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  數控車床加工數控專業畢業論文           ★★★ 【字體:
數控車床加工數控專業畢業論文
作者:佚名    數控機床來源:本站原創    點擊數:    更新時間:2021/1/19    

  指點教師西安工業大學函授部 數控機床是分析使用計較機、主動節制、主動檢測及細密機械等高新手藝的產品。它的呈現以及所帶來的龐大效益惹起世界列國科技界和工業界的遍及注重。跟著數控機床已是權衡一個國 家機械制造業手藝革新的必由之路,是將來工場主動化的根本。需要多量量能熟練控制數控機床 編程、操作、維修的人員和工程手藝人員?墒俏覀兣鋫渲圃鞓I仍具有“六有六缺”的隱憂,即“有 規模、缺實力,無數量、缺巨人,有速度、缺效益,有系統、缺原創,有單機、缺成套,有出口、 缺檔次。目前,復興我國機械配備制造業的前提曾經具備,機會也很有益。我們要以高度的任務 感和義務感,采納愈加無效的辦法,降服成長中具有的問題,把我國從一個制造業大國扶植成一 個制造業強國,成為世界級制造業基地之一。 我選擇這個標題問題是由于此零件既包羅了數控車床的又含無數控銑床的加工。用到了銑端面、銑凸 臺、鉆通孔、擴孔、絞孔、攻螺紋。 對我們學過的學問大致都進行了個歸納綜合總結。這份結業設想次要分為5 個方面:1.抄畫零件 2.工藝闡發3.切削用量選擇 4.工藝文件5.計較編程。零件圖通過在AUTOCAD 上用平面的 形式表示出來,愈加清晰零件布局外形。然后具體闡發零件圖由那些外形構成。數控加工工藝分 析,通過對零件的工藝闡發,能夠深切全面地領會零件,及時地對零件布局和手藝要求等作需要 的點竄,進而確定該零件能否適合在數控機床上加工,適合在哪臺數控機床上加工,此零件我選 擇在加工核心長進行是由于加工核心具有主動換刀安裝,在一次安裝中,能夠完成零件上平面的銑 削,孔系的鉆削、鏜削、鉸削、銑削及攻螺紋等多工位的加工。加工的部位能夠在一個平面上, 也能夠在分歧的平面上因而,既有平面又有孔系的零件是加工核心首選的加工對象,接著闡發某 臺機床上應完成零件那些工序或那些工序的加工等。需要選擇定位基準;零件的定位基準一方面 要能包管零件經多次裝夾后其加工概況之間彼此位置的準確性,另一方面要滿足加工核心工序集 中的特點即一次安裝盡可能完成零件上較多概況的加工。定位基準最好是概況已有的面或孔。再 確定所有加工概況的加工方式和加工方案;選擇刀具和切削用量。然后訂定加工方案確定所有工 步的加工挨次,把相鄰工步劃為一個工序,即進行工序劃分;先面后孔的加工挨次,由于平面尺 寸輪廓較大,用平面定位比力不變,并且孔的深度尺寸又是以平面為基準的,故應先加工平面后 加工孔。最初再將需要的其他工序如通俗加工工序插入,并跟尾于數控加工工序序列之中,就得 到了要求零件的數控加工工藝路線。切削用量顛末查表和計較求得,然后在填入工藝文件里面。 最初就是編程編程分手工編程和主動編程。這里采用MASTERCAM軟件主動編程。整個設想就 算是完成了。最初,讓我們在數控機床上加工出該零件達到要求。 數控手藝的普遍使用給保守的制造業的出產體例,產物布局帶來了深刻的變化。也給保守的 機械,機電專業的人才帶來新的機緣和挑戰。通過本次結業設想讓我們結業生更好的熟悉數控機 床,確定加工工藝,學會闡發零件,控制數控編程。為即將走上工作崗亭打下優良的根本 環節詞:數控 手藝 機電 切削 第一章數控的簡介 1.1 數控的特點 1.2數控簡史 1.3數控的分類 1.4數控的伺服系統 1.5數控的環節零部件 第二章數控的刀具及切削道理 2.1 刀具材料 2.2刀具的次要幾何角度及選擇 2.3 切削三要素 2.4切削道理及加工 第三章數控的工藝配備 3.1 夾具的概念 3.2工件定位的根基道理 3.3 定位體例與定位元件 第四章 數控編程的根基概念與使用 4.1 數控編程及指令 4.2實例闡發 4.3分析實例 第五章數控的維修與檢測 竣事語 稱謝 參考文獻 第一章數控的簡介 數字節制機床是用數字代碼形式的消息(法式指令),節制刀具按給定的工作法式、活動速 度和軌跡進行主動加工的機床,簡稱數控機床 1.1數控的特點 加工對象改型的順應性強操縱數控機床加工改型零件,只需要從頭編制法式就能實現 對零件的加工。