《數控技術畢業(yè)設計（論文）數控銑床加工技術數控銑床的應用及要求》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《數控技術畢業(yè)設計（論文）數控銑床加工技術數控銑床的應用及要求（25頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、 畢 業(yè) 論 文（設 計） 評定成績： 題 目 數控銑床加工技術 副標題 數控銑床的應用及要求 性 質： 畢業(yè)論文 畢業(yè)設計 學生姓名 年 級 數控08（一）班 系 別 機電工程系 專 業(yè) 數控專業(yè) 指導教師 黑龍江林業(yè)職業(yè)技術

2、學院 摘 要 本論文介紹的是數控銑床加工技術特點和發(fā)展狀況，還介紹了數控銑床在加工過程中銑刀和銑削的特點，并由點帶面充分的論述我國數控技術遇到的發(fā)展問題和世界機床行業(yè)的現狀．數控銑床加工技術是數控加工技術中很重要的一個方面。本文通過對數控銑床加工技術的從無到有，從有到優(yōu)，從優(yōu)到精做了充分的闡述。并通過詳細的舉例和解釋說明讓大家更深入的了解這門技術！現在的數控銑床加工技術還在不斷的發(fā)展和完善，這需要們不斷的總結和學習。讓數控銑床加工技術在未來的工業(yè)制造中發(fā)揮其應有的重要作用，但是更要調動人的主觀能動性，這樣變被動為主動的學習，數控銑床加工技術才會得到長遠的進步和發(fā)展！總結經驗，發(fā)揮自己

3、學習的優(yōu)勢，讓數控銑床加工技術登上一個新的臺階！ 關鍵詞：數控銑床 銑刀 銑削 機床發(fā)展 目 錄 摘 要 I 第1章 緒 論 1 １.１課題背景 1 １.２數控銑床的類型 1 第2章 數控加工技術 2 ２.１數控銑床的主要功能 2 ２.２高速銑削對加工前準備及工藝新要求 3 2.2.1加工前的準備 3 ２.３銑削銑床和銑刀 5 2.3.1銑削 5 2.3.2銑床 6 2.3.3銑刀 6 第3章 數控銑床的延伸 8 ３.１由數控銑床的發(fā)展技術看我國數控技術的發(fā)展狀況及走向 8 3.1.1 科技創(chuàng)新取得了一批

4、原創(chuàng)性技術成果 8 3.1.2 高性能數控機床的技術創(chuàng)新取得突破 10 ３.２由數控銑床的發(fā)展看世界機床發(fā)展特點 12 3.2.1數控機床的發(fā)展特點及其發(fā)展條件 12 3.2.2數控機床的技術特點及其發(fā)展條件 12 3.2.3 數控機床發(fā)展的條件 12 3.2.4 工業(yè)發(fā)達國家發(fā)展數控機床的主要經驗 13 3.2.5中國數控機床現狀及發(fā)展中的主要問題 14 結 論 20 致謝 21 參考文獻 22 22 第1章 緒 論 １.１課題背景 　 最早的銑床是美國人E.惠特尼于1818年創(chuàng)制的臥式銑床。為了銑削麻花鉆頭的螺旋槽，美國人布朗，J.R.于18

5、62年創(chuàng)制了第一臺萬能銑床，是為升降臺銑床的雛形。1884年前后出現了龍門銑床。20世紀20年代出現了半自動銑床，工作臺利用擋塊可完成“進給-快速”或“快速-進給”的自動轉換。1950年以后，銑床在控制系統方面發(fā)展很快，數字控制的應用大大提高了銑床的自動化程度。尤其是70年代以后，微處理機的數字控制系統和自動換刀系統在銑床上得到應用，擴大了銑床的加工范圍，提高了加工精度與效率。 ? １.２數控銑床的類型 ? 銑床種類很多，一般按布局形式和適用范圍加以區(qū)分。①升降臺銑床：有萬能式、臥式和立式等，主要用于加工中小型零件，應用最廣。②龍門銑床：包括龍門銑鏜床龍門銑刨床和雙柱銑床，均用于加工

