畢業(yè)論文---數(shù)控車床的應(yīng)用

1、<p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b></p><p><b>　?。〝?shù)控車床的應(yīng)用）</b></p><p>　　院 系：電子信息工程系</p><p>　　專 業(yè)：數(shù)控技術(shù)</p><p>　　姓 名： </p><p>

2、　　學(xué) 號： </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p>　　2012 年 月 日</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書</p><p>　　題目： 數(shù)控車床的應(yīng)用 <

3、/p><p><b>　　主要內(nèi)容：</b></p><p><b>　　1：數(shù)控車床簡介</b></p><p><b>　　2: 數(shù)控加工工藝</b></p><p>　　3：數(shù)控車床發(fā)展背景</p><p>　　4：數(shù)控車床在我國的發(fā)展形勢</p

4、><p><b>　　5：數(shù)控車床的應(yīng)用</b></p><p><b>　　6：數(shù)控技術(shù)的未來</b></p><p><b>　　……………………</b></p><p><b>　　基本要求： </b></p><p><b

5、>　　1：重點突出</b></p><p><b>　　2：觀點鮮明</b></p><p><b>　　3: 論據(jù)充分</b></p><p><b>　　4：分析清晰</b></p><p><b>　　5：邏輯性強</b></

6、p><p>　　6：設(shè)計計算說明書一本（不少于8000字）</p><p>　　完 成 期 限： </p><p>　　指導(dǎo)教師簽章： </p><p>　　2012年 月 日</p><p><b>　　摘要</b>&l

7、t;/p><p>　　近年來，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字控制技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，尤其是機械制造業(yè)中，普通機械正逐漸被高效率、高精度、高自動化的數(shù)控機械所代替。目前國外機械設(shè)備的數(shù)控化率已達到85%以上，而我國的機械設(shè)備的數(shù)控化率不足20%，隨著我國機制行業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用，我國世界制造業(yè)加工中心地位形成，數(shù)控機床的使用、維修、維護人員在全國各工業(yè)城市都非常緊缺，再加上數(shù)控加工人員從業(yè)面非常廣，可在現(xiàn)代制

8、造業(yè)的模具、鐘表業(yè)、五金行業(yè)、中小制造業(yè)、從事相應(yīng)公司企業(yè)的電腦繪圖、數(shù)控編程設(shè)計、加工中心操作、模具設(shè)計與制造、 電火花及線切割工作，所以目前現(xiàn)有的數(shù)控技術(shù)人才無法滿足制造業(yè)的需求，而且人才市場上的這類人才儲備并不大，企業(yè)要在人才市場上尋覓合適的人才顯得比較困難，以至于導(dǎo)致模具設(shè)計、CAD/CAM工程師、數(shù)控編程、數(shù)控加工等已成為我國各人才市場招聘頻率最高的職位之一。在各種招聘會上，數(shù)控專業(yè)人才更是企業(yè)熱衷于標注“急聘”、“

9、高薪誠聘”等字樣的少數(shù)職位之一，以致出現(xiàn)了“月薪6000元難聘數(shù)控技工”，“年薪16萬元招不到數(shù)控技工”的現(xiàn)象。據(jù)報載，我國高級技工正面臨著“青黃不接”的嚴重局面，原有技工</p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)控車床，數(shù)控加工，數(shù)控車床的應(yīng)用。</p><p><b>　　目    錄</b></p><p>

10、<b>　　摘要</b></p><p>　　1.1數(shù)控車床簡介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1.2數(shù)控車床發(fā)展背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 1.3數(shù)控加工工藝．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3</p

11、><p><b>　　第二章 </b></p><p>　　2.1數(shù)控車床節(jié)能改造．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 2.2數(shù)控車床選用原則．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 2.3數(shù)控車床的安裝方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

12、．．．．．．．．．．．．．．．．7 2.4數(shù)控車床的質(zhì)量控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8</p><p>　　3.1數(shù)控車床的使用條件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9</p><p>　　3.2數(shù)控車床市場．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

13、．．．．．．．．．．．.．．.．..． 11</p><p>　　3.2數(shù)控車床的成本．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．......．.．..．.13</p><p>　　3.4我國數(shù)控車床現(xiàn)況．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15</p><p>　　3.5數(shù)控車床發(fā)展趨勢．．．．．．．

14、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17</p><p>　　結(jié)論與展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21</p><p>　　致謝．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23</p><p>　　參考文獻．．．．．．．．

15、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24</p><p><b>　　第一章</b></p><p><b>　　1.1數(shù)控車床簡介</b></p><p>　　數(shù)控車床、車削中心，是一種高精度、高效率的自動化機床。配備多工位刀塔或動力刀塔，機床就具有廣泛的加工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓

16、柱、圓弧和各種螺紋、槽、蝸桿等復(fù)雜工件，可咨詢：寧波眾鑫數(shù)控機床廠。具有直線插補、圓弧插補各種補償功能，并在復(fù)雜零件的批量生產(chǎn)中發(fā)揮 了良好的經(jīng)濟效果。</p><p><b>　　。</b></p><p>　　1.2數(shù)控車床發(fā)展背景</p><p>　　數(shù)控車床又稱為 CNC車床，即計算機數(shù)字控制車床，是目前國內(nèi)使用量最大，覆蓋面最廣的一種

17、數(shù)控機床，約占數(shù)控機床總數(shù)的25%。數(shù)控機床是集機械、電氣、液壓、氣動、微電子和信息等多項技術(shù)為一體的機電一體化產(chǎn)品。是機械制造設(shè)備中具有高精度、高效率、高自動化和高柔性化等優(yōu)點的工作母機。 </p><p>　　數(shù)控機床的技術(shù)水平高低及其在金屬切削加工機床產(chǎn)量和總擁有量的百分比是衡量一個國家國民經(jīng)濟發(fā)展和工業(yè)制造整體水平的重要標志之一。數(shù)控車床是數(shù)控機床的主要品種之一，它在數(shù)控機床中占有非常重要的位置，幾十年來

18、一直受到世界各國的普遍重視并得到了迅速的發(fā)展。</p><p><b>　　1.3數(shù)控加工工藝</b></p><p>　　一般來說數(shù)控加工工藝主要包括的內(nèi)容如下： </p><p>　　(1) 選擇并確定進行數(shù)控加工的零件及內(nèi)容； </p><p>　　(2) 對零件圖紙進行數(shù)控加工的工藝分析； </p>

19、<p>　　(3) 數(shù)控加工的工藝設(shè)計； </p><p>　　(4) 對零件圖紙的數(shù)學(xué)處理； </p><p>　　(5) 編寫加工程序單； </p><p>　　(6) 按程序單制作控制介質(zhì)； </p><p>　　(7) 程序的校驗與修改； </p><p>　　(8) 首件試加工與現(xiàn)場問題處理；

20、</p><p>　　(9) 數(shù)控加工工藝文件的定型與歸檔。 </p><p>　　被加工零件的數(shù)控加工工藝性問題涉及面很廣，下面結(jié)合編程的可能性和方便性提出一些必須分析和審查的主要內(nèi)容。 </p><p>　　1、尺寸標注應(yīng)符合數(shù)控加工的特點 </p><p>　　在數(shù)控編程中，所有點、線、面的尺寸和位置都是以編程原點為基準的。因此零件圖上

21、最好直接給出坐標尺寸，或盡量以同一基準引注尺寸。 </p><p>　　2、幾何要素的條件應(yīng)完整、準確 </p><p>　　在程序編制中，編程人員必須充分掌握構(gòu)成零件輪廓的幾何要素參數(shù)及各幾何要素間的關(guān)系。因為在自動編程時要對零件輪廓的所有幾何元素進行定義，手工編程時要計算出每個節(jié)點的坐標，無論哪一點不明確或不確定，編程都無法進行。但由于零件設(shè)計人員在設(shè)計過程中考慮不周或被忽略，常常出現(xiàn)

22、參數(shù)不全或不清楚，如圓弧與直線、圓弧與圓弧是相切還是相交或相離。所以在審查與分析圖紙時，一定要仔細，發(fā)現(xiàn)問題及時與設(shè)計人員聯(lián)系。 </p><p><b>　　3、定位基準可靠 </b></p><p>　　在數(shù)控加工中，加工工序往往較集中，以同一基準定位十分重要。因此往往需要設(shè)置一些輔助基準，或在毛坯上增加一些工藝凸臺。 </p><p>　

23、　4、統(tǒng)一幾何類型或尺寸 </p><p>　　零件的外形、內(nèi)腔最好采用統(tǒng)一的幾何類型或尺寸，這樣可以減少換刀次數(shù)，還可能應(yīng)用控制程序或?qū)Ｓ贸绦蛞钥s短程序長度。零件的形狀盡可能對稱，便于利用數(shù)控機床的鏡像加工功能來編程，以節(jié)省編程時間。 </p><p><b>　　第二章</b></p><p>　　2.1數(shù)控車床節(jié)能改造</p>