它分歧于保守的機床,不需要制造、改換很多東西、夾具和量具,更不需要從頭 調零件床。因而,數控機床能夠快速地從加工一種零件改變為加工另一種零件,這就為單件、小 批量以及試制新產物供給了極大的便當。它不只縮短了出產預備周期,并且節流了大量工藝配備 費用。 加工精度高數控機床是以數字形式給出指令進行加工的,因為目前數控安裝的脈沖當 一般達到了0.001mm 也就是 。而進給傳動鏈的反向間隙與絲杠螺距誤差等均可由數控安裝進行彌補,因而,數控機床能達到比力高的加工精度和質量不變性。這是由數控機床布局設想采用了需要的辦法以及具無機電結 合的特點決定的。起首是在布局上引入了滾珠絲杠螺母機構、各類消弭間隙布局等,使機械傳動 的誤差盡可能;其次是采用了軟件精度彌補手藝,使機械誤差進一步減;第三是用法式節制 加工,削減了報酬要素對加工精度的影響。這些辦法不只包管了較高的加工精度,同時還連結了 較高的質量不變性。 在采用點位節制系統的鉆孔加工中,因為不需要利用鉆模板與鉆套,鉆模板的坐標誤差形成 的影響也不復具有。又因為加工中解除切屑的前提得以改善,能夠進行無效地冷卻,被加工孔的 精度及概況質量都有所提高。對于復雜零件的輪廓加工,在編制法式時已考慮到對進給速度的控 制,能夠做到在曲率變化時,刀具沿輪廓的切向進給速度根基不變,被加工概況就可獲得較高的 精度和概況質量。 出產效率高零件加工所需要的時間包羅在線加工時間與輔助時間兩部門。數控機床能 夠無效地削減這兩部門時間,因此加工出產率比一般機床高得多。數控機床主軸轉速和進給量的 范疇比通俗機床的范疇大,每一道工序都能選用最有益的切削用量,優良的布局剛性答應數控機 床進行大切削用量的強力切削,無效地節流了在線加工時間。數控機床挪動部件的快速挪動和定 位均采用了加快與減速辦法,因為選用了很高的空行程活動速度,因此耗損在快進、快退和定位 的時間要比一般機床少得多。 數控機床在改換被加工零件時幾乎不需要從頭調零件床,而零件又都安裝在簡單的定位夾緊 安裝中,能夠節流用于停機進行零件安裝調整的時間。 數控機床的加工精度比力不變,一般只做首件查驗或工序間環節尺寸的抽樣查驗,因此能夠 削減停機查驗的時間。在利用帶有刀庫和主動換刀安裝的數控加工核心時,在一臺機床上實現了 多道工序的持續加工,削減了半成品的周轉時間,出產效率的提高就更為較著。 主動化程度高數控機床對零件的加工是按事先編好的法式主動完成的,操作者除了操 作面板、裝卸零件、環節工序的兩頭丈量以及察看機床的運轉之外,其他的機床動作直至加工完 畢,都是主動持續完成、不需要進行繁重的反復性手工操作,勞動強度與嚴重程度均可大為減輕,勞動前提也獲得響應的改善。 優良的經濟效益利用數控機床加工零件時,分攤在每個零件上的設備費用是較高貴的。 但在單件、小批出產環境下,能夠節流工藝配備費用、輔助出產工時、出產辦理費用及降低廢品 率等,因而可以或許獲得優良的經濟效益。 有益于出產辦理的現代化用數控機床加工零件,能精確地計較零件的加工工時,并無效 地簡化了查驗和工夾具、半成品的辦理工作。這些特點都有益于使出產辦理現代化。數控機床在 使用中也有晦氣的一面,如提高了起始階段的投資,對設備維護的要求較高,對操作人員的手藝 程度要求較高檔。 1.2 數控簡史 20 紀中期,跟著電子手藝的成長,主動消息處置、數據處置以及電子計較機的呈現,給主動 化手藝帶來了新的概念,用數字化信號對機床活動及其加工過程進行節制,鞭策了機床主動化的 成長。 采用數字手藝進行機械加工,最早是在40 年代初,由美國北密支安的一個小型飛機工業承 包商派爾遜斯公司(ParsonsCorporation)實現的。他們在制造飛機的框架及直升飛機的動彈機 翼時,操縱全數字電子計較機對機翼加工路徑進行數據處置,并考慮到刀具直徑對加工路線的影 響,使得加工精度達到0.0381mm(0.0015in),達到了其時的最高程度。 