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文檔簡(jiǎn)介
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(hào): </p><p> 指導(dǎo)老師: </p><p> 2012 年 月 日</p><p> 畢業(yè)設(shè)計(jì)(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(jiǎn)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(guó)的發(fā)展形勢(shì)</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(lái)</b></p><p><b> ……………………</b></p><p><b> 基本要求: </b></p><p><b
5、> 1:重點(diǎn)突出</b></p><p><b> 2:觀點(diǎn)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(qiáng)</b></
6、p><p> 6:設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)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(lái),隨著計(jì)算機(jī)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(gè)領(lǐng)域,尤其是機(jī)械制造業(yè)中,普通機(jī)械正逐漸被高效率、高精度、高自動(dòng)化的數(shù)控機(jī)械所代替。目前國(guó)外機(jī)械設(shè)備的數(shù)控化率已達(dá)到85%以上,而我國(guó)的機(jī)械設(shè)備的數(shù)控化率不足20%,隨著我國(guó)機(jī)制行業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用,我國(guó)世界制造業(yè)加工中心地位形成,數(shù)控機(jī)床的使用、維修、維護(hù)人員在全國(guó)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(jì)、加工中心操作、模具設(shè)計(jì)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(wú)法滿足制造業(yè)的需求,而且人才市場(chǎng)上的這類人才儲(chǔ)備并不大,企業(yè)要在人才市場(chǎng)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(jì)、CAD/CAM工程師、數(shù)控編程、數(shù)控加工等已成為我國(guó)各人才市場(chǎng)招聘頻率最高的職位之一。在各種招聘會(huì)上,數(shù)控專業(yè)人才更是企業(yè)熱衷于標(biāo)注“急聘”、“
9、高薪誠(chéng)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(wàn)元招不到數(shù)控技工”的現(xiàn)象。據(jù)報(bào)載,我國(guó)高級(jí)技工正面臨著“青黃不接”的嚴(yán)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(jiǎn)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(chǎng)..........................
13、................... 11</p><p> 3.2數(shù)控車床的成本..........................................13</p><p> 3.4我國(guó)數(shù)控車床現(xiàn)況............................................15</p><p> 3.5數(shù)控車床發(fā)展趨勢(shì).......
14、.....................................17</p><p> 結(jié)論與展望.......................................21</p><p> 致謝..................................................23</p><p> 參考文獻(xiàn)........
15、..................................24</p><p><b> 第一章</b></p><p><b> 1.1數(shù)控車床簡(jiǎn)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(dòng)化機(jī)床。配備多工位刀塔或動(dòng)力刀塔,機(jī)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(jī)床廠。具有直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)各種補(bǔ)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(jì)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(jì)算機(jī)數(shù)字控制車床,是目前國(guó)內(nèi)使用量最大,覆蓋面最廣的一種
17、數(shù)控機(jī)床,約占數(shù)控機(jī)床總數(shù)的25%。數(shù)控機(jī)床是集機(jī)械、電氣、液壓、氣動(dòng)、微電子和信息等多項(xiàng)技術(shù)為一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品。是機(jī)械制造設(shè)備中具有高精度、高效率、高自動(dòng)化和高柔性化等優(yōu)點(diǎn)的工作母機(jī)。 </p><p> 數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平高低及其在金屬切削加工機(jī)床產(chǎn)量和總擁有量的百分比是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)制造整體水平的重要標(biāo)志之一。數(shù)控車床是數(shù)控機(jī)床的主要品種之一,它在數(shù)控機(jī)床中占有非常重要的位置,幾十年來(lái)
