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第两千七百七十章 两个设计方案（第1页）

国产替代，解决卡脖子问题，绕开巴统，这是一道巨大的命题。

现代工业在地球村这个概念的推动下，让一个国家全面把控一个产业上下游全套体系的产业链，本来就是一个“投入产出比”不高的想法。

正确的做法就是所有国家一起分工协作，各自完成各自最擅长领域的事情，然后取长补短互通有无，最后实现人类社会劳动生产率的巨大提升。

当然这是世界大同后才会出现的场景，而现实世界里，则是完全相反的操作。

体系这个东西本来就不可能一蹴而就，就拿机床行业来说，国内的机床与世界先进水平的差距还是有些大的，主要就是差在关键精度器件，强度器件以及控制系统上。

前两者需要强大的工业基础与积累，还需要有精度极高的母机才能变成现实，而且属于传统工业范畴，在落后西方百年的情况下重新追赶，周至认为，追到了现在这个程度，已经是新中国工业人呕心沥血的结果，不能要求更高了。

破局的办法在哪里？

其实周至已经在一些方面做出了表率，那就是集中力量进行局部突破，并且迅速形成知识产权和市场垄断优势，然后利用自己手中的新兴技术，和相关方面进行合作和交换。

资本是逐利的，只要能让它获利，什么政治障碍，种族偏见，意识鸿沟，都是可以忽视的。

周至搞出瀚文大字库以后，就有了在全球范围实现亚洲表意文字统一的标准，以此邀请统一码组织这个协议控制着，以及微软，unix，ios几个协议使用大厂参与蛋糕分享，并且对他们提出一丁点让利分享各自成果的要求，就是顺理成章的事情了。

类似的事情还有以代工开发面向对象程序语言为代价，换取微软部分多媒体协议的使用授权和窗口对象包专利的使用权；以及用闪存，vcd，dvd的产权协议吸引三星索尼交换晶圆生产线升级，流片封装知识产权，音视频渲染协议知识产权，都是如此。

五轴联动加工机床属于巴统禁售之列，但是如果将机床拆分开来看，中国目前还无法实现国产替代的部件如高精度步进电机，夹具，滚珠丝杠等，却又没有在禁售的名单里边。

哪怕是最高精度的那一批在，但是还有次级替代品可以选购。

也就是说巴统协议也并没有办法将中国能够走的路子尽数堵死，毕竟西方公司也是要吃饭，要谋求利润的。

当然还有一点就是西方赤裸裸的傲慢，他们料定中国无法自行设计出最关键的东西——机床数字化控制系统。

这个系统要构建起来相当复杂，但是原理本身却很简单，就是利用两个刀头的环形轴和两个关联工作台的三向控制轴，可以实现在立方体六个面里，除了固定面外，其余五个方向的自由车铣。

实现的方法就是让零件在工作台上灵活调整方向，配合上可以移动空间位置的刀头，就好像人手持一个菠萝，拿小刀一个个掏眼的动作，实现工件的加工。

但是这个方法的前提，是要有一套软件，可以将设计好的工件文件输入到其中，再将之转化为在时间维度上的工件方向，位置以及刀头所在方向和位置的一套关联动作的工艺文件。

这还是仅仅是运动轨迹的转化，还有很多的细节比如吃刀深度极限，车削速度极限等方面，还有就是精度控制，这是一套非常复杂的体系。

“五轴联动加工中心有高效率、高精度的特点，工件一次装加就可完成五面体的加工。若配以五轴联动数控系统，便可以对复杂的空间曲面进行高精度加工，更能够适应像汽车零部件、大型门锁构件等现代模具的加工。”李大成说道：“我们和秦所长共同研究了资料后，感觉还是采用最简洁的工作台回转轴方式设计，比较符合我们目前的技术条件。”

“工作台设置在机床上，可以环绕x轴回转，定义为a轴，a轴一般工作范围+30度至-120度。工作台的中间还设有一个回转台，在特定位置上环绕z轴回转，定义为c轴，c轴都是360度回转。通过a轴与c轴的组合，固定在工作台上的工件除了底面之外，其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。”

这个思路和周至最先想出来的思路一致，周至都能够想出大致模样来的方案，的确应该是最简单的方案了。

“a轴和c轴最小分度值一般为0.001度，这样又可以把工件细分成任意角度，加工出倾斜面、倾斜孔等。”刘大川说道：“a轴和c轴两条曲线轴如与xyz三直线轴联动，就可加工出复杂的空间曲面。”

“这种设置方式的优点是主轴的结构比较简单，主轴刚性非常好，技术可以直接从传统机床技术上移植过来，制造成本还非常低。”

“缺点就是当a轴回转大于等于90度时，工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩，所以工作台不能设计得太大，承重也比较小。”

“另外一种则是目前国外的主流，依靠立式主轴头的回转，主轴前端夹具是一个回转头，能自行对z轴进行360度环绕，成为c轴。”

“而回转头自身还有带一个可环绕x轴旋转的a轴，一般可达±90度以上，两者结合起来，也可以实现五轴联动的功能。”

“这种设计的优点是主轴加工非常灵活，工作台也可以设计的非常大，现在国外飞机庞大的机身、巨大的发动机壳都可以在这类加工中心上加工。”

“这种结构还有一大优点，就是我们在使用球面铣刀加工曲面，当刀具中心线垂直于加工面时，由于球面铣刀的线速度为零，切出的工件表面质量会很差。”

“采用主轴回转的设计后，只需要让主轴相对工件转过一个角度，就可以使球面铣刀避开切削，保证有一定的线速度，便可以大大提高表面加工质量。”

“这种设计对于高精度模具加工是具备绝大优势的，但是设计难度却太大，回转结构十分复杂，步进和伺服精度异常搞，必须配置圆光栅尺反馈模块，以保障分度精度都在几秒以内，此外这类主轴的制造成本也较高。”

（本章完）

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