1952 年,麻省理工學院在一臺立式銑床上,裝上了一套試驗性的數控系統,成功地實現了同 時節制三軸的活動。這臺數控機床被大師稱為世界上第一臺數控機床。 這臺機床是一臺試驗性機床,到了1954 年11 月,在派爾遜斯專利的根本上,第一臺工業用 的數控機床由美國本迪克斯公司(Bendix-Cooperation)正式出產出來。 在此當前,從1960 年起頭,其他一些工業國度,如德國、日本都連續開辟、出產及利用了 數控機床。 數控機床中最后呈現并獲得利用的是數控銑床,由于數控機床可以或許處理通俗機床難于勝任 的、需要進行輪廓加工的曲線或曲面零件。 然而,因為其時的數控系統采用的是電子管,體積復雜,功耗高,因而除了在軍事部分利用 外,在其他行業沒有獲得推廣利用。 到了1960 年當前,點位節制的數控機床獲得了敏捷的成長。由于點位節制的數控系統比起 輪廓節制的數控系統要簡單得多。因而,數控銑床、沖床、坐標鏜床大量成長,據統計材料表白, 到1966 年現實利用的約6000 臺數控機床中,85%是點位節制的機床。 數控機床的成長中,值得一提的是加工核心。這是一種具有主動換刀安裝的數控機床,它能實現工件一次裝卡而進行多工序的加工。這種產物最后是在1959 公司(Keaney&TreckerCorp.)開辟出來的。這種機床在刀庫中裝有絲錐、鉆頭、鉸刀、銑刀等刀具,按照穿孔帶的指令主動選擇刀具,并通過機械手將刀具裝在主軸上,對工件進行加工。它 可縮短機床上零件的裝卸時間和改換刀具的時間。加工核心此刻曾經成為數控機床中一種很是重 要的品種,不只有立式、臥式等用于箱體零件加工的鏜銑類加工核心,還有用于反轉展轉全體零件加 工的車削核心、磨削核心等。 1967 年,英國起首把幾臺數控機床毗連成具有柔性的加工系統,這就是所謂的柔性制造系統 (FlexibleManufacturingSystem—FMS)之后,美、歐、日等也接踵進行開辟及使用。 1974 年當前,跟著微電子手藝的敏捷成長,微處置器間接用于數控機床,使數控的軟件功能加強, 成長成計較機數字節制機床(簡稱為CNC 機床),進一步鞭策了數控機床的普及使用和鼎力成長。 80 年代,國際上呈現了1~4 臺加工核心或車削核心為主體,再配上工件主動裝卸和監控檢 驗安裝的柔性制造單位(FlexibleManufacturingCell——FMC)。這種單位投資少,收效快,既 可零丁長時間少人把守運轉,也可集成到FMS 或更高級的集成制造系統中利用。 目前,FMS 也從切削加工向板材冷作、焊接、拆卸等范疇擴展,從中小批量加工向多量量加工 成長。 所以機床數控手藝,被認為是現代機械主動化的根本手藝。 那什么是車床呢?據材料所載,所謂車床,是次要用車刀對扭轉的工件進行車削加工的機床。 在車床上還可用鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花東西等進行響應的加工。車床次要用于 加工軸、盤、套和其他具有反轉展轉概況的工件,是機械制造和修配工場中利用最廣的一類機床。 古代的車床是靠手拉或腳踏,通過繩索使工件扭轉,并手持刀具而進行切削的。1797 國機械發現家莫茲利創制了用絲杠傳動刀架的現代車床,并于1800年采用互換齒輪,可改變進 給速度和被加工螺紋的螺距。1817 年,另一位英國人羅伯茨采用了四級帶輪和背輪機構來改變主 軸轉速。 為了提高機械化主動化程度,1845 年,美國的菲奇發現轉塔車床;1848 年,美國又呈現回 輪車床;1873 年,美國的斯潘塞制成一臺單軸主動車床,不久他又制成三軸主動車床;20 世紀 初呈現了由零丁電機驅動的帶有齒輪變速箱的車床。第一次世界大戰后,因為軍械、汽車和其他機械工業的需要,各類高效主動車床和特地化車 床敏捷成長。為了提高小批量工件的出產率,40 年代末,帶液壓仿形安裝的車床獲得推廣,與此 同時,多刀車床也獲得成長。50 年代中,成長了帶穿孔卡、插銷板和撥碼盤等的法式節制車床。 數控手藝于60 年代起頭用于車床,70 年代后獲得敏捷成長。 