18、一直受到世界各國(guó)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(lái)說(shuō)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(jìn)行數(shù)控加工的零件及內(nèi)容; </p><p> (2) 對(duì)零件圖紙進(jìn)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(jì); </p><p> (4) 對(duì)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(yàn)與修改; </p><p> (8) 首件試加工與現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)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(wèn)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(biāo)注應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn) </p><p> 在數(shù)控編程中,所有點(diǎn)、線、面的尺寸和位置都是以編程原點(diǎn)為基準(zhǔn)的。因此零件圖上
21、最好直接給出坐標(biāo)尺寸,或盡量以同一基準(zhǔn)引注尺寸。 </p><p> 2、幾何要素的條件應(yīng)完整、準(zhǔn)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?yàn)樵谧詣?dòng)編程時(shí)要對(duì)零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義,手工編程時(shí)要計(jì)算出每個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo),無(wú)論哪一點(diǎn)不明確或不確定,編程都無(wú)法進(jìn)行。但由于零件設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)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(shí),一定要仔細(xì),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)與設(shè)計(jì)人員聯(lián)系。 </p><p><b> 3、定位基準(zhǔn)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(zhǔn)定位十分重要。因此往往需要設(shè)置一些輔助基準(zhǔn),或在毛坯上增加一些工藝凸臺(tái)。 </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(zhǎng)度。零件的形狀盡可能對(duì)稱,便于利用數(shù)控機(jī)床的鏡像加工功能來(lái)編程,以節(jié)省編程時(shí)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(dòng)時(shí),電機(jī)的電流會(huì)比額定高5-6倍的,不但會(huì)影響電機(jī)的使用壽命而且消耗較多的電 量.系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)在電機(jī)選型上會(huì)留有一定的余量,電機(jī)的速度是固定不變,但在實(shí)際使用過(guò)程中,有時(shí)要以較低或者較高的速度運(yùn)行,因此進(jìn)行變頻改造是非常有必要的。變頻器可實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟啟動(dòng)、通過(guò)改變?cè)O(shè)備輸入電壓頻率達(dá)到節(jié)能調(diào)速的目的,而且能給設(shè)備提供過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)載等保護(hù)功能。國(guó)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(zhǔn)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(zhǔn)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(lái)選擇數(shù)控車床的控制精度。 根據(jù)可靠性來(lái)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(jī)床的可靠性是指機(jī)床在規(guī)定條件下執(zhí)行其功能時(shí),長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行而不出故障。即平均無(wú)故障時(shí)間長(zhǎng),即使出了故障,短時(shí)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(jī)床。一般,用戶越多,數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越高 </p><p> 2.機(jī)床附件及刀具選購(gòu) <
27、;/p><p> 機(jī)床隨機(jī)附件、備件及其供應(yīng)能力、刀具,對(duì)已投產(chǎn)數(shù)控車床、車削中心來(lái)說(shuō)是十分重要的。選擇機(jī)床,需仔細(xì)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(gòu)?fù)粡S商的控制系統(tǒng),這給維修工作帶來(lái)極大的便利。教學(xué)單位,由于需要學(xué)生見多識(shí)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(jià)格比來(lái)選擇 </p><p> 做到功能、精度不閑置、不浪費(fèi),不要選擇和自己需要無(wú)關(guān)的功能。 </p><p><b> 5.機(jī)床的防護(hù) </b></p><p> 需要時(shí),機(jī)床可配備全封閉或半封閉的防護(hù)裝置、自動(dòng)排屑裝置。 </p><p>