6、大型零件。③單柱銑床和單臂銑床：前者的水平銑頭可沿立柱導軌移動，工作臺作縱向進給；后者的立銑頭可沿懸臂導軌水平移動，懸臂也可沿立柱導軌調整高度。兩者均用于加工大型零件。④工作臺不升降銑床：有榘形工作臺式和圓工作臺式兩種，是介于升降臺銑床和龍門銑床之間的一種中等規(guī)格的銑床。其垂直方向的運動由銑頭在立柱上升降來完成。⑤儀表銑床：一種小型的升降臺銑床，用于加工儀器儀表和其他小型零件。⑥工具銑床：用于模具和工具制造，配有立銑頭、萬能角度工作臺和插頭等多種附件，還可進行鉆削、鏜削和插削等加工。⑦其他銑床：如鍵槽銑床、凸輪銑床、曲軸銑床、軋輥軸頸銑床和方鋼錠銑床等，是為加工相應的工件而制造的專用銑床。按控

7、制方式，銑床又分為仿形銑床、程序控制銑床和數字控制銑床。 　　　　　　　　 第2章 數控加工技術 ２.１數控銑床的主要功能 ? 各種類型數控銑床所配置的數控系統雖然各有不同，但各種數控系統的功能，除一些特殊功能不盡相同外，其主要功能基本相同。 1、 點位控制功能 此功能可以實現對相互位置精度要求很高的孔系加工。 2、 連續(xù)輪廓控制功能 此功能可以實現直線、圓弧的插補功能及非圓曲線的加工。 3、 刀具半徑補償功能 此功能可以根據零件圖樣的標注尺寸來編程，而不必考慮所用刀

8、具的實際半徑尺寸，從而減少編程時的復雜數值計算。 4、 刀具度補償功能 此功能可以自動補償刀具的長短，以適應加工中對刀具長度尺寸調整的要求。 5、 比例及鏡像加工功能 比例功能可將編好的加工程序按指定比例改變坐標值來執(zhí)行。鏡像加工又稱軸對稱加工，如果一個零件的形狀關于坐標軸對稱，那么只要編出一個或兩個象限的程序，而其余象限的輪廓就可以通過鏡像加工來實現。 6、 旋轉功能 該功能可將編好的加工程序在加工平面內旋轉任意角度來執(zhí)行。 7、 子程序調用功能 有些零件需要在不同

9、的位置上重復加工同樣的輪廓形狀，將一輪廓形狀的加工程序作為子程序，在需要的位置上重復調用，就可以完成對該零件的加工。 8、 宏程序功能 該功能可用一個總指令代表實現某一功能的一系列指令，并能對變量進行運算，使程序更具靈活性和方便性。 　　　　　　 ２.２高速銑削對加工前準備及工藝新要求 2.2.1加工前的準備 在實現高速銑削后，對加工前的準備提出了新的要求，主要在機床、刀具及網絡方面提出了新的要求： 一、機床 對于機床必須實現其高速化，為此采用了高動平衡的機電一體化主軸結構、油霧潤滑的混合陶瓷軸承、電子傳感器

10、控制及水冷或油冷循環(huán)系統以其保持恒溫等措施，以可以使主軸轉速達到0～10，000r/min。另外，機床的高速走刀機構也是必須的，目前最先進的高速加工中心都采用線性的滾動導軌來代替?zhèn)鹘y的滑動導軌,其移動速度、摩擦阻力動態(tài)響應都很優(yōu)秀，并采用雙V型結構提高了機床的抗扭能力，使得進給和快速移動速度從6m/min提高到20～60m/min以上。 二、刀具 高速銑對刀具提出了更高的要求：首先刀柄需采用短圓柄,即HSK刀柄。其次要有較高的動平衡性,常加上動平衡環(huán),在刀具裝卡后,利用動平衡儀進行平衡。另外在材料上刀具多采用通體硬質合金刀或在硬質合金上采用涂層CBN, Tic等,

