机床的可靠性与数控机床的核心技术

机床属于典型的多品种、小批量产品，实施性的特点不仅与汽车、电子等大批量产品不同需要结合机床的特点提出针对性强的实施策略。归纳起来，为了提高机床的性，需要从打造企业的性增长能力入手，增强企业自身的“性”素质，才能制造出比较的产品。具体讲，需要在企业打造4种能力：性预防能力(主要体现在设计方面)、性控制能力(主要体现在制造方面)、性基础能力(主要体现在试验手段方面)和性能力(主要体现在管理方面)。

一、基础能力：性试验手段和规范

国内企业普遍缺乏性试验手段，一般只做精度检验和功能验证，在出厂之前基本上发现不了故障，把故障都带给用户。部分企业尽管制造了一些试验装置，但缺乏适当的性试验规范，或者发现不了问题，甚至对试验装置弃而不用，发挥不了作用。为了提高企业的基础能力，需要做好以下工作：通过用户现场跟踪试验采集产品的故障数据(或者机床的机载信息采集平台)、搭建功能部件的性试验台、建立整机性试验加载装置、建立成套试验规范、建立早期故障的技术体系。

二、预防能力：性设计与分析

国内机床制造企业在进行产品设计时，基本上不做性设计与分析，从源头上就带来性差的隐患。为了提升性预防能力，就需要从设计和分析入手，在企业搭建性设计与分析平台，该平台应该包括以下功能：故障树分析、故障模式影响与危害性分析、结构应力均衡性分析及优化、电磁兼容性分析技术、性建模、性预计、性分配、性评估、性基础数据管理等。

三、控制能力：制造过程性

制造过程是设计意图的具体体现，但国内企业所加工的零部件的一致性很差，在装配工艺中基本不考虑性问题，所谓的精度调整事实上就是“敲打”轴承改变配合状态，造成轴承的附加应力大，不仅造成精度的丧失，还会增加产品的故障。为了提高制造控制能力，应该从以下几个方面入手：对零件加工的一致J睦进行控制；对部件装配的性进行控制；对整机装配的性进行控制；对加工过程的残余应力进行控制。

数控机床的核心技术：

目前，数控机床正向高速、高加速方向发展，部分场合已实现进给速度40m/min，加速度1.5g的工程应用。与此同时，极端工况对机床服役性能要求也越来越高，例如，某航空发动机叶片进出气边大曲率拐角处要求轮廓度亚微米级，某大型整体航空薄壁结构件薄壁厚小于1mm，加工时要求不能变形。数控机床作为一个运行机理复杂、具备联动功能的机电集成系统，在极端工况下长时间运行，其工作机理和性能会发生变异，从而引发较多的使用问题。显然，此时机床企业若还是依靠静态指标、被动设计和机械式组装模式，就很难达到复杂工况和苛刻精度的使用要求。目前，优良国产数控机床在研制与使用阶段对高速联动控制、复杂工况高速加工、精度保持性和性等方面的核心技术还没有掌握，这也导致机床企业所生产的机床性能上不去，用户的市场份额占比很小。

机床性直接影响数控机床：

的使用，较影响用户对机床的使用信心。近几年来的市场情况表明，数控机床在性方面占有的优越性愈发明显，这也促使国产机床价格优越性正在逐渐丧失殆尽。尽管通过近年来我国技术攻关，数控机床的性指标MTBF从原来的200h提高到1000h，但是国产数控机床的故障率还是居高不下。由于机床制造企业缺乏对机床性的深入研讨，技术积累比较少，缺少有关数据参考资料，导致数控机床在加工过程中一旦出现故障后，没有明确的数据参考依据，不能及时处理故障，严重影响机床加工速率。国产机床无论功能、性能如何优良，如果使用过程中故障频发，致使加工不能正常进行，就无法体现其使用价值，这也是导致用户对国产机床缺乏信心的主要原因。

机床精度保持性和性是数控机床的重要性能指标。机床精度保持性是指机床在正常的使用条件下，各项精度能够长时间保持在精度要求范围内的能力；性是指机床在规定的特有条件下及规定的时间内，完成规定功能的能力。精度保持性和性对机床的加工质量和速率都有至关重要的影响。经过我国重大专项的科技攻关，国内机床企业的精度保持性和性相关技术取得了进展，但与水平相比还是差距甚远。

机床精度保持性问题在设计、制造和使用3个阶段会因机床类型、结构形式、性能要求和工况特点的不同而不同。根据前期对国产数控机床精度保持性的调研，发现国产机床精度保持性较差，其研讨还存在精度、精度稳定、精度保持和精度寿命等概念不清晰，或者未定义的问题，导致目前国内还没有一个比较系统的精度保持性研讨体系。数控机床精度保持性的主要影响因素在于运动部件之间的磨损，相比较而言，国内机床影响精度保持还有较多因素，如铸件铸造应力、装配应力等。在实际调研中发现，国产机床装配过程中，铸件在刮研好精度一段时间之后会发生变形；在工作过程中，装配预紧的螺栓等连接件会在较短时间内出现预紧力下降、连接松动，这都使机床精度及性能发生变化。目前，国产机床应加强对精度保持性机理的基础研讨，以及对设计、制造环节中精度保持性关键技术的攻关。