29、 在選擇數(shù)控車床、車削中心時(shí),應(yīng)綜合考慮上述各項(xiàng)原則。</p><p> 2.3數(shù)控車床安裝方法</p><p><b> 1. 起吊和運(yùn)輸 </b></p><p> 機(jī)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(jìn)行。不需要專用起吊工具,應(yīng)采用鋼絲繩按照說(shuō)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(jī)床應(yīng)安裝在牢固的基礎(chǔ)上,位置應(yīng)遠(yuǎn)離振源;避免陽(yáng)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(jī)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(jī)床的安裝 </b></p><p> 機(jī)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(duì)于普通機(jī)床,水平儀讀數(shù)不超過(guò)0.04/1000mm,對(duì)于高精度的機(jī)床,水平儀不超過(guò)0.02/1000mm。在測(cè)量安裝精度時(shí),應(yīng)在恒定溫度下進(jìn)行,測(cè)量工具需經(jīng)一段定溫時(shí)間后再使用。機(jī)床安裝時(shí)應(yīng)竭力避免使機(jī)床產(chǎn)生強(qiáng)迫變形的安裝方法。機(jī)床安裝時(shí)不應(yīng)隨便拆下機(jī)床的某些部件,部件的拆卸可能導(dǎo)致機(jī)床內(nèi)應(yīng)力的重要新分配,從而影響機(jī)床精度。 </p><p> 4. 試運(yùn)轉(zhuǎn)前的準(zhǔn)備<
32、/p><p> 機(jī)床幾何精度檢驗(yàn)合格后,需要對(duì)整機(jī)進(jìn)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(jī)床出廠時(shí)為保護(hù)導(dǎo)軌面和加工面而涂的防銹油或防銹漆。清洗機(jī)床外表面上的灰塵。在各滑動(dòng)面及工作面涂以機(jī)床規(guī)定使滑油。 </p><p> 仔細(xì)檢查機(jī)床各部位是否按要求加了油,冷卻箱中是否加足冷卻液。機(jī)床液壓站、自動(dòng)間潤(rùn)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(dòng)集中潤(rùn)滑裝軒,使各潤(rùn)滑部位及潤(rùn)滑油路中充滿潤(rùn)滑油。做好機(jī)床各部件動(dòng)作前的一切準(zhǔn)備。</p><p> 2.4數(shù)控車床的質(zhì)量控制</p><p> 如果對(duì)所用的普通車床和長(zhǎng)時(shí)間使用的車床不進(jìn)行改造,僅購(gòu)買新的數(shù)控車床,則會(huì)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(duì)普通車床及長(zhǎng)時(shí)間使用的車床進(jìn)行數(shù)控化改造是必經(jīng)之路。 </p><p> 由于進(jìn)行數(shù)控化改造對(duì)于改造廠家來(lái)說(shuō),較雜又亂,但如何對(duì)改造的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行質(zhì)量控制則是我們一直以來(lái)需要探討的問(wèn)題,在此談一下如何進(jìn)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(jī)改造和舊機(jī)改造,新機(jī)改造是用戶購(gòu)買普通車床或普通光機(jī)(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(jìn)行數(shù)控化改造。舊機(jī)改造是指用戶將已經(jīng)使用過(guò)的普通車床或數(shù)控車床進(jìn)行翻新并進(jìn)行數(shù)控化改造。其中舊機(jī)改造包括大修車床改造和用戶舊機(jī)部件改造。在此淺談改造數(shù)控車床在機(jī)械方面的質(zhì)量控制方法、著重控制點(diǎn)和檢驗(yàn)過(guò)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(jī)床所處位置的電源電壓波動(dòng)小,環(huán)境溫度低于30攝示度,相對(duì)溫度小于80%。 </p><p> 一. 機(jī)床位置環(huán)境要求</p><p> 機(jī)床的位置應(yīng)遠(yuǎn)離振源、應(yīng)避免陽(yáng)光直接照射和熱輻射的影響,避免潮濕和氣流的影響。如機(jī)床附近有振源,則機(jī)床四周應(yīng)設(shè)置防振溝。否則將直接影響機(jī)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(jī)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(jī)加工車間,不僅環(huán)境溫度變化大,使用條件差,而且各種機(jī)電設(shè)備多,致使電網(wǎng)波動(dòng)大。因此,安裝數(shù)控車床的位置,需要電源電壓有嚴(yán)格控制。電源電壓波動(dòng)必須在允許范圍內(nèi),并且保持相對(duì)穩(wěn)定。否則會(huì)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(duì)溫度小于80%。一般來(lái)說(shuō),數(shù)控電控箱內(nèi)部設(shè)有排風(fēng)扇或冷風(fēng)機(jī),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(guò)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(huì)在集成電路板產(chǎn)生粘結(jié),并導(dǎo)致短路。 </p><p> 四. 按說(shuō)明書的規(guī)定使用機(jī)床</p>