11、或采用人造金剛石PCD等, 使得線速度可達300~500m/min，一般來說陶瓷(Alo, SiN)/金屬陶瓷和PCBN刀具等適合加工鋼；鐵等黑色金屬; PCD/CVD等刀具適合加工鋁, 鎂, 銅等有色金屬。在刀具性能方面要求徑向跳動很?。ㄐ∮?.015mm）；刀長與刀具直徑比小于4。 三、網絡 在數據處理能力方面，機床需配備多個CPU,達到每數據塊處理不多于4ms，線性插補達到5～20Microns/Nurbs插補，使線性移動加速度達1～2g，并要求機床具備程序的"預覽"/"前視"功能。而對于網絡傳輸技術，傳統的RS323接口已經不適合高速加工對數據傳輸速度的

12、要求，RS232接口的處理速度基本為8,600～9,200Bit/min，而高速銑機床上要求外接插口的數據傳輸速度快,現多配以太網卡，網絡的數據傳輸速度可達10MB/min～100MB/min。 2.2.2.工藝改進 高速銑削對工藝的改進也提出了新的要求，主要體現在：實現加工過程的平穩(wěn)過渡，控制系統支持先進的NURBS插補功能。 一、加工過程的平穩(wěn)過渡。保證加工過程中拐角處以及尖角處通過圓角過渡。CimatronE軟件能夠很好的實現這方面有很多的策略: 在進退刀的方式多種多樣：輪廓的切向、圓弧進退刀，曲面的切向進退刀，Z向的螺旋式

13、進刀。 在拐角走刀處：等圓角半徑連接、圓環(huán)式連接。 在行間有向內空間圓環(huán)式、向外空間圓環(huán)式以及高爾夫球棒式連接。 在層間及環(huán)向的側向移動有空間螺旋式移刀 二、NURBS表示的曲線/曲面可以方便地實現曲線/曲面的局部變更：在修改曲線（或曲面）的一部分時不會對其他部分帶來影響。用NURBS曲線表達的NC后置程序小，產生的加工精度高、加工時間比普通插補方法的時間短，也更適合于高速銑削。因此采用的編程軟件是否能夠很好的支持NURBS插補至關重要。CimatronE軟件不僅支持標準的直線和圓弧插補，而且具有NURBS插補功能。 ? ２.３銑削　銑

14、床和銑刀 2.3.1銑削 ? 用旋轉的銑刀作為刀具的切削加工。銑削一般在銑床或鏜床上進行，適于加工平面、溝槽、各種成形面(如花鍵、齒輪和螺紋)和模具的特殊形面等。銑削的特征是：①銑刀各刀齒周期性地參與間斷切削；②每個刀齒在切削過程中的切削厚度是變化的。 1幾種常見的銑削方式 ? 切削速度v(米/分)是銑刀刃的圓周速度。銑削進給量有3種表示方式：①每分鐘進給量vf(毫米/分)，表示工件每分鐘相對于銑刀的位移量；②每轉進給量f(毫米/轉)，表示在銑刀每轉一轉時與工件的相對位移量；③每齒進給量af(毫米/齒)，表示銑刀每轉過一個刀齒的時間內工件的相對位移量。銑削深度ap(毫米)是在

15、平行于銑刀軸心線方向測量的銑刀與工件的接觸長度。銑削切削弧深度ae(毫米)是垂直于銑刀軸心線方向測量的銑刀與工件接觸弧的深度。用高速鋼銑刀銑削中碳鋼的切削速度一般為20～30米/分；用硬質合金銑刀可達60～90米/分。 ? 銑削一般分周銑和端銑兩種方式。周銑是用刀體圓周上的刀齒銑削，其周邊刃起切削作用，銑刀的軸線平行于工件的加工表面。 2兩種周銑方式 ? 端銑是用刀體端面上的刀齒銑削，周邊刃與端面刃同時起切削作用，銑刀的軸線垂直于一個加工表面。 3三種端銑方式 ? 周銑和某些不對稱的端銑又有逆銑和順銑之分。凡刀刃切削方向與工件的進給運動方向相反的稱為逆銑；

