tǒng)由于起步晚、隊(duì)伍較弱、投入力度不夠等多方面原因,長期以來始終處于低端膨脹、中端進(jìn)展緩慢、依靠的局面。目前,正值裝備制造業(yè)高速發(fā)展期,數(shù)控機(jī)床的重要性愈加明顯,對數(shù)控系統(tǒng)的需求越來越大,然而國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)的市場基本被廠商,因此加強(qiáng)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)研究和共性關(guān)鍵問題攻關(guān),已成為我國裝備制造業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急,對提升我國數(shù)控系統(tǒng)的單獨(dú)設(shè)計(jì)能力和競爭力具有重要意義。制造業(yè)是 立國之本、興國之器、強(qiáng)國之基。金融危機(jī)以來,制造業(yè)迎來發(fā)達(dá)和發(fā)展我爭相介入的新一輪分工爭奪戰(zhàn)。隨著相對優(yōu)越逐步轉(zhuǎn)化,各國在制造體系中的地位將動(dòng)態(tài)調(diào)整,并制造業(yè)版圖。近年來,發(fā)達(dá)紛紛制定“再工業(yè)化”戰(zhàn)略,如德國工業(yè)4.0、美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、新工業(yè)法國等,力圖推動(dòng)中制造業(yè)回流,并進(jìn)一步加強(qiáng)制造業(yè)的布局調(diào)整,意圖保持其制造業(yè)核心的地位。
裝備制造業(yè)作為制造業(yè)的核心,是 工業(yè)化之母,是 高產(chǎn)業(yè)之根。新我國成立特別是 改革開放以來,我國裝備制造業(yè)取得了令人矚目的成就,規(guī)模和總量已經(jīng)進(jìn)入世界前列,成為名副其實(shí)的制造大國。然而,我國裝備制造業(yè)普遍自主創(chuàng)新能力不強(qiáng),核心技術(shù)和關(guān)鍵部件受制于人,產(chǎn)品質(zhì)量問題突出,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不盡合理,屬于粗放型發(fā)展。發(fā)達(dá)制造回流與新興經(jīng)濟(jì)體爭奪中低端制造正在同時(shí)發(fā)生,對我國形成“雙向擠壓”。面對制造業(yè)競爭格局的重大調(diào)整、資源環(huán)境的約束和人力成本的逐漸提高等多方面的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),我國未來推動(dòng)裝備制造業(yè)向發(fā)展。
機(jī)床精度保持性和性是 數(shù)控機(jī)床的重要性能指標(biāo)。機(jī)床精度保持性是 指機(jī)床在正常的使用條件下,各項(xiàng)精度能夠長時(shí)間保持在精度要求范圍內(nèi)的能力;性是 指機(jī)床在規(guī)定的特有條件下及規(guī)定的時(shí)間內(nèi),完成規(guī)定功能的能力。精度保持性和性對機(jī)床的加工質(zhì)量和效率都有至關(guān)重要的影響。經(jīng)過重大專項(xiàng)的科技攻關(guān),國內(nèi)機(jī)床企業(yè)的精度保持性和性相關(guān)技術(shù)取得了進(jìn)展,但與水平相比還是 差距甚遠(yuǎn)。
機(jī)床精度保持性問題在設(shè)計(jì)、制造和使用3個(gè)階段會因機(jī)床類型、結(jié)構(gòu)形式、性能要求和工況特點(diǎn)的不同而不同。根據(jù)前期對國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床精度保持性的調(diào)研,發(fā)現(xiàn)國產(chǎn)機(jī)床精度保持性較差,其研究還存在精度、精度穩(wěn)定、精度保持和精度壽命等概念不清晰,或者未定義的問題,導(dǎo)致目前國內(nèi)還沒有一個(gè)比較系統(tǒng)的精度保持性研究體系。數(shù)控機(jī)床精度保持性的主要影響因素在于運(yùn)動(dòng)部件之間的磨損,相比較而言,國內(nèi)機(jī)床影響精度保持還有因素,如鑄件鑄造應(yīng)力、裝配應(yīng)力等。在實(shí)際調(diào)研中發(fā)現(xiàn),國產(chǎn)機(jī)床裝配過程中,鑄件在刮研好精度一段時(shí)間之后會發(fā)生變形;在工作過程中,裝配預(yù)緊的螺栓等連接件會在較短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)預(yù)緊力下降、連接松動(dòng),這都使機(jī)床精度及性能發(fā)生變化。目前,國產(chǎn)機(jī)床應(yīng)加強(qiáng)對精度保持性機(jī)理的基礎(chǔ)研究,以及對設(shè)計(jì)、制造環(huán)節(jié)中精度保持性關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)。
機(jī)床性直接影響三面數(shù)控鏜孔機(jī)床的使用,更影響用戶對機(jī)床的使用信心。近幾年來的市場情況表明,數(shù)控機(jī)床在性方面占有的優(yōu)越愈發(fā)明顯,這也促使國產(chǎn)機(jī)床價(jià)格優(yōu)越正在逐漸喪失殆盡。盡管通過近年來技術(shù)攻關(guān),數(shù)控機(jī)床的性指標(biāo)M TBF從原來的200h提高到1000h,但是 國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的故障率還是 居高不下。由于機(jī)床制造企業(yè)缺乏對機(jī)床性的深入研究,技術(shù)積累比較少,缺少有關(guān)數(shù)據(jù)參考資料,導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床在加工過程中一旦出現(xiàn)故障后,沒有明確的數(shù)據(jù)參考依據(jù),不能及時(shí)處理故障,嚴(yán)重影響機(jī)床加工效率。國產(chǎn)機(jī)床無論功能、性能如何優(yōu)良,如果使用過程中故障頻發(fā),致使加工不能正常進(jìn)行,就無法體現(xiàn)其使用價(jià)值,這也是 導(dǎo)致用戶對國產(chǎn)機(jī)床缺乏信心的主要原因。