39、<p> 用戶在使用機(jī)床時(shí),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(jī)床各部件動(dòng)態(tài)特征。只有間隙補(bǔ)償參數(shù)數(shù)值可根據(jù)實(shí)際情況予以調(diào)整。 </p><p> 用戶不能隨意更換機(jī)床附件,如使用超出說(shuō)明書規(guī)定的液壓卡盤。制造廠在設(shè)置附件時(shí),充分考慮各項(xiàng)環(huán)節(jié)參數(shù)的匹配。盲目更換造成各項(xiàng)環(huán)節(jié)參數(shù)的不匹配,甚至造成估計(jì)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(chǎng)</b></p><p> 中國(guó)是制造大國(guó),國(guó)內(nèi)數(shù)控車床市場(chǎng)很大。國(guó)內(nèi)的數(shù)控車床生產(chǎn)商也都各有特點(diǎn),競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)。這就形成了兩種大概類型,一種是大型生產(chǎn)商,特點(diǎn)是質(zhì)量好,價(jià)格貴;一種是小型生產(chǎn)商,特點(diǎn)是物美價(jià)廉。 </p>&l
41、t;p> 隨著中國(guó)的研發(fā)制造能力的不斷提高,中國(guó)漸漸地從進(jìn)口數(shù)控車床到出口,表明我國(guó)的數(shù)控業(yè)發(fā)展的強(qiáng)勁勢(shì)頭。</p><p> 3.3數(shù)控車床的成本</p><p> 機(jī)床的成本主要包括機(jī)械部件的成本和控制系統(tǒng)的成本。不同功能的機(jī)床,其機(jī)械部件的加工制造成本必然不同,比如說(shuō),用來(lái)加工航空部件的龍門,由于其加工對(duì)象具有細(xì)長(zhǎng)的特點(diǎn),需要機(jī)床本身的至少長(zhǎng)度達(dá)到工件,這樣起極限原料及制
42、造成本自然會(huì)提高。另外對(duì)于一些對(duì)精度要求較高的機(jī)床,其精密機(jī)械采購(gòu)成本也會(huì)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(jī)床的功能決定的。比如說(shuō)機(jī)床設(shè)計(jì)用來(lái)加工固定的簡(jiǎn)單的輪廓和用來(lái)加工航空葉片所需要使用的系統(tǒng)的價(jià)錢完全不在一個(gè)檔次上,另外,如果對(duì)機(jī)床加工的速度還有額外要求,那么就有可能需要采購(gòu)更高轉(zhuǎn)速的主軸電機(jī)或者電主軸,而進(jìn)給電
43、機(jī)則需要改用直線電機(jī),這些都是提高成本的地方。 </p><p> 而有一些機(jī)床廠本身適應(yīng)市場(chǎng),提出了許多方便加工的功能。通過(guò)這些功能可以讓客戶提高生產(chǎn)效率,獲得更大的利潤(rùn)。這樣機(jī)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(huì)欣然接受,而支付的。 </p><p> 一些小的機(jī)床廠生產(chǎn)的機(jī)床往往是由很少附加價(jià)值或者根本沒(méi)有附加價(jià)值的,他們的價(jià)格基本上就是如實(shí)反映了機(jī)床硬件采購(gòu)
44、與加工的成本,只有一些國(guó)際大廠,他們通過(guò)在機(jī)床上增加更多人性的、方便的功能,才能在機(jī)床的銷售價(jià)格中增加附加價(jià)值,并得到客戶的認(rèn)可——也就是銷售出去。 </p><p> 至于國(guó)內(nèi)和國(guó)外機(jī)床廠的區(qū)別主要也就在這個(gè)附加價(jià)值的方面,國(guó)外機(jī)床大廠(也包括一些國(guó)內(nèi)機(jī)床大廠)往往在產(chǎn)品中增加一些附加的,方便實(shí)用的功能來(lái)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(guó)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(méi)有。</p><p> 3.4我國(guó)數(shù)控車床現(xiàn)況</p><p> 目前,國(guó)家制定了一些政策,鼓勵(lì)國(guó)民使用國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床,各廠家也在努力追趕。國(guó)內(nèi)買機(jī)床最多的是軍工企業(yè),一個(gè)購(gòu)買計(jì)劃里,80%是進(jìn)口,國(guó)產(chǎn)機(jī)床滿足不了需要。今后五年內(nèi),這個(gè)趨勢(shì)不會(huì)改變。不過(guò)就目前國(guó)內(nèi)的需要來(lái)講,我國(guó)的數(shù)控機(jī)床目前能滿足中低檔產(chǎn)品的訂貨。近來(lái)隨著中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,也引起了世界一些主要機(jī)床廠商的注