24、<p>　　數(shù)控車床在啟動時，電機的電流會比額定高5-6倍的，不但會影響電機的使用壽命而且消耗較多的電 量.系統(tǒng)在設(shè)計時在電機選型上會留有一定的余量，電機的速度是固定不變，但在實際使用過程中，有時要以較低或者較高的速度運行，因此進行變頻改造是非常有必要的。變頻器可實現(xiàn)電機軟啟動、通過改變設(shè)備輸入電壓頻率達到節(jié)能調(diào)速的目的，而且能給設(shè)備提供過流、過壓、過載等保護功能。國內(nèi)比較有名氣變頻器廠家有三.晶、英威騰等</p&g

25、t;<p>　　2.2數(shù)控車床選用原則</p><p><b>　　1. 前期準備 </b></p><p>　　確定典型零件的工藝要求、加工工件的批量，擬定數(shù)控車床應(yīng)具有的功能是做好前期準備，合理選用數(shù)控車床的前提條件 滿足典型零件的工藝要求 。 </p><p>　　典型零件的工藝要求主要是零件的結(jié)構(gòu)尺寸、加工范圍和精度要求。

26、根據(jù)精度要求，即工件的尺寸精度、定位精度和表面粗糙度的要求來選擇數(shù)控車床的控制精度。 根據(jù)可靠性來選擇，可靠性是提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的保證。數(shù)控機床的可靠性是指機床在規(guī)定條件下執(zhí)行其功能時，長時間穩(wěn)定運行而不出故障。即平均無故障時間長，即使出了故障，短時間內(nèi)能恢復(fù)，重新投入使用。選擇結(jié)構(gòu)合理、制造精良，并已批量生產(chǎn)的機床。一般，用戶越多，數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越高 </p><p>　　2.機床附件及刀具選購 <

27、;/p><p>　　機床隨機附件、備件及其供應(yīng)能力、刀具，對已投產(chǎn)數(shù)控車床、車削中心來說是十分重要的。選擇機床，需仔細考慮刀具和附件的配套性。 </p><p>　　3.注重控制系統(tǒng)的同一性 </p><p>　　生產(chǎn)廠家一般選擇同一廠商的產(chǎn)品，至少應(yīng)選購?fù)粡S商的控制系統(tǒng)，這給維修工作帶來極大的便利。教學(xué)單位，由于需要學(xué)生見多識廣，選用不同的系統(tǒng)，配備各種仿真軟件是明

28、智的選擇。 </p><p>　　4.根據(jù)性能價格比來選擇 </p><p>　　做到功能、精度不閑置、不浪費，不要選擇和自己需要無關(guān)的功能。 </p><p><b>　　5.機床的防護 </b></p><p>　　需要時，機床可配備全封閉或半封閉的防護裝置、自動排屑裝置。 </p><p>

29、　　在選擇數(shù)控車床、車削中心時，應(yīng)綜合考慮上述各項原則。</p><p>　　2.3數(shù)控車床安裝方法</p><p><b>　　1. 起吊和運輸 </b></p><p>　　機床的起吊和就位，應(yīng)使用制造廠提供的專用起吊工具，不允許采用其他方法進行。不需要專用起吊工具，應(yīng)采用鋼絲繩按照說明書規(guī)定部位起吊和就位。 </p><

30、;p><b>　　2.基礎(chǔ)及位置 </b></p><p>　　機床應(yīng)安裝在牢固的基礎(chǔ)上，位置應(yīng)遠離振源；避免陽光照射和熱輻射；放置在干燥的地方，避免潮濕和氣流的影響。機床附近若有振源，在基礎(chǔ)四周必須設(shè)置防振溝。 </p><p><b>　　3.機床的安裝 </b></p><p>　　機床放置于基礎(chǔ)上，應(yīng)在自由狀

31、態(tài)下找平，然后將地腳螺栓均勻地鎖緊。對于普通機床，水平儀讀數(shù)不超過0.04/1000mm，對于高精度的機床，水平儀不超過0.02/1000mm。在測量安裝精度時，應(yīng)在恒定溫度下進行，測量工具需經(jīng)一段定溫時間后再使用。機床安裝時應(yīng)竭力避免使機床產(chǎn)生強迫變形的安裝方法。機床安裝時不應(yīng)隨便拆下機床的某些部件，部件的拆卸可能導(dǎo)致機床內(nèi)應(yīng)力的重要新分配，從而影響機床精度。 </p><p>　　4. 試運轉(zhuǎn)前的準備<

32、/p><p>　　機床幾何精度檢驗合格后，需要對整機進行清理。用浸有清洗劑的棉布或綢布，不得用棉紗或紗布。清洗掉機床出廠時為保護導(dǎo)軌面和加工面而涂的防銹油或防銹漆。清洗機床外表面上的灰塵。在各滑動面及工作面涂以機床規(guī)定使滑油。 </p><p>　　仔細檢查機床各部位是否按要求加了油，冷卻箱中是否加足冷卻液。機床液壓站、自動間潤滑裝置的油是否到油位批示器規(guī)定的部位。 </p>&