車床依用處和功能區分為多品種型。 通俗車床的加工對象廣,主軸轉速和進給量的調整范疇大,能加工工件的表里概況、端面和 表里螺紋。這種車床次要由工人手工操作,出產效率低,合用于單件、小批出產和修配車間。 轉塔車床和反轉展轉車床具有能裝多把刀具的轉塔刀架或回輪刀架,能在工件的一次裝夾中由工 人順次利用分歧刀具完成多種工序,合用于成批出產。 主動車床能按必然法式主動完成中小型工件的多工序加工,能主動上下料,反復加工一批同樣的 工件,合用于多量、大量出產。 多刀半主動車床有單軸、多軸、臥式和立式之分。單軸臥式的結構形式與通俗車床類似,但 兩組刀架別離裝在主軸的前后或上下,用于加工盤、環和軸類工件,其出產率比通俗車床提高3~ 仿形車床能模仿樣板或樣件的外形尺寸,主動完成工件的加工輪回,合用于外形較復雜的工件的小批和成批出產,出產率比通俗車床高10~15 倍。有多刀架、多軸、卡盤式、立式等類型 立式車床的主軸垂直于程度面,工件裝夾在程度的反轉展轉工作臺上,刀架在橫粱或立柱上挪動。 合用于加工較大、較重、難于在通俗車床上安裝的工件,一般分為單柱和雙柱兩大類。 鏟齒車床在車削的同時,刀架周期地作徑神馳新生動,用于鏟車銑刀、滾刀等的成形齒面。凡是 帶有鏟磨附件,由零丁電動機驅動的小砂輪鏟磨齒面。 特地車床是用于加工某類工件的特定概況的車床,如曲軸車床、凸輪軸車床、車輪車床、 車軸車床、軋輥車床和鋼錠車床等。結合車床次要用于車削加工,但附加一些特殊部件和附件后, 還可進行鏜、銑、鉆、插、磨等加工,具有“一機多能”的特點,合用于工程車、船舶或挪動修 看機床的程度次要看金屬切削機床,其他機床手藝和復雜性不高,就是近幾年很風行的電加工機床,也只是方式的改變,沒什么復雜性和科技含量。 我國的數控磨床程度不錯,每年都有大量出口,由于它簡單,根基屬于勞動稠密型。 金屬加工次要是去除材料,獲得想獲得的金屬外形。去除材料,次要靠車和銑,車床成長為數控車床,銑床成長為加工核心。高精度多軸機床,能夠讓復雜零件在精度和外形上一次到位, 例如,飛機上的一個復雜零件,以前由良多種工人:車工、銑工、磨床工、畫線工、熱處置工用 好幾個月干,此中還有報廢的,最新的復合數控機床幾天以至幾個小時就全干好了,并且精度比 你設想的還高。零件精度高就意味著壽命長,靠得住性好。 由通俗成長到數控,一小我頂本來的十個,在精度上,更是沒法說,順應性上,零件變了, 換個法式就行。把人的要素也降為最低,以前在工場,誰要時會車渦輪、蝸桿,沒個10 的不可,如果誰控制了,那牛得很。此刻用數控設備,只需你會編程,把參數輸進去就能夠了,很簡單,剛結業的技校學生城市,并且批量的產質量量也有包管。 自美國在50 年代末搞出生避世界一臺數控車床后,機床制造業就進入了數控時代,中國在六十 年代也搞出了第一代數控機床,但后來中國進入了什么年代,大師都曉得。等80 年代我們再去 看世界的數控機床程度,差距就是20 年了,其實急起直追還有但愿,但國營工場不思朝上進步,到 了90 年代,我們再去看世界程度,已有30 年的差距了。中國鼎新開放前走的是蘇聯的路子,什 么叫蘇聯的路子,舉個例子來講:好比,出產一根軸,蘇聯的體例是建一個公用出產線,用多臺 公用機床,益處是批量很容易上去,但一旦這根軸的參數發生了變化,這條線就報廢了,出產人 員也就沒事做了。在1960-1980 年代,國營工場一個產物出產幾十年不變樣。到了1980 年代后, 其時搞商品經濟,這些廠不克不及敏捷順應市場,運營就堅苦了,到了90 年代就大量破產,大量職 工下崗,F代的出產也有多量量出產,但次要是單件小批量,不管是那種,只需你的設備是數控 的,順應起來就快。專業機床的路子曾經到頭了, ;西方走的路和前蘇聯紛歧樣,昔時的“東芝” 事務,就是日本東芝賣給蘇聯了幾臺五軸聯動的數控銑床,讓蘇聯在潛艇的推進螺旋槳上的制造, 上了一個檔次,讓美國的聲納聽不到潛艇聲音了,所以美國要懲處東芝公司。由此也可見,前蘇 聯的機床制造業也掉隊了,他們掉隊,我們就更不消說了。雖然,美國搞出了世界第一臺數控機 床,但數控機床的成長,仍是要數德國。