46、意,2000年,日本最大的機(jī)床制造商“馬扎克”在中國(guó)銀川設(shè)立了一家數(shù)控機(jī)床合資廠,據(jù)說(shuō)制造水平相當(dāng)高,號(hào)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(jī)床廠大隈公司在北京設(shè)立了一家能年產(chǎn)1000臺(tái)數(shù)控機(jī)床的控股公司,德國(guó)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(shì)</p><p> 數(shù)控機(jī)床以其卓越的柔性自動(dòng)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(jī)械產(chǎn)品向機(jī)電一體化發(fā)展的先河,成為先進(jìn)制造技術(shù)中的一項(xiàng)核心技術(shù)。數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)的突飛猛進(jìn)為數(shù)控機(jī)床的技術(shù)進(jìn)步提供了條件。當(dāng)前,數(shù)控機(jī)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(jī)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(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低成本生產(chǎn)有廣泛的適用性。20 世紀(jì)90 年代以來(lái),歐、美、日各國(guó)爭(zhēng)相開發(fā)應(yīng)用新一代高速數(shù)控機(jī)床,加快機(jī)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(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件(快移速度60~120m/min,切削進(jìn)給速度高達(dá)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(dá)到了新的技術(shù)水平。隨著超高速切削機(jī)理、超硬耐磨長(zhǎng)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(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)給部件以及高性能控制系統(tǒng)(含監(jiān)控系統(tǒng))和防護(hù)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(jī)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(dá)到5000~8000m/min以上;主軸轉(zhuǎn)數(shù)在30000 轉(zhuǎn)/分(有的高達(dá)10 萬(wàn)r/min)以上;工作臺(tái)的移動(dòng)速度(進(jìn)給速度):在分辨率為1 微米時(shí),在100m/min(有的到200m/min) 以上,在
50、分辨率為0.1 m 時(shí)</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(qiáng)國(guó)致力發(fā)展的方向。其精度從微米級(jí)到亞微米級(jí),乃至納米級(jí)(#lt;10nm),其應(yīng)用范圍日趨廣泛。當(dāng)前,在機(jī)械加工高精度的要求下,普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由±10 m 提高到±5 m;精密級(jí)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(jìn)入納米級(jí)(0.001m),主軸回轉(zhuǎn)精度要求達(dá)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(jī)床一般都采用矢量控制的變頻驅(qū)動(dòng)電主軸(電機(jī)與主軸一體化),主軸徑向跳動(dòng)小于2 m,軸向竄動(dòng)小于1 m,軸系不平衡度達(dá)到G0.4 級(jí)。高速高精加工機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng),主要有#quot;回轉(zhuǎn)伺服電機(jī)加精密高速滾珠絲杠#quot;和#
52、quot;直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)#quot;兩種類型。此外,新興的并聯(lián)機(jī)床也易于實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)給。滾珠絲杠由于工藝成熟,應(yīng)用廣泛,不僅精度能達(dá)到較高(ISO34081 級(jí)),而且實(shí)現(xiàn)高速化的成本也相對(duì)較低,所以迄今仍為許多高速加工機(jī)床所采用。當(dāng)前使用滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)的高速加工機(jī)床最大移動(dòng)速度90m/min,加速度1.5g。滾珠絲杠屬機(jī)</p><p><b> 3 高可靠性</b></p>
53、<p> 隨著數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的發(fā)展,數(shù)控機(jī)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(jī)床制造商追求的目標(biāo)。對(duì)于每天工作兩班的無(wú)人工廠而言,如果要求在16 小時(shí)內(nèi)連續(xù)正常工作,無(wú)故障率在P(t)= 99%以上,則數(shù)控機(jī)床的平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間MTBF 就必須大于3000 小時(shí)。我們只對(duì)一臺(tái)數(shù)控機(jī)床而言,如主機(jī)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(jī)高一個(gè)數(shù)量級(jí))。此時(shí)數(shù)控系統(tǒng)的MTBF 就要大于33333.3 小時(shí)
54、,而其中的數(shù)控裝置、主軸及驅(qū)動(dòng)等的MTBF 就必須大于10 萬(wàn)小時(shí)。當(dāng)前國(guó)外數(shù)控裝置的MTBF 值已達(dá)6000 小時(shí)以上,驅(qū)動(dòng)裝置達(dá)30000 小時(shí)以上,但是,可以看到距理想的目標(biāo)還有差距。</p><p><b> 4 復(fù)合化</b></p><p> 在零件加工過(guò)程中有大量的無(wú)用時(shí)間消耗在工件搬運(yùn)、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(wú)