33、lt;p>　　檢查電氣控制箱中各開關(guān)及元器件是否正常，各插裝集成電路板是否到位。 </p><p>　　通電啟動集中潤滑裝軒，使各潤滑部位及潤滑油路中充滿潤滑油。做好機床各部件動作前的一切準備。</p><p>　　2.4數(shù)控車床的質(zhì)量控制</p><p>　　如果對所用的普通車床和長時間使用的車床不進行改造，僅購買新的數(shù)控車床，則會增加許多生產(chǎn)廠家設(shè)備方面的

34、成本。所以生產(chǎn)廠家對普通車床及長時間使用的車床進行數(shù)控化改造是必經(jīng)之路。 </p><p>　　由于進行數(shù)控化改造對于改造廠家來說，較雜又亂，但如何對改造的數(shù)控機床進行質(zhì)量控制則是我們一直以來需要探討的問題，在此談一下如何進行改造數(shù)控車床的質(zhì)量控制。 </p><p>　　普通車床數(shù)控改造分為新機改造和舊機改造，新機改造是用戶購買普通車床或普通光機（指僅帶床頭箱和縱、橫向?qū)к壍能嚧玻?，改?/p>

35、廠家根據(jù)其要求進行數(shù)控化改造。舊機改造是指用戶將已經(jīng)使用過的普通車床或數(shù)控車床進行翻新并進行數(shù)控化改造。其中舊機改造包括大修車床改造和用戶舊機部件改造。在此淺談改造數(shù)控車床在機械方面的質(zhì)量控制方法、著重控制點和檢驗過程。</p><p><b>　　第三章</b></p><p>　　3.1數(shù)控車床的使用條件</p><p>　　數(shù)控車床的正常

36、使用必須滿足如下條件，機床所處位置的電源電壓波動小，環(huán)境溫度低于30攝示度，相對溫度小于80%。 </p><p>　　一. 機床位置環(huán)境要求</p><p>　　機床的位置應(yīng)遠離振源、應(yīng)避免陽光直接照射和熱輻射的影響，避免潮濕和氣流的影響。如機床附近有振源，則機床四周應(yīng)設(shè)置防振溝。否則將直接影響機床的加工精度及穩(wěn)定性，將使電子元件接觸不良，發(fā)生故障，影響機床的可靠性。 </p>

37、;<p><b>　　二. 電源要求</b></p><p>　　一般數(shù)控車床安裝在機加工車間，不僅環(huán)境溫度變化大，使用條件差，而且各種機電設(shè)備多，致使電網(wǎng)波動大。因此，安裝數(shù)控車床的位置，需要電源電壓有嚴格控制。電源電壓波動必須在允許范圍內(nèi)，并且保持相對穩(wěn)定。否則會影響數(shù)控系統(tǒng)的正常工作。 </p><p><b>　　三. 溫度條件<

38、/b></p><p>　　數(shù)控車床的環(huán)境溫度低于30攝示度，相對溫度小于80%。一般來說，數(shù)控電控箱內(nèi)部設(shè)有排風(fēng)扇或冷風(fēng)機，以保持電子元件，特別是中央處理器工作溫度恒定或溫度差變化很小。過高的溫度和濕度將導(dǎo)致控制系統(tǒng)元件壽命降低，并導(dǎo)致故障增多。溫度和濕度的增高，灰塵增多會在集成電路板產(chǎn)生粘結(jié)，并導(dǎo)致短路。 </p><p>　　四. 按說明書的規(guī)定使用機床</p>

39、<p>　　用戶在使用機床時，不允許隨意改變控制系統(tǒng)內(nèi)制造廠設(shè)定的參數(shù)。這些參數(shù)的設(shè)定直接關(guān)系到機床各部件動態(tài)特征。只有間隙補償參數(shù)數(shù)值可根據(jù)實際情況予以調(diào)整。 </p><p>　　用戶不能隨意更換機床附件，如使用超出說明書規(guī)定的液壓卡盤。制造廠在設(shè)置附件時，充分考慮各項環(huán)節(jié)參數(shù)的匹配。盲目更換造成各項環(huán)節(jié)參數(shù)的不匹配，甚至造成估計不到的事故。 </p><p>　　使用液壓卡

40、盤、液壓刀架、液壓尾座、液壓油缸的壓力，都應(yīng)在許用應(yīng)力范圍內(nèi)，不允許任意提高。</p><p><b>　　3.2數(shù)控車床市場</b></p><p>　　中國是制造大國，國內(nèi)數(shù)控車床市場很大。國內(nèi)的數(shù)控車床生產(chǎn)商也都各有特點，競爭市場。這就形成了兩種大概類型，一種是大型生產(chǎn)商，特點是質(zhì)量好，價格貴；一種是小型生產(chǎn)商，特點是物美價廉。 　　</p>&l

