1．高速、高效
機(jī)床向高速化偏向開(kāi)展，不單可大幅度進(jìn)步加工效率、降低加工本錢(qián)，并且還可進(jìn)步零件的外表加工質(zhì)量和精度。超高速加工技能對(duì)制造業(yè)完成高效、優(yōu)質(zhì)、低本錢(qián)出產(chǎn)有普遍的合用性。
20世紀(jì)90年月以來(lái)，歐、美、日列國(guó)爭(zhēng)相開(kāi)拓使用新一代高速數(shù)控機(jī)床，加速機(jī)床高速化開(kāi)展措施。高速主軸單位（電主軸，轉(zhuǎn)速15000－100000r/min）、高速且高加/減速度的進(jìn)給活動(dòng)部件（快移速度60~120m/min，切削進(jìn)給速度高達(dá)60m/min）、浮子液位計(jì)高功能數(shù)控和伺服系統(tǒng)以及數(shù)控東西系統(tǒng)都呈現(xiàn)了新的打破，到達(dá)了新的技能程度。跟著超高速切削機(jī)理、超硬耐磨長(zhǎng)命命刀具資料和磨料磨具，大功率高速電主軸、高加/減速度直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)給部件以及高功能節(jié)制系統(tǒng)（含監(jiān)控系統(tǒng)）和防護(hù)安裝等一系列技能范疇中要害技能的處理，為開(kāi)拓使用新一代高速數(shù)控機(jī)床供應(yīng)了技能根底。
當(dāng)前，在超高速加工中，車(chē)削和銑削的切削速度已到達(dá)5000~8000m/min以上；主軸轉(zhuǎn)數(shù)在30000轉(zhuǎn)/分（有的高達(dá)10萬(wàn)r/min）以上；任務(wù)臺(tái)的挪動(dòng)速度（進(jìn)給速度）：在分辯率為1微米時(shí)，在100m/min（有的到200m/min）以上，在分辯率為0.1微米時(shí)，在24m/min以上；主動(dòng)換刀速度在1秒以?xún)?nèi)；小線段插補(bǔ)進(jìn)給速度到達(dá)12m/min。
2．高精度
從精細(xì)加工開(kāi)展到超精細(xì)加工，是世界各工業(yè)強(qiáng)國(guó)努力開(kāi)展的偏向。其精度從微米級(jí)到亞微米級(jí)，甚至納米級(jí)（<10nm），其使用局限日趨普遍。
當(dāng)時(shí)，在機(jī)械加工高精度的要求下，通俗級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由±10μm進(jìn)步到±5μm；精細(xì)級(jí)加工中間的加工精度則從±3~5μm，進(jìn)步到±1~1.5μm，甚至更高；超精細(xì)加工精度進(jìn)入納米級(jí)（0.001微米），主軸反轉(zhuǎn)精度要求到達(dá)0.01~0.05微米，加工圓度為0.1微米，加工外表粗拙度Ra=0.003微米等。這些機(jī)床普通都采用矢量節(jié)制的變頻驅(qū)動(dòng)電主軸（電機(jī)與主軸一體化），主軸徑向跳動(dòng)小于2µm，軸向竄動(dòng)小于1µm，軸系不服衡度到達(dá)G0.4級(jí)。
高速高精加工機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)，首要有“反轉(zhuǎn)伺服電機(jī)加精細(xì)高速滾珠絲杠”和“直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)”兩品種型。此外，新興的并聯(lián)機(jī)床也易于完成高速進(jìn)給。
滾珠絲杠因?yàn)楣に嚦墒�，使用普遍，不只精度能到達(dá)較高（ISO3408 1級(jí)），并且完成高速化的本錢(qián)也相對(duì)較低，所以迄今仍為很多高速加工機(jī)床所采用。當(dāng)時(shí)運(yùn)用滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)的高速加工機(jī)床最大挪動(dòng)速度90m/min，加快度1.5g。