55、用時(shí)間,人們希望將不同的加工功能整合在同一臺(tái)機(jī)床上,因此,復(fù)合功能的機(jī)床成為近年來(lái)發(fā)展很快的機(jī)種。柔性制造范疇的機(jī)床復(fù)合加工概念是指將工件一次裝夾后,機(jī)床便能按照數(shù)控加工程序,自動(dòng)進(jìn)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(gè)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(kuò)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(jìn)行同一類工藝方法多工序復(fù)合加工的機(jī)床。事實(shí)證明,機(jī)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(dòng)數(shù)控系統(tǒng)和編程軟件的普及,5 軸聯(lián)動(dòng)控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當(dāng)前的一個(gè)開發(fā)熱點(diǎn),由于在加工自由曲面時(shí),5 軸聯(lián)動(dòng)控制對(duì)球頭銑刀的數(shù)控編程比較簡(jiǎn)單,并且能使球頭銑刀在銑削3 維曲面的過(guò)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(dòng)控制的機(jī)床無(wú)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(dòng)機(jī)床以其無(wú)可替代的性能優(yōu)勢(shì)已經(jīng)成為各大機(jī)床廠家積極開發(fā)和競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。最近,國(guó)外還在研究6 軸聯(lián)動(dòng)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(shí)尚難實(shí)用化。</p><p><b> 6 智能化</b></p><p> 智
58、能化是21 世紀(jì)制造技術(shù)發(fā)展的一個(gè)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(guò)程中模擬人類專家的智能活動(dòng),以解決加工過(guò)程許多不確定性的、要由人工干預(yù)才能解決的問(wèn)題。智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)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(dòng)生成;為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等;簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化
59、操作的智能化,如智能化的自動(dòng)編程,智能化的人機(jī)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(jìn)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(huì)針對(duì)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(jī)床的網(wǎng)絡(luò)化,主要指機(jī)床通過(guò)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(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)
60、絡(luò)控制。數(shù)控機(jī)床一般首先面向生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)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(jī)械制造企業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)志之一,也是國(guó)際先進(jìn)機(jī)床制造商當(dāng)今標(biāo)準(zhǔn)配置的供貨方式。隨著信息化技術(shù)的大量采用,越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)用戶在進(jìn)口數(shù)控機(jī)床時(shí)要求具有遠(yuǎn)程通訊服務(wù)等功能。機(jī)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(jì)、虛擬制造等高端技術(shù)也越來(lái)越多地為工程技術(shù)人員所追求。通過(guò)軟件智能替代復(fù)雜的硬件,正在成為當(dāng)代機(jī)床發(fā)展的重要趨勢(shì)。在數(shù)字制造的目標(biāo)下,通過(guò)流程再造和信息化改造,ERP 等一批先進(jìn)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(jì)效益。</p><p><b> 8 柔性化</b>&l
62、t;/p><p> 數(shù)控機(jī)床向柔性自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)是:從點(diǎn)(數(shù)控單機(jī)、加工中心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床)、線(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段車間獨(dú)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(jì)性方向發(fā)展。柔性自動(dòng)化技術(shù)是制造業(yè)適應(yīng)動(dòng)態(tài)市場(chǎng)需求及產(chǎn)品迅速更新的主要手段,是各國(guó)制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì),是先進(jìn)制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)。其重點(diǎn)是以提高系統(tǒng)的可靠性、實(shí)用化為提