41、t;p>　　隨著中國的研發(fā)制造能力的不斷提高，中國漸漸地從進口數(shù)控車床到出口，表明我國的數(shù)控業(yè)發(fā)展的強勁勢頭。</p><p>　　3.3數(shù)控車床的成本</p><p>　　機床的成本主要包括機械部件的成本和控制系統(tǒng)的成本。不同功能的機床，其機械部件的加工制造成本必然不同，比如說，用來加工航空部件的龍門，由于其加工對象具有細長的特點，需要機床本身的至少長度達到工件，這樣起極限原料及制

42、造成本自然會提高。另外對于一些對精度要求較高的機床，其精密機械采購成本也會有額外的提高。如果有特殊的功能要求，需要增加滿足要求的特殊部件，則增加了成本。 </p><p>　　而控制系統(tǒng)的成本則完全是由機床的功能決定的。比如說機床設(shè)計用來加工固定的簡單的輪廓和用來加工航空葉片所需要使用的系統(tǒng)的價錢完全不在一個檔次上，另外，如果對機床加工的速度還有額外要求，那么就有可能需要采購更高轉(zhuǎn)速的主軸電機或者電主軸，而進給電

43、機則需要改用直線電機，這些都是提高成本的地方。 </p><p>　　而有一些機床廠本身適應(yīng)市場，提出了許多方便加工的功能。通過這些功能可以讓客戶提高生產(chǎn)效率，獲得更大的利潤。這樣機床廠就可以在其成本的基礎(chǔ)上再增加額外的附加成本，客戶也會欣然接受，而支付的。 </p><p>　　一些小的機床廠生產(chǎn)的機床往往是由很少附加價值或者根本沒有附加價值的，他們的價格基本上就是如實反映了機床硬件采購

44、與加工的成本，只有一些國際大廠，他們通過在機床上增加更多人性的、方便的功能，才能在機床的銷售價格中增加附加價值，并得到客戶的認可——也就是銷售出去。 </p><p>　　至于國內(nèi)和國外機床廠的區(qū)別主要也就在這個附加價值的方面，國外機床大廠（也包括一些國內(nèi)機床大廠）往往在產(chǎn)品中增加一些附加的，方便實用的功能來提高客戶的工作效率；另外這些大廠的產(chǎn)品定位也非產(chǎn)明確。而反觀國內(nèi)一些小一些的廠家，產(chǎn)品系列缺乏規(guī)劃性，而且

45、附加值很小甚至沒有。</p><p>　　3.4我國數(shù)控車床現(xiàn)況</p><p>　　目前，國家制定了一些政策，鼓勵國民使用國產(chǎn)數(shù)控機床，各廠家也在努力追趕。國內(nèi)買機床最多的是軍工企業(yè)，一個購買計劃里，80％是進口，國產(chǎn)機床滿足不了需要。今后五年內(nèi)，這個趨勢不會改變。不過就目前國內(nèi)的需要來講，我國的數(shù)控機床目前能滿足中低檔產(chǎn)品的訂貨。近來隨著中國的經(jīng)濟發(fā)展，也引起了世界一些主要機床廠商的注

46、意，2000年，日本最大的機床制造商“馬扎克”在中國銀川設(shè)立了一家數(shù)控機床合資廠，據(jù)說制造水平相當高，號稱“智能化、網(wǎng)絡(luò)化”工廠，和世界同步。今年日本另外一家大機床廠大隈公司在北京設(shè)立了一家能年產(chǎn)1000臺數(shù)控機床的控股公司，德國的一家很有名的企業(yè)也在上海設(shè)立了工廠。</p><p>　　3.5數(shù)控車床發(fā)展趨勢</p><p>　　數(shù)控機床以其卓越的柔性自動化的性能、優(yōu)異而穩(wěn)定的精度、靈捷

47、而多樣化的功能引起世人矚目，它開創(chuàng)了機械產(chǎn)品向機電一體化發(fā)展的先河，成為先進制造技術(shù)中的一項核心技術(shù)。數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)的突飛猛進為數(shù)控機床的技術(shù)進步提供了條件。當前，數(shù)控機床的發(fā)展主要體現(xiàn)為以下幾方面：</p><p><b>　　1 高速、高效</b></p><p>　　機床向高速化方向發(fā)展，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且還可提高零件的表面加工質(zhì)量和精度