德國本來在機械方面就是世界第一,數控機床無非就是 搞機電一體化,機械方面德國已沒問題,剩下的就是電子系統方面,德國的電子系統工業本來就 強大,所以在上世紀六、七十年代,德國就執機床界的盟主了。 但日本人的強項就是仿造,從上世紀70 年代起,日本大量從德國引進手藝,消化后大量仿 造,顛末勤奮,日本在90 年代起,就超越了德國,成為世界第一大數控機床出產國,直到此刻 仍是。他們在機床制造程度上,有一些也走在了世界前面,如在機床復合(一機多種功能)化方面,是世界第一。數控機床的焦點就在數控系統方面,日本目前在系統方面也排世界第一,次要 是它的發拿科公司。第一代的系統用步進電機,我們此刻也能造,第二代用交換伺服電機。此刻 的數控系統的焦點就是交換伺服電機和系統內的邏輯節制軟件,交換伺服電機我們國度目前還沒 有誰能制造,這是一個光學、機械、電子的分析體。邏輯節制軟件就是節制機床的各軸活動,而 這些軸是用伺服電機驅動的,一般的系統能同時節制3 軸,高級系統能節制五軸,能控5 五軸以上也沒問題。我們國度也由有5軸系統,但“做秀”的成份多,還沒適用化。我們的工場 用的五軸和五軸以上機床,100%進口。 機床是一個國度制造業程度凹凸的意味,其焦點就是數控系統。我們目前不要說系統,就是 國內造的質量稍微好一點的數控機床,所用的高精度滾珠絲杠,軸承都是進口的,次要是買日本 的,我們自產的滾珠絲杠、軸承在精度、壽命方面都有問題。目前國內的各大機床廠,數控系統 100%外購,各廠家一般都買日本發那科、三菱的系統,占80%以上,也有德國西門子的系統, 但比力少。德國西門子系統為什么用的少呢?晚期,德國系統不太能適合我們的電網,我們的電 網不變性不敷,西門子系統的電子伺服模塊容易燒壞。日本就分歧了,他們的系統就燒不壞。近 來西門子系統改良了不少,價錢方面仍是略高。德國人很不注重中國,所以他們的系統漢語化最 近才有,不像日本,老早就有漢語化版的。 就國產高級數控機床而言,其利潤的主體是被外國人拿走了,中國只是掙了一個辛苦錢。 美國為什么沒有能成為數控機床制造大國呢?這個和他們其時制定財產政策的人相關,再加 上其時美國的勞動力貴,買比制造劃算。機床屬于投資大,收效慢,報答率底的財產,并且需要 手藝堆集。不太擁護美國環境。但后來美國發覺,機床屬于計謀物資,沒有它,飛機、大炮、坦 克、軍艦的制造都有問題,所以他們從頭制定政策,拔擢了一些機床廠,劃定了一些單元只能買 國產設備,就是貴也得買,這就為美國保留了一些數控機床行業。美國機床去世界上沒有什么競 歐洲的機床,除德國外,瑞士的也很好,要說超高細密機床,瑞士的相當好,但價錢也是天價。一般用戶用不起。意大利、英國、法國屬于二流,中國很少買他們的機床。西班牙為了讓中 國進口他們的機床,不吝貸款給中國,但買的人也很少?借錢老是要還的。 韓國、臺灣的數控機床制造能力比大陸地域略強,不外程度差不多。他們也是在上世紀90年代引進日本手藝成長的。韓國該當好一點,它有本人制造的、曾經貿易化了的數控系統,但進 口到中國的機床,應我們的要求,也換成了日本系統。我們對他們的系統信不外。韓國數控機床 次要有兩家:大宇和現代。大宇目前在我國設有合伙企業。臺灣機床和我們大體一樣,本人造機 械部門,系統采購日本的。但他們的機床質量差,壽命短,目前在大陸影響很壞。其實他們比我 們國產的要好一點。但我們本人的差,我們還能容忍,臺灣的機床是用美金買來的,用的欠好, 那火就大了。臺灣最次要的幾家機床廠已籌算把工場遷往大陸,大部門都在上海。這些廠目前在 國內的合作中,也打著“國產”的燈號。 近來跟著中國的經濟成長,也惹起了世界一些次要機床廠商的留意,2000 年,日本最大的機 床制造商“馬扎克”在中國銀川設立了一家數控機床合伙廠,聽說制造程度相當高,號稱“智能 化、收集化”工場,和世界同步。本年日本別的一家大機床廠大隈公司在北京設立了一家能年產 1000 臺數控機床的控股公司,德國的一家很出名的企業也在上海設立了工場。 目前,國度制定了一些政策,激勵國民利用國產數控機床,各廠家也在勤奮追逐。