63、,以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標(biāo);注重加強(qiáng)單元技術(shù)的開拓、完善;CNC 單機(jī)向高精度、高速度和高柔性方向發(fā)展;數(shù)控機(jī)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(jì)的金切機(jī)床必須把環(huán)保和節(jié)能放在重要位置,即要實(shí)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?yàn)榍邢饕杭任廴经h(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(jìn)行,但也包括在特殊氣體氛圍中(氮?dú)庵?、冷風(fēng)中或采用干式靜電冷卻技術(shù))不使用切削液進(jìn)行的切削。不過(guò),對(duì)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(shí)際應(yīng)用,故又出現(xiàn)了使用極微量潤(rùn)滑(MQL) 的準(zhǔn)干切削。目前在歐洲的大批量機(jī)械加工中,已有10~15%的加工使用了干和準(zhǔn)
65、干切削。對(duì)于面向多種加工方法/工件組合的加工中心之類的機(jī)床來(lái)說(shuō),主要是采用準(zhǔn)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(jī)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(jī)床中,采用干切削最多的是滾齒機(jī)??傊瑪?shù)控機(jī)床技術(shù)的進(jìn)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(jī)床技術(shù)的發(fā)展和數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用,制造業(yè)將迎來(lái)一次足以撼動(dòng)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(guó)就成了全球最大的機(jī)床消費(fèi)國(guó),也是世界上最大的數(shù)控機(jī)床進(jìn)口國(guó)。目前正在提高機(jī)械加工設(shè)備的數(shù)控化率,1999年,我們國(guó)家機(jī)械加工設(shè)備數(shù)控華率是5-8%,目前預(yù)計(jì)是15-20%之間。 一、 什么是數(shù)控機(jī)床 車、銑、刨、磨、鏜、鉆、電火花、剪板、折彎、激光切割等等都是機(jī)械加工方法,所謂機(jī)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(gè)方面。能完成以上功能的設(shè)備都稱為機(jī)床,數(shù)控機(jī)床就是在普通機(jī)床上發(fā)展過(guò)來(lái)的,數(shù)控的意思就是數(shù)字控制。給機(jī)床裝上數(shù)控系統(tǒng)后,機(jī)床就成了數(shù)控機(jī)床。當(dāng)然,普通機(jī)床發(fā)展到數(shù)控機(jī)床不只是加裝系統(tǒng)這么簡(jiǎn)單,例如:從銑床發(fā)展到加工中心,機(jī)床結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,最主要的是加了刀庫(kù),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(shuō)的數(shù)控設(shè)備,主要是指數(shù)控車床和加工中心。 我國(guó)目前各
68、種門類的數(shù)控機(jī)床都能生產(chǎn),水平參差不齊,有的是世界水平,有的比國(guó)外落后10-15年,但如果國(guó)家支持,追趕起來(lái)也不是什么問(wèn)題,例如:去年,沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)收購(gòu)了德國(guó)西思機(jī)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(jī)床公司也從德國(guó)引進(jìn)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(shí)光也即將敲響結(jié)束的鐘聲。離別在即,站在人生的又一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)上,心中難免思緒萬(wàn)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(méi)有你們就不會(huì)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(lì)下完成的。xx老師為我提供了良好的實(shí)驗(yàn)條件,在申請(qǐng)和開展項(xiàng)目、參加學(xué)術(shù)會(huì)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(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?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(lì)著我。在三年的實(shí)驗(yàn)室時(shí)光里,x老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以悉心指導(dǎo),同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷,在此謹(jǐn)向馬老師致以誠(chéng)摯的感謝!</p>
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