48、。超高速加工技術(shù)對制造業(yè)實現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低成本生產(chǎn)有廣泛的適用性。20 世紀90 年代以來，歐、美、日各國爭相開發(fā)應(yīng)用新一代高速數(shù)控機床，加快機床高速化發(fā)展步伐。高速主軸單元（電主軸，轉(zhuǎn)速15000 － 100000r/min）、高速且高加/減速度的進給運動部件（快移速度60～120m/min，切削進給速度高達60m/min）、高性能數(shù)控和伺服系統(tǒng)以及數(shù)控工具系統(tǒng)都出現(xiàn)了新的突破，達到了新的技術(shù)水平。隨著超高速切削機理、超硬耐磨長壽命刀

49、具材料和磨料磨具，大功率高速電主軸、高加/減速度直線電機驅(qū)動進給部件以及高性能控制系統(tǒng)（含監(jiān)控系統(tǒng)）和防護裝置等一系列技術(shù)領(lǐng)域中關(guān)鍵技術(shù)的解決，為開發(fā)應(yīng)用新一代高速數(shù)控機床提供了技術(shù)基礎(chǔ)。目前，在超高速加工中，車削和銑削的切削速度已達到5000～8000m/min以上；主軸轉(zhuǎn)數(shù)在30000 轉(zhuǎn)/分（有的高達10 萬r/min）以上；工作臺的移動速度（進給速度）：在分辨率為1 微米時，在100m/min（有的到200m/min） 以上，在

50、分辨率為0.1 m 時</p><p><b>　　2 高精度</b></p><p>　　從精密加工發(fā)展到超精密加工，是世界各工業(yè)強國致力發(fā)展的方向。其精度從微米級到亞微米級，乃至納米級（#lt;10nm），其應(yīng)用范圍日趨廣泛。當前，在機械加工高精度的要求下，普通級數(shù)控機床的加工精度已由±10 m 提高到±5 m；精密級加工中心的加工精度則從&#

51、177;3～5 m，提高到±1～1.5 m，甚至更高；超精密加工精度進入納米級（0.001m），主軸回轉(zhuǎn)精度要求達到0.01～0.05 m，加工圓度為0.1m，加工表面粗糙度Ra=0.003 微米等。這些機床一般都采用矢量控制的變頻驅(qū)動電主軸（電機與主軸一體化），主軸徑向跳動小于2 m，軸向竄動小于1 m，軸系不平衡度達到G0.4 級。高速高精加工機床的進給驅(qū)動，主要有#quot;回轉(zhuǎn)伺服電機加精密高速滾珠絲杠#quot;和#

52、quot;直線電機直接驅(qū)動#quot;兩種類型。此外，新興的并聯(lián)機床也易于實現(xiàn)高速進給。滾珠絲杠由于工藝成熟，應(yīng)用廣泛，不僅精度能達到較高（ISO34081 級），而且實現(xiàn)高速化的成本也相對較低，所以迄今仍為許多高速加工機床所采用。當前使用滾珠絲杠驅(qū)動的高速加工機床最大移動速度90m/min，加速度1.5g。滾珠絲杠屬機</p><p><b>　　3 高可靠性</b></p>

53、<p>　　隨著數(shù)控機床網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的發(fā)展，數(shù)控機床的高可靠性已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)制造商和數(shù)控機床制造商追求的目標。對于每天工作兩班的無人工廠而言，如果要求在16 小時內(nèi)連續(xù)正常工作，無故障率在P（t）＝ 99%以上，則數(shù)控機床的平均無故障運行時間MTBF 就必須大于3000 小時。我們只對一臺數(shù)控機床而言，如主機與數(shù)控系統(tǒng)的失效率之比為10:1（數(shù)控的可靠比主機高一個數(shù)量級）。此時數(shù)控系統(tǒng)的MTBF 就要大于33333.3 小時

54、，而其中的數(shù)控裝置、主軸及驅(qū)動等的MTBF 就必須大于10 萬小時。當前國外數(shù)控裝置的MTBF 值已達6000 小時以上，驅(qū)動裝置達30000 小時以上，但是，可以看到距理想的目標還有差距。</p><p><b>　　4 復(fù)合化</b></p><p>　　在零件加工過程中有大量的無用時間消耗在工件搬運、上下料、安裝調(diào)整、換刀和主軸的升、降速上，為了盡可能降低這些無

55、用時間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺機床上，因此，復(fù)合功能的機床成為近年來發(fā)展很快的機種。柔性制造范疇的機床復(fù)合加工概念是指將工件一次裝夾后，機床便能按照數(shù)控加工程序，自動進行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，以完成一個復(fù)雜形狀零件的主要乃至全部車、銑、鉆、鏜、磨、攻絲、鉸孔和擴孔等多種加工工序。就棱體類零件而言，加工中心便是最典型的進行同一類工藝方法多工序復(fù)合加工的機床。事實證明，機床復(fù)合加工能提高加工精度和加工效率

