高性能数控加工装备与技术要求

　　由于数控切削机床可以实现对复杂零件高精度、高质量、高柔性的加工，在现代产品零件的机械加工中，采用数控加工的比例不断增加。在普通数控机床基础上，过去的数控机床主要沿精密/超精密数控机床和高速加工机床两条轨迹发展。

　　本文结合国内外文献资料和作者及其团队的部分研究工作，重点介绍和讨论高性能数控加工装备与技术的要求、高性能数控机床关键技术的研究与应用、虚拟数控加工技术以及面向零件工艺特征的虚拟数控加工力学仿真方法研究等内容。

　　高性能零件加工对数控切削加工装备与技术的要求，现代装备及产品中的高性能零件的特点体现在以下几个方面。

　　1、材料特点。

　　金属材料零件是数控加工的主要对象，各种钢、铝合金等占有很大比例，钛合金、高温合金也有一定比例，金属材料毛坯可以由铸造、锻造、预拉伸、轧制等多种工艺制成，此外，非金属材料零件（主要是复合材料和光学硬脆性材料）的数控加工量也呈现增加的趋势。

　　2、结构特点。

　　零件结构种类多样，如汽车及发动机的箱体、缸体/缸盖、盘、轴等零件，飞机壁板、梁、框、肋、缘条、长桁和接头及骨架等结构零件，航空发动机的叶片/叶盘/叶轮、机匣、盘环件等。此外，由于高性能、轻量化和高可靠性的设计要求，采用整体结构和复杂型面结构的零件比例大大增加，因此零件几何尺寸大、型面复杂、工艺特征多、壁厚小。

　　3、工艺特点。

　　由于材料选用和结构设计上的特点，高性能零件数控切削加工过程中呈现出加工精度要求高、切削加工过程材料去除量大、加工变形控制难度大等特点，对加工质量、变形控制。