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高速機床的關鍵技術

高速機床的工作性能主要取決于它的高速主軸單元、高速進給驅動系統(tǒng)

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

C1)高速主軸單元

由于高速加工時，機床主軸轉速達到每分鐘幾萬轉甚至十幾萬轉和幾十干瓦的輸出功

率，并且其結構尺寸限制很嚴。因此高速電主軸成為高速主軸的理想結構，電主鈾傳動取消

了從主電機到主軸之間一切中間的機械傳動環(huán)節(jié)，具有結構緊湊、重量輕t慣性小、響應速

度快、可避免振動與噪聲等特點。高速主軸單元制造技術所涉及的關鍵技術有：高速主軸材

料、結構、軸承的研究‘高速主軸系統(tǒng)動態(tài)特性及熱態(tài)特性研究；柔性主軸及其軸承的彈性

支承技術的研究，高速主軸系統(tǒng)的潤滑與冷卻技術研究等。

(2)高速加工進給系統(tǒng)制造技術

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

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

高速進給單元技術包括進給伺服驅動技術、滾動元件技術、監(jiān)測單元技術以及防塵、

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

及電機的研究、直線伺服電機的設計與應用的研究、加減速控制技術的研究、高速進給系統(tǒng)

的優(yōu)化設計技術、高速精密滾珠絲杠及大導程滾珠絲杠的研制、高精度導軌、新型導軌

摩擦的研究等。

[3)高速機床支承制造技術

高速加工中心要適應粗精加工、輕重切削和快速移動．同時要保證較高精度，因而對機床的本體結構在強度、剛度、抗振性、熱穩(wěn)定性等方面提出了嚴格的要求。

高速加工中心支承制造技術是指高速加工機床的支承構件如床身、立柱、箱體、工作

臺、底座、拖板、刀架等制造技術，它所涉及的關鍵技術主要有新型材料及結構的支承構件

設計制造技術、快速刀具自動交換和快速工件裝夾自動交換技術，主軸和刀架總成后的動平

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

影響和作用，其有關內容在第6章中進行了介紹。

(4)高速刀具系統(tǒng)

高速切削加工時，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

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

備技術、高速加工用刀具結構及刀具幾何參數(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起著決定性的作用，并推動高速加工實用化。

15)高速控制系統(tǒng)

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

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

系統(tǒng)、實時控制伺服系統(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

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

系統(tǒng)的狀態(tài)進行實時在線的監(jiān)測和控制。測試技術的成功應用可大大延長刀具壽命，保證產(chǎn)

品質量、提高效率、保證設備及人員安全。高速監(jiān)測技術所涉及的關鍵技術主要有基于監(jiān)控

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

件狀態(tài)的測試技術和自適應控制及智能控制技術等。