滾珠絲杠屬機(jī)械傳動(dòng)，在傳動(dòng)進(jìn)程中不成防止存在彈性變形、摩擦和反向間隙，響應(yīng)地形成活動(dòng)滯后和其它非線性誤差，為了掃除這些誤差對(duì)加工精度的影響，1993年開(kāi)端在機(jī)床上使用直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，因?yàn)槭菦](méi)有中心環(huán)節(jié)的“零傳動(dòng)”，不只活動(dòng)慣量小、系統(tǒng)剛度大、呼應(yīng)快，可以到達(dá)很高的速度和加快度，并且其行程長(zhǎng)度理論上不受限制，定位精度在高精度地位反應(yīng)系統(tǒng)的效果下也易到達(dá)較高程度，是高速高精加工機(jī)床特殊是中、大型機(jī)床較幻想的驅(qū)動(dòng)方法。當(dāng)前運(yùn)用直線電機(jī)的高速高精加工機(jī)床最大快移速度已達(dá)208 m/min，免燒磚機(jī)加快度2g，而且還有開(kāi)展余地。
3．高牢靠性
跟著數(shù)控機(jī)床收集化使用的開(kāi)展，數(shù)控機(jī)床的高牢靠性曾經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)制造商和數(shù)控機(jī)床制造商追求的目的。關(guān)于天天任務(wù)兩班的無(wú)人工場(chǎng)而言，假如要求在16小時(shí)內(nèi)延續(xù)正常任務(wù)，無(wú)毛病率在P（t）＝99%以上，則數(shù)控機(jī)床的均勻無(wú)毛病運(yùn)轉(zhuǎn)工夫MTBF就必需大于3000小時(shí)。我們只對(duì)一臺(tái)數(shù)控機(jī)床而言，如主機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)的掉效率之比為10:1（數(shù)控的牢靠比主機(jī)高一個(gè)數(shù)目級(jí)）。此時(shí)數(shù)控系統(tǒng)的MTBF就要大于33333.3小時(shí)，而個(gè)中的數(shù)控安裝、主軸及驅(qū)動(dòng)等的MTBF就必需大于10萬(wàn)小時(shí)。
當(dāng)時(shí)國(guó)外數(shù)控安裝的MTBF值已達(dá)6000小時(shí)以上，免燒磚機(jī)驅(qū)動(dòng)安裝達(dá)30000小時(shí)以上，然則，可以看到距幻想的目的還有差距。
4、復(fù)合化
在零件加工進(jìn)程中有很多的無(wú)用工夫耗費(fèi)在工件搬運(yùn)、上下料、裝置調(diào)整、換刀和主軸的升、降速上，為了盡能夠降低這些無(wú)用工夫，人們但愿將分歧的加工功用整合在統(tǒng)一臺(tái)機(jī)床上，因而，復(fù)合功用的機(jī)床成為近年來(lái)開(kāi)展很快的機(jī)種。
柔性制造范圍的機(jī)床復(fù)合加工概念是指將工件一次裝夾后，機(jī)床便能依照數(shù)控加工順序，主動(dòng)進(jìn)行統(tǒng)一類(lèi)工藝辦法或分歧類(lèi)工藝辦法的多工序加工，以完成一個(gè)復(fù)雜外形零件的首要甚至悉數(shù)車(chē)、銑、鉆、鏜、磨、攻絲、鉸孔和擴(kuò)孔等多種加工工序。就棱體類(lèi)零件而言，加工中間就是最典型的進(jìn)行統(tǒng)一類(lèi)工藝辦法多工序復(fù)合加工的機(jī)床�，F(xiàn)實(shí)證實(shí)，機(jī)床復(fù)合加工能進(jìn)步加工精度和加工效率，節(jié)流占地上積特殊是能縮短零件的加工周期。
5、多軸化