國內買機床最 多的是軍工企業,一個采辦打算里,80%是進口,國產機床滿足不了需要。此后五年內,這個趨 勢不會改變。不外就目前國內的需要來講,我國的數控機床目前能滿足中低檔產物的訂貨。 美、德、日三國是當當代上在數控機床科研、設想、制造和利用上,手藝最先輩、經驗最多 的國度。因其社會前提分歧,各有特點。 1.美國的數控成長史 美國當局注重機床工業,美國國防部等部分因其軍事方面的需求而不竭提出機床的成長方 向、科研使命,而且供給充沛的經費,且網羅世界人才,出格講究“效率”和“立異”,重視基 礎科研。因此在機床手藝上不竭立異,如1952 年研制出生避世界第一臺數控機床、1958 年創制出加 工核心、70 年代初研制成FMS、1987 歲首年月創開放式數控系統等。由於美國起首連系汽車、軸承生 產需求,充實成長了大量多量出產主動化所需的主動線,并且電子、計較機手藝去世界上領先, 因而其數控機床的主機設想、制造及數控系統根本結實,且一貫注重科研和立異,故其高機能數 控機床手藝去世界也不斷領先。當今美國出產宇航等利用的高機能數控機床,其具有的教訓是, 側重於根本科研,輕忽使用手藝,且在上世紀80 代當局一度放松了指導,以致數控機床產量增 10 加遲緩,于1982 年被后進的日本跨越,并大量進口。從90 年代起,改正過去方向,數控機床技 術上轉向適用,產量又逐步上升。 2.德國的數控成長史 德國當局一貫注重機床工業的主要計謀地位,在多方面鼎力拔擢。,於1956 年研制出第一 臺數控機床后,德國出格重視科學試驗,理論與現實相連系,根本科研與使用手藝科研并重。企 業與大學科研部分合作無懈,對數控機床的共性和特征問題進行深切的研究,在質量上不斷改進。 德國的數控機床質量及機能優良、先輩適用、貨真價實,出口廣泛世界。特別是大型、重型、精 密數控機床。德國出格注重數控機床主機及配套件之先輩適用,其機、電、液、氣、光、刀具、 丈量、數控系統、各類功能部件,在質量、機能上居世界前列。如西門子公司之數控系統,均為 世界聞名,競相采用。 3.日本的數控成長史 日本當局對機床工業之成長非常注重,通過規劃、律例(如“機振法” 機電法”、“機信法” 等)指導成長。在注重人才及機床元部件配套長進修德國,在質量辦理及數控機床手藝長進修美 國,以至后來居上而勝于藍。自 1958 年研制出第一臺數控機床后,1978 年產量(7,342 臺)跨越 美國(5,688 臺),至今產量、出口量不斷居世界首位(2001 年產量46,604 臺,出口27,409 占59%)。計謀上先仿后創,先出產量大而廣的中檔數控機床,大量出口,占歸天界泛博市場。在上世紀 80 年代起頭進一步加強科研,向高機能數控機床成長。日本 FANUC 公司計謀準確,仿創 連系,針對性地成長市場合需各類低中高檔數控系統,在手藝上領先,在產量上居世界第一。該 公司現有職工3,674 人,科研人員跨越600 人,月產能力7,000 套,發賣額去世界市場上占50%, 在國內約占70%,對加快日本和世界數控機床的成長起了嚴重推進感化。 4.我國的現狀 我國數控手藝的成長起步于二十世紀五十年代, 中國于1958 年研制出第一臺數控機床,發 展過程大致可分為兩大階段。在1958~1979 年間為第一階段,從1979 年至今為第二階段。第一 階段中對數控機床特點、成長前提缺乏認識,在人員本質差、根本虧弱、配套件不外關的環境下, 一哄而上又一哄而下,曾三起三落、終因表示欠佳,無法用于出產而擱淺。次要具有的問題是盲 目性大,缺乏腳踏實地的科學精力。在第二階段從日、德、美、西班牙先后引進數控系統手藝, 11 從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國、臺灣省共11 國(地域)引進數控機床先輩技 術和合作、合伙出產,處理了靠得住性、不變性問題,數控機床起頭正式出產和利用,并逐漸向前 成長。通過“六五”期間引進數控手藝,“七五”期間組織消化接收“科技攻關”, 我國數控手藝和數控財產取得了相當大的成就。