16、方向相同的稱為順銑。逆銑時，銑刀每齒的切削厚度是從零逐漸增大，所以刀齒在開始切入時，將與切削表面發(fā)生擠壓和滑擦，這對銑刀壽命和銑削工件的表面質量都有不利影響。順銑時的情況正相反，所以順銑能提高銑刀壽命和銑削表面質量，并能減小機床的功率消耗。但順銑時銑刀所受的切削沖擊力較大，當機床的進給傳動機構有間隙或鑄鍛毛坯有硬皮時不宜采用順銑，以免引起振動和損壞刀具。 ? 銑刀是一種多齒刀具，同時參與切削的切削刃總長度較長，并可使用較高的切削速度，又無空行程，故在一般情況下銑削的生產率比用單刃刀具的切削加工(如刨削、插削)為高，但銑刀的制造和刃磨較為困難。 ? 普通銑削的加工精度不高，一般粗銑精

17、度為IT11～10，表面粗糙度為Ra20～2.5微米；精銑精度可達IT9～7，表面粗糙度為Ra2.5～0.16微米。 ? 2.3.2銑床 ? 用銑刀對工件進行銑削加工的機床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復雜的型面，效率較刨床高，在機械制造和修理部門得到廣泛應用。 ? 2.3.3銑刀 用于銑削加工的、具有一個或多個刀齒的旋轉刀具。工作時各刀齒依次間歇地切去工件的余量。銑刀主要用于在銑床上加工平面、臺階、溝槽、成形表面和切斷工件等。 ? 銑刀按用途區(qū)分有多種常用的型式 各種銑刀 ? ①圓柱形銑刀：用于臥式銑床上加工平面

18、。刀齒分布在銑刀的圓周上，按齒形分為直齒和螺旋齒兩種。按齒數分粗齒和細齒兩種。螺旋齒粗齒銑刀齒數少，刀齒強度高，容屑空間大，適用于粗加工；細齒銑刀適用于精加工。②面銑刀：用于立式銑床、端面銑床或、龍門銑床、上加工平面，端面和圓周上均有刀齒，也有粗齒和細齒之分。其結構有整體式、鑲齒式和可轉位式3種。③立銑刀：用于加工溝槽和臺階面等，刀齒在圓周和端面上，工作時不能沿軸向進給。當立銑刀上有通過中心的端齒時，可軸向進給。④三面刃銑刀：用于加工各種溝槽和臺階面，其兩側面和圓周上均有刀齒。⑤角度銑刀：用于銑削成一定角度的溝槽，有單角和雙角銑刀兩種。⑥鋸片銑刀：用于加工深槽和切斷工件，其圓周上有較多的刀齒。

19、為了減少銑切時的摩擦，刀齒兩側有15’～1°的副偏角。此外，還有鍵槽銑刀 燕尾槽銑刀 T形槽銑刀和各種成形銑刀等。 ? 銑刀的結構分為4種。①整體式：刀體和刀齒制成一體。②整體焊齒式：刀齒用硬質合金或其他耐磨刀具材料制成，并釬焊在刀體上。③鑲齒式：刀齒用機械夾固的方法緊固在刀體上。這種可換的刀齒可以是整體刀具材料的刀頭，也可以是焊接刀具材料的刀頭。刀頭裝在刀體上刃磨的銑刀稱為體內刃磨式；刀頭在夾具上單獨刃磨的稱為體外刃磨式。④可轉位式：這種結構已廣泛用于面銑刀、立銑刀和三面刃銑刀等。 a.硬質合金可轉位刀片端面銑刀 b.苞米棒型硬質合金可轉位刀片立銑刀 可轉位銑刀 ?

20、 銑刀按齒背的加工方式分為兩類。①尖齒銑刀：在后面上磨出一條窄的刃帶以形成后角，由于切削角度合理，其壽命較高。尖齒銑刀的齒背有直線曲線和折線3種形式。 尖齒銑刀的齒背形狀 ? 直線齒背常用于細齒的精加工銑刀。曲線和折線齒背的刀齒強度較好，能承受較重的切削負荷，常用于粗齒銑刀。②鏟齒銑刀：其后面用鏟削(或鏟磨)方法加工成阿基米德螺旋線的齒背，銑刀用鈍后只須重磨前面，能保持原有齒形不變，用于制造齒輪銑刀等各種成形銑刀 ? 第3章 數控銑床的延伸 ３.１由數控銑床的發(fā)展技術看我國數控技術的發(fā)展狀況及走向 ? ? 我國數控機床技術發(fā)展與展望