56、，節(jié)省占地面積特別是能縮短零件的加工周期。</p><p><b>　　5 多軸化</b></p><p>　　隨著5 軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)和編程軟件的普及，5 軸聯(lián)動控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當前的一個開發(fā)熱點，由于在加工自由曲面時，5 軸聯(lián)動控制對球頭銑刀的數(shù)控編程比較簡單，并且能使球頭銑刀在銑削3 維曲面的過程中始終保持合理的切速，從而顯著改善加工表面的粗糙度和

57、大幅度提高加工效率，而在3 軸聯(lián)動控制的機床無法避免切速接近于零的球頭銑刀端部參予切削，因此，5 軸聯(lián)動機床以其無可替代的性能優(yōu)勢已經(jīng)成為各大機床廠家積極開發(fā)和競爭的焦點。最近，國外還在研究6 軸聯(lián)動控制使用非旋轉(zhuǎn)刀具的加工中心，雖然其加工形狀不受限制且切深可以很薄，但加工效率太低一時尚難實用化。</p><p><b>　　6 智能化</b></p><p>　　智

58、能化是21 世紀制造技術(shù)發(fā)展的一個大方向。智能加工是一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和理論的加工，它是要在加工過程中模擬人類專家的智能活動，以解決加工過程許多不確定性的、要由人工干預(yù)才能解決的問題。智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量的智能化，如自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數(shù)的自適應(yīng)運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化

59、操作的智能化，如智能化的自動編程，智能化的人機界面等；智能診斷、智能監(jiān)控，方便系統(tǒng)的診斷及維修等。世界上正在進行研究的智能化切削加工系統(tǒng)很多，其中日本智能化數(shù)控裝置研究會針對鉆削的智能加工方案具有代表性。</p><p><b>　　7 網(wǎng)絡(luò)化</b></p><p>　　數(shù)控機床的網(wǎng)絡(luò)化，主要指機床通過所配裝的數(shù)控系統(tǒng)與外部的其它控制系統(tǒng)或上位計算機進行網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)

60、絡(luò)控制。數(shù)控機床一般首先面向生產(chǎn)現(xiàn)場和企業(yè)內(nèi)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 技術(shù)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟和發(fā)展，最近業(yè)界又提出了數(shù)字制造的概念。數(shù)字制造，又稱#quot;e-制造#quot;，是機械制造企業(yè)現(xiàn)代化的標志之一，也是國際先進機床制造商當今標準配置的供貨方式。隨著信息化技術(shù)的大量采用，越來越多的國內(nèi)用戶在進口數(shù)控機床時要求具有遠程通訊服務(wù)等功能。機械制造企業(yè)在普遍采用CAD/

61、CAM的基礎(chǔ)上，越加廣泛地使用數(shù)控加工設(shè)備。數(shù)控應(yīng)用軟件日趨豐富和具有#quot;人性化#quot;。虛擬設(shè)計、虛擬制造等高端技術(shù)也越來越多地為工程技術(shù)人員所追求。通過軟件智能替代復(fù)雜的硬件，正在成為當代機床發(fā)展的重要趨勢。在數(shù)字制造的目標下，通過流程再造和信息化改造，ERP 等一批先進企業(yè)管理軟件已經(jīng)脫穎而出，為企業(yè)創(chuàng)造出更高的經(jīng)濟效益。</p><p><b>　　8 柔性化</b>&l

62、t;/p><p>　　數(shù)控機床向柔性自動化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢是：從點（數(shù)控單機、加工中心和數(shù)控復(fù)合加工機床）、線（FMC、FMS、FTL、FML）向面（工段車間獨立制造島、FA）、體（CIMS、分布式網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng)）的方向發(fā)展，另一方面向注重應(yīng)用性和經(jīng)濟性方向發(fā)展。柔性自動化技術(shù)是制造業(yè)適應(yīng)動態(tài)市場需求及產(chǎn)品迅速更新的主要手段，是各國制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢，是先進制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)。其重點是以提高系統(tǒng)的可靠性、實用化為提

63、，以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標；注重加強單元技術(shù)的開拓、完善；CNC 單機向高精度、高速度和高柔性方向發(fā)展；數(shù)控機床及其構(gòu)成柔性制造系統(tǒng)能方便地與CAD、CAM、CAPP、MTS 聯(lián)結(jié)，向信息集成方向發(fā)展；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向開放、集成和智能化方向發(fā)展。</p><p><b>　　9 綠色化</b></p><p>　　21 世紀的金切機床必須把環(huán)保和節(jié)能放在重要位置，即要實現(xiàn)切削