出格是比來幾年,我國數控財產成長敏捷,1998~ 2004 年國產數控機床產量和消費量的年平均增加率別離為39.3%和34.9%。雖然如斯,進口機床 的成長勢頭仍然強勁,從2002 年起頭,中國持續三年成為世界機床消費第一大國、機床進口第 一大國,2004 年中國機床主機消費高達94.6 億美元,國內數控機床制造企業在中高檔與大型數 控機床的研究開辟方面與國外的差距愈加較著,70%以上的此類設備和絕大大都的功能部件均依 賴進口。由此能夠看出國產數控機床出格是中高檔數控機床仍然缺乏市場所作力,究其緣由次要 在于國產數控機床的研究開辟深度不敷、制造程度仍然掉隊、辦事認識與能力欠缺、數控,系統 出產使用推廣不力及數控人才缺乏等。我們應看清形勢,充實認識國產數控機床的不足,勤奮發 展先輩手藝,加大手藝立異與培訓辦事力度,以縮短與發財國度之問的差距。 在20 余年間,數控機床的設想和制造手藝有較大提高,次要表此刻三風雅面:培 訓一批設想、制造、利用和維護的人才;通過合作出產先輩數控機床,使設想、制造、利用程度 大大提高,縮小了與世界先輩手藝的差距;通過操縱國外先輩元部件、數控系統配套,起頭能自 行設想及制造高速、高機能、五面或五軸聯動加工的數控機床,供應國內市場的需求,但對環節 手藝的試驗、消化、控制及立異卻較差。至今很多主要功能部件、主動化刀具、數控系統依托國 外手藝支持,不克不及獨立成長,根基上處于從仿制走向自行開辟階段,與日本數控機床的程度差距 很大。具有的次要問題包羅:缺乏象日本“機電法”、“機信法”那樣的指引;嚴峻缺乏 各方面專家人才和熟練手藝工人;貧乏深切系統的科研工作;元部件和數控系統不配套;企業和 專業間缺乏合作,根基上孤軍作戰,雖然廠多人眾,但構成不了合力。 我國數控手藝的發 展起步于二十世紀五十年代,通過“六五”期間引進數控手藝,“七五”期間組織消化接收科技攻關”,我國數控手藝和數控財產取得了相當大的成就。出格是比來幾年,我國數控產 業成長敏捷,1998~2004 年國產數控機床產量和消費量的年平均增加率別離為39.3%和34.9%。 雖然如斯,進口機床的成長勢頭仍然強勁,從2002 年起頭,中國持續三年成為世界機床消費第 一大國、機床進口第一大國,2004 年中國機床主機消費高達94.6 億美元,國內數控機床制造企 業在中高檔與大型數控機床的研究開辟方面與國外的差距愈加較著,70%以上的此類設備和絕大 大都的功能部件均依賴進口。由此能夠看出國產數控機床出格是中高檔數控機床仍然缺乏市場競 爭力,究其緣由次要在于國產數控機床的研究開辟深度不敷、制造程度仍然掉隊、辦事認識與能 12 力欠缺、數控,系統出產使用推廣不力及數控人才缺乏等。我們應看清形勢,充實認識國產數控 機床的不足,勤奮成長先輩手藝,加大手藝立異與培訓辦事力度,以縮短與發財國度之問的差距。 2003 年起頭,中國就成了全球最大的機床消費國,也是世界上最大的數控機床進口國。目 前正在提高機械加工設備的數控化率,1999 年,我們國度機械加工設備數控華率是5-8%,目 前估計是15-20%之間。 彎、激光切割等等都是機械加工方式,所謂機械加工,就是把金屬毛坯零件加工成所需要的外形,包含尺寸精度和幾何精度兩個方面。能完成以上功能的設備都稱為機床,數控機床就是在通俗機 床上成長過來的,數控的意義就是數字節制。給機床裝上數控系統后,機床就成了數控機床。當 然,通俗機床成長到數控機床不只是加裝系統這么簡單,例如:從銑床成長到加工核心,機床結 構發生變化,最次要的是加了刀庫,大幅度提高了精度。加工核心最次要的功能是銑、鏜、鉆的 功能。 我們一般所說的數控設備,次要是指數控車床和加工核心。 我國目前各類門類的數控機 床都能出產,程度參差不齊,有的是世界程度,有的比國外掉隊10-15 年,但若是國度支撐, 追逐起來也不是什么問題,例如:客歲,沈陽機床集團收購了德國西思機床公司,意義很大,如 果鼎力消化手藝,能夠縮短不少差距。大連機床公司也從德國引進了不少先輩手藝。上海一家企 業采辦日本出名的機床制造商池貝。, 近幾年跟著中國制造的興起,歐洲不少企業倒閉或者被 兼并,如馬毫、斯濱納等。