跟著5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)和編程軟件的普及，5軸聯(lián)動(dòng)節(jié)制的加工中間和數(shù)控銑床曾經(jīng)成為當(dāng)時(shí)的一個(gè)開(kāi)拓?zé)狳c(diǎn)，因?yàn)樵诩庸ぷ栽谇鏁r(shí)，5軸聯(lián)動(dòng)節(jié)制對(duì)球頭銑刀的數(shù)控編程比擬簡(jiǎn)略，而且能使球頭銑刀在銑削3維曲面的進(jìn)程水泥墊塊機(jī)中一直堅(jiān)持合理的切速，然后明顯改善加工外表的粗拙度和大幅度進(jìn)步加工效率，而在3軸聯(lián)動(dòng)節(jié)制的機(jī)床無(wú)法防止切速接近于零的球頭銑刀端部參予切削，因而，5軸聯(lián)念頭床以其無(wú)可替代的功能優(yōu)勢(shì)曾經(jīng)成為各大機(jī)床廠家積極開(kāi)拓和競(jìng)爭(zhēng)的核心。
比來(lái)，國(guó)外還在研討6軸聯(lián)動(dòng)節(jié)制運(yùn)用非扭轉(zhuǎn)刀具的加工中間，固然其加工外形不受限制且切深可以很薄，但加工效率太低一時(shí)髦難適用化。
6、智能化
智能化是21世紀(jì)制造技能開(kāi)展的一個(gè)不吝嗇向。智能加工是一種基于神經(jīng)收集節(jié)制、恍惚節(jié)制、數(shù)字化收集技能和理論的加工，它是要在加工進(jìn)程中模仿人類(lèi)專(zhuān)家的智能運(yùn)動(dòng)，以處理加工進(jìn)程很多不確定性的、要由人工干涉才干處理的問(wèn)題。智能化的內(nèi)容包羅在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：
為追求加工效率和加工質(zhì)量的智能化，加氣混凝土出產(chǎn)線如自順應(yīng)節(jié)制，工藝參數(shù)主動(dòng)生成；
為進(jìn)步驅(qū)動(dòng)功能及運(yùn)用銜接便利的智能化，如前饋節(jié)制、電機(jī)參數(shù)的自順應(yīng)運(yùn)算、磁翻柱液位計(jì)主動(dòng)辨認(rèn)負(fù)載主動(dòng)選定模子、自整定等；
簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作的智能化，如智能化的主動(dòng)編程，智能化的人機(jī)界面等；
智能診斷、智能監(jiān)控，便利系統(tǒng)的診斷及維修等。
世界上正在進(jìn)行研討的智能化切削加工系統(tǒng)良多，個(gè)中日本智能化數(shù)控安裝研討會(huì)針對(duì)鉆削的智能加工方案具有代表性。
7、 收集化
數(shù)控機(jī)床的收集化，首要指機(jī)床經(jīng)過(guò)所配裝的數(shù)控系統(tǒng)與外部的其它節(jié)制系統(tǒng)或上位核算機(jī)進(jìn)行收集銜接和收集節(jié)制。數(shù)控機(jī)床普通起首面向出產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和企業(yè)界部的局域網(wǎng)，然后再經(jīng)由因特網(wǎng)通向企業(yè)外部，這就是所謂Internet/Intranet技能。
跟著收集技能的成熟和開(kāi)展，比來(lái)業(yè)界又提出了數(shù)字制造的概念。數(shù)字制造，又稱(chēng)“e-制造”，是機(jī)械制造企業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)記之一，也是國(guó)際進(jìn)步前輩機(jī)床制造商當(dāng)今規(guī)范裝備的供貨方法。跟著信息化技能的很多采用，越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)用戶(hù)在進(jìn)口數(shù)控機(jī)床時(shí)要求具有長(zhǎng)途通信效勞等功用。