64、加工工藝的綠色化。目前這一綠色加工工藝主要集中在不使用切削液上，這主要是因為切削液既污染環(huán)境和危害工人健康，又增加資源和能源的消耗。干切削一般是在大氣氛圍中進行，但也包括在特殊氣體氛圍中（氮氣中、冷風(fēng)中或采用干式靜電冷卻技術(shù)）不使用切削液進行的切削。不過，對于某些加工方式和工件組合，完全不使用切削液的干切削目前尚難與實際應(yīng)用，故又出現(xiàn)了使用極微量潤滑（MQL） 的準干切削。目前在歐洲的大批量機械加工中，已有10～15%的加工使用了干和準

65、干切削。對于面向多種加工方法/工件組合的加工中心之類的機床來說，主要是采用準干切削，通常是讓極微量的切削油與壓縮空氣的混合物經(jīng)由機床主軸與工具內(nèi)的中空通道噴向切削區(qū)。在各類金切機床中，采用干切削最多的是滾齒機。總之，數(shù)控機床技術(shù)的進步和發(fā)展為現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展提供了良好的條件，促使制造業(yè)向著高效、優(yōu)質(zhì)以及人性化的方向發(fā)展?？梢灶A(yù)見，隨著數(shù)控機床技術(shù)的發(fā)展和數(shù)控機床的廣泛應(yīng)用，制造業(yè)將迎來一次足以撼動傳統(tǒng)制造業(yè)模式的深刻革命。</p&

66、gt;<p><b>　　結(jié)論與展望</b></p><p>　　2003年開始，中國就成了全球最大的機床消費國，也是世界上最大的數(shù)控機床進口國。目前正在提高機械加工設(shè)備的數(shù)控化率，1999年，我們國家機械加工設(shè)備數(shù)控華率是5－8％，目前預(yù)計是15－20％之間。 一、 什么是數(shù)控機床 車、銑、刨、磨、鏜、鉆、電火花、剪板、折彎、激光切割等等都是機械加工方法，所謂機械加工，就是把

67、金屬毛坯零件加工成所需要的形狀，包含尺寸精度和幾何精度兩個方面。能完成以上功能的設(shè)備都稱為機床，數(shù)控機床就是在普通機床上發(fā)展過來的，數(shù)控的意思就是數(shù)字控制。給機床裝上數(shù)控系統(tǒng)后，機床就成了數(shù)控機床。當然，普通機床發(fā)展到數(shù)控機床不只是加裝系統(tǒng)這么簡單，例如：從銑床發(fā)展到加工中心，機床結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，最主要的是加了刀庫，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是銑、鏜、鉆的功能。 我們一般所說的數(shù)控設(shè)備，主要是指數(shù)控車床和加工中心。 我國目前各

68、種門類的數(shù)控機床都能生產(chǎn)，水平參差不齊，有的是世界水平，有的比國外落后10－15年，但如果國家支持，追趕起來也不是什么問題，例如：去年，沈陽機床集團收購了德國西思機床公司，意義很大，如果大力消化技術(shù)，可以縮短不少差距。大連機床公司也從德國引進了不</p><p><b>　　致謝</b></p><p><b>　　致謝</b></p>

69、;<p>　　行文至此，我的這篇論文已接近尾聲；歲月如梭，我四年的大學(xué)時光也即將敲響結(jié)束的鐘聲。離別在即，站在人生的又一個轉(zhuǎn)折點上，心中難免思緒萬千，一種感恩之情油然而生。</p><p>　　生我者父母。感謝生我養(yǎng)我，含辛茹苦的父母。是你們，為我的學(xué)習(xí)創(chuàng)造了條件；是你們，一如既往的站在我的身后默默的支持著我。沒有你們就不會有我的今天。謝謝你們，我的父親母親！</p><p>

70、;　　育我成才者老師。感謝我的指導(dǎo)老師，這篇論文是在xx老師的的悉心指導(dǎo)與鼓勵下完成的。xx老師為我提供了良好的實驗條件，在申請和開展項目、參加學(xué)術(shù)會議、撰寫論文等方面提供了很多專業(yè)性的指導(dǎo)。x老師淵博的學(xué)識、嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、精益求精的工作作風(fēng)和誨人不倦的高尚師德，都將深深地感染和激勵著我。在三年的實驗室時光里，x老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以悉心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹向馬老師致以誠摯的感謝！</p>

71、<p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]李洪    實用機床設(shè)計手冊  北京： 機械工業(yè)出版社  1997</p><p>　　[2]杜君文 鄧廣敏    數(shù)控技術(shù)  天津：天津大學(xué)出版社  2002年

72、</p><p>　　[3]成大先        機械設(shè)計圖冊   北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2003</p><p>　　[4]王炳實      機床電氣控制   北京：機械工業(yè)出版社  200

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