日本經濟不景氣,有不少在80 年代很出名的機床制造商倒閉,例如: 新瀉鐵工所。 數控設備的成長標的目的六個方面:智能化、收集化、高速、高精度、合適、 環保。目前德國和瑞士的機床精度最高,分析起來,德國的程度最高,日本的產值最大。美國的 機床業一般。中國大陸、韓國。臺灣屬于統一程度。但就門類、品種幾多而言,我們該當能進世 數控系統由顯示器、節制器伺服、伺服電機、和各類開關、傳感器形成。目宿世界最大的三家廠商是:日本發那客、德國西門子、日本三菱;其余還有法國扭姆、西班牙 凡高檔。國內由華中數控、航天數控等。國內的數控系統方才起頭財產化、程度質量一般。高檔 次的系統全都是進口。 華中數控這幾年成長敏捷,軟件程度相當不錯,但差就差在電器硬件上, 毛病率比力高。華中數控也成心向數控機床業進軍,但機床的硬件方面不可,質量精度一般。目 前國內一些大廠還沒有采用華中數控的。廣州機床廠的簡略單純數控系統也不錯。 我們國度機床業 最虧弱的環節在數控系統 13 1.3 數控的分類 數控機床能夠按照分歧的方式進行分類,常用的分類方式有按數控機床加工道理分類、按數控機 床活動軌跡分類和按進給伺服系統節制體例分類。 按數控機床加工道理分類按數控機床加工道理可把數控機床分為通俗數控機床和特種加工數控機床。 1)通俗數控機床 如數控車床、數控銑床、加工核心、車削核心等各類通俗數控機床,其加工 道理是用切削刀具對零件進行切削加工。 2)特種加工數控機床 如線切割數控機床,對硬度很高的工件進行切割加工;如電火花成型加 工數控機床,采用電火花道理對工件的形腔進行加工。 按數控機床活動軌跡分類數控機床活動軌跡次要有三種形式:點位節制活動、直線節制活動和持續節制活動。 1)點位節制活動 點位節制活動指刀具相對工件的點定位,一般對刀具活動軌跡無特殊要求, 為提超出跨越產效率和包管定位精度,機床設定快速進給,臨近起點時主動降速,從而削減活動部件 因慣性而惹起的定位誤差。 2)直線節制活動 直線節制活動指刀具或工作臺以給定的速度按直線)持續節制活動 持續節制活動也稱為輪廓節制活動,指刀具或工作臺按工件的輪廓軌跡活動, 活動軌跡為肆意標的目的的直線、圓弧、拋物線或其它函數關系的曲線。這種數控系統有一個軌跡插 補器,按照活動軌跡和速度切確計較并節制各個伺服電機沿軌跡活動。 3.按進給伺服系統節制體例分類 由數控安裝發出脈沖或電壓信號,通過伺服系統節制機床各活動部件活動。數控機床按進給伺服 系統節制體例分類有三種形式:開環節制系統、閉環節制系統和半閉環節制系統。 1)開環節制系統 這種節制系統采用步進電機,無位置丈量元件,輸入數據顛末數控系統運算, 輸出指令脈沖節制步進電機工作,如圖1 所示,這種節制體例對施行機構不檢測,無反饋節制信 號,因而稱之為開環節制系統。開環節制系統的設備成本低,調試便利,操作簡單,但節制精度 低,工作速度遭到步進電機的限制。 14 開環節制系統2)閉環節制系統 這種節制系統絕大大都采用伺服電機,有位置丈量元件和位置比力電路。如 所示,丈量元件安裝在工作臺上,測出工作臺的現實位移值反饋給數控安裝。位置比力電路將丈量元件反饋的工作臺現實位移值與指令的位移值比擬較,用比力的誤差值節制伺服電機工 作,直至達到現實位置,誤差值消弭,此稱之為閉環節制。閉環節制系統的節制精度高,但要求 機床的剛性好,對機床的加工、拆卸要求高,調試較復雜,并且設備的成本高。 閉環節制系統3)半閉環節制系統(圖3) 這種節制系統的位置丈量元件不是丈量工作臺的現實位置,而是丈量 伺服電機的轉角,顛末推算得出工作臺位移值,反饋至位置比力電路,與指令中的位移值比擬較, 用比力的誤差值節制伺服電機工作。這種用推算方式間接丈量工作臺位移,不克不及彌補數控機床傳 動鏈零件的誤差,因而稱之為半閉環節制系統。半閉環節制系統的節制精度高于開環節制系統, 調試比閉環節制系統容易,設備的成本介于開環與閉環節制系統之間。

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