21、“十五”期間，通過國家相關計劃的支持，我國在中高檔數控機床關鍵技術研究方面有了較大突破，創(chuàng)造了一批具有自主知識產權的研究成果和核心技術，打破國外的技術封鎖，在五軸聯動加工機床、車銑復合加工機床、高速加工機床、納米級分辨率數控車床等重大數控裝備上均有突破。開發(fā)出多種中檔數控機床產品，多軸控制的開放式數控系統等實現了商品化。各類功能部件，如轉塔刀架、電主軸、刀庫、滾珠絲杠等發(fā)展迅速，數控機床的技術水平、質量水平、可靠性、外觀及工藝水平等取得了長足進步，促進了數控機床產品的結構升級和產業(yè)化。 ? 3.1.1 科技創(chuàng)新取得了一批原創(chuàng)性技術成果 ? “ 十五” 期間， 通過科技創(chuàng)新，在數控

22、機床領域取得了一批原創(chuàng)性科技成果，其中具有代表性的產品有： ? 1 超精密球面加工機床 ? 北京機床所自主研制的超精密球面加工設備， 采用整體減震結構、超精密氣浮主軸和回轉工作臺、精密的兩軸氣浮導軌，可滿足薄壁易變形、表面粗糙度要求高的球面和整球零件的超精密加工，加工超精密半球時，表面粗糙度Ra0.025μm。同時，通過大量有針對性的工藝試驗，摸索出了較完整的球體超精密加工的工藝技術，為批量生產奠定了基礎。該類設備也可服務于如透鏡模具、照相機塑料鏡片、條形碼閱讀設備、激光加工機光路系統用聚焦反射鏡等高技術產品。 ? 2 數控砂帶凸輪軸磨床 ? 上海機床廠有限公司在周勤之

23、院士的帶領下，研制的采用共扼原理的數控砂帶凸輪軸成形磨床，可同時加工所有的凸輪型面。 ? 3 金屬板料無模成型制造系統 ? 由吉林工業(yè)大學研制成功的金屬板料無模成型制造系統，以多點成形技術為核心，利用計算機控制一系列規(guī)則排列的沖頭點陣，通過調整沖頭高度形成所需的成形曲面，代替模具實現金屬板殼類件的無模、快速、數字化成形。通過攻克快速調形機構及其控制系統、柔性壓邊、起皺與壓痕控制及回彈補償等關鍵技術，開發(fā)出分段成形、反復成形、多道成形、閉環(huán)成形以及薄板多點成形等新工藝，研制出3150kN、2000kN、630kN和200kN四種規(guī)格的無模多點成形集成系統及配套的CAD/CAM專用軟件

24、，并在長春軌道客車股份有限公司使用多點成形系統首次實現了流線形火車頭覆蓋件的無模多點成形。 ? 4 大型龍門式五軸聯動混聯機床 ? 由齊齊哈爾二機床集團、清華大學和哈爾濱電機廠有限公司“產學研用” 密切合作開發(fā)的XNZD2415大型龍門式五軸聯動混聯機床，是我國在并聯機床研究方面的一個突破。該機床取得了/項國家發(fā)明專利，結合串聯結構與并聯結構的優(yōu)點，采用雙柱龍門工作臺移動式，用直線驅動實現虛擬空間坐標位置變換，結構簡單，多自由度運動能力強，具有較高的柔性和工藝集成度。并聯運動采用兩組平行四邊形機構，A/C擺角銑頭采用雙蝸桿消隙機構驅動，交叉滾柱軸承支撐，剛度高，保證了主軸進給剛度及