機(jī)械制造企業(yè)在遍及采用CAD/CAM的根底上，越加普遍地運(yùn)用數(shù)控加工設(shè)備。數(shù)控使用軟件日趨豐厚和具有“人道化”。虛擬設(shè)計(jì)、虛擬制造等高端技能也越來(lái)越多地為工程技能人員所追求。經(jīng)過(guò)軟件智能替代復(fù)雜的硬件，正在成為現(xiàn)代機(jī)床開(kāi)展的主要趨向。在數(shù)字制造的目的下，經(jīng)過(guò)流程再造和信息化革新，ERP等一批進(jìn)步前輩企業(yè)治理軟件曾經(jīng)鋒芒畢露，為企業(yè)發(fā)明出更高的經(jīng)濟(jì)效益。
8、柔性化
數(shù)控機(jī)床向柔性主動(dòng)化系統(tǒng)開(kāi)展的趨向是：從點(diǎn)（數(shù)控單機(jī)、加工中間和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床）、線（FMC、FMS、FTL、FML）向面（工段車(chē)間自力制造島、FA）、體（CIMS、散布式收集集成制造系統(tǒng)）的偏向開(kāi)展，另一方面向注重使用性和經(jīng)濟(jì)性偏向開(kāi)展。柔性主動(dòng)化技能是制造業(yè)順應(yīng)動(dòng)態(tài)市場(chǎng)需求及產(chǎn)物敏捷更新的首要伎倆，是列國(guó)制造業(yè)開(kāi)展的主流趨向，是進(jìn)步前輩制造范疇的根底技能。其重點(diǎn)是以進(jìn)步系統(tǒng)的牢靠性、適用化為前提，以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目的；注重增強(qiáng)單位技能的開(kāi)辟、完美；CNC單機(jī)向高精度、高速度和高柔性偏向開(kāi)展；數(shù)控機(jī)床及其組成柔性制造系統(tǒng)能便利地與CAD、CAM、CAPP、MTS聯(lián)合，向信息集成偏向開(kāi)展；收集系統(tǒng)向開(kāi)放、集成和智能化偏向開(kāi)展。
9、綠色化
21世紀(jì)的金切機(jī)床必需把環(huán)保和節(jié)能放在主要地位，即要完成切削加工工藝的綠色化。玻璃管液位計(jì)當(dāng)前這一綠色加工工藝首要集中在不運(yùn)用切削液上，這首要是由于切削液既污染情況和風(fēng)險(xiǎn)工人安康，又添加資本和動(dòng)力的耗費(fèi)。干切削普通是在大氛圍圍中進(jìn)行，但也包羅在非凡氣體氣氛中（氮?dú)庵小鲲L(fēng)中或采用干式靜電冷卻技能）不運(yùn)用切削液進(jìn)行的切削。但是，關(guān)于某些加工方法和工件組合，完全不運(yùn)用切削液的干切削當(dāng)前尚難與實(shí)踐使用，故又呈現(xiàn)了運(yùn)用極微量光滑（MQL）的準(zhǔn)干切削。當(dāng)前在歐洲的多量量機(jī)械加工中，已有10~15%的加工運(yùn)用了干和準(zhǔn)干切削。關(guān)于面向多種加工辦法/工件組合的加工中間之類(lèi)的機(jī)床來(lái)說(shuō)，首要是采用準(zhǔn)干切削，凡間是讓極微量的切削油與緊縮空氣的夾雜物經(jīng)由機(jī)床主軸與東西內(nèi)的中空通道噴向切削區(qū)。在各類(lèi)金切機(jī)床中，采用干切削最多的是滾齒機(jī)。
總之，數(shù)控機(jī)床技能的提高和開(kāi)展為現(xiàn)代制造業(yè)的開(kāi)展供應(yīng)了優(yōu)越的前提，促使制造業(yè)向著高效、優(yōu)質(zhì)以及人道化的偏向開(kāi)展�？梢灶A(yù)見(jiàn)，跟著數(shù)控機(jī)床技能的開(kāi)展和數(shù)控機(jī)床的普遍使用，制造業(yè)將迎來(lái)一次足以撼動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)形式的深入革命。