25、精度，實現A軸轉角±105°，C軸連續(xù)轉角0~400°，可實現葉片、導葉等復雜空間曲面的加工。由清華大學開發(fā)的基于RT-Linux的數控系統采用高精度控制算法，應用數控后置處理系統將標準刀位文件轉換為標準加工代碼。 ? 由于混聯機床的主運動集中在并聯構件上，運動部件質量輕，運動速度快， 可以完成高速切削加工。相比之下，機床重量可降低四分之一，制造周期可以縮短40%。XNZD2415型數控龍門混聯機床通過在哈爾濱電機廠水電分廠近兩年時間的生產應用，在加工水輪機葉片和導葉曲面中，表明該機床性能可以滿足加工要求。 ? 由哈爾濱量具刃具集團、哈爾濱工業(yè)大學聯合開發(fā)的并聯機床采用典型的并聯機

26、構加一臥置（或立置）數控轉臺，形成并、串聯的七軸聯動機床，能實現五坐標聯動。在并聯機床裝自動刀庫，在機床上可自動標定及在線檢測。目前已有4臺用于哈爾濱汽輪機廠的葉片加工。 ? 上述新型結構機床在生產實際中的應用，標志著我國自主開發(fā)的混并聯結構機床開始步入實用階段。 ? 5 納米精度微型數控磨床 ? 納米精度微型數控磨床是上海機床廠有限公司與國外合作開發(fā)的具有國際水平的外圓磨床。該機床的床身采用整體式大理石結構，具有精度高、抗震性好的特點。機床主軸轉速達到60000r/min，砂輪架軸采用空氣密封冷卻系統，機床長度150mm，砂輪架進給50mm， 采用最小直徑可達0.2mm的金

27、剛石砂輪，可滿足高精度小孔、槽、臺階面的加工，尤其適合小型液壓閥芯的超精密磨削，是目前國內生產的精度最高、規(guī)格最小的磨床。 ? 6 磁懸浮軸承高速主軸單元 ? 山東大學研制了具有自主知識產權的內裝式電機驅動磁懸浮軸承高速主軸單元樣機。山東大學通過采用遺傳算法對電磁軸承進行了多目標優(yōu)化設計，開展了磁懸浮軸承的仿真研究、磁懸浮軸承起浮試驗、轉速試驗、軸承剛度測試以及工業(yè)磨削試驗，該主軸單元樣機的最高轉速達到34,000/min，剛度達到645.9N/μm， 回轉精度達到0.0015mm。數字控制器采用DSPTMS320系列負責控制算法，采用TMS320VC33為系統硬件平臺，基于G(H

28、I的功率放大器設計，PC機監(jiān)視狀態(tài)實時顯示。通過在濟南四機數控機床有限公司研制的J4K-095數控內外圓復合磨床上進行磨削實驗，目前磨出的鋼試件內孔表面粗糙度為Ra0.89μm雖然距工業(yè)應用還有一段距離，但為我國跟蹤國際先進技術發(fā)展打下了初步基礎。磁懸浮軸承如應用到風力發(fā)電機、腐蝕液體電鍍系統及其他高速旋轉機械和潔凈環(huán)境等領域，可發(fā)揮磁軸承高轉速、無摩擦、長壽命、不用潤滑、無污染、低功耗等優(yōu)點。 ? 3.1.2 高性能數控機床的技術創(chuàng)新取得突破 ? 1 直線電機驅動高速立式加工中心 ? 北京機電院高技術股份有限公司研究開發(fā)的直線電機驅動高速立式加工中心，通過對具有高加速度和高

29、速度性能的直線電機驅動的進給部件及其防護裝置的合理設計，攻克了相關控制系統和軟件的匹配及調試、關鍵零部件的加工工藝及直線電機部件的裝配調試等關鍵技術，解決了在高加速及高速運動條件下保證機床剛性和精度的機床結構布局問題，研制出了我國第一臺直線電機驅動的高速加工中心。主要參數：工作臺尺寸1400mm×630mm，主軸轉速10~15000r/min；直線電機驅動軸X、Y軸，最大快移速度分別為100m/min和120m/min，最大加速度分別為0.8g和1.5g；Y、Z軸重復定位精度分別為0.0056、0.0030 和0.0021， 主軸軸端徑向跳動≤0.0008mm。 ? 2 高速五軸數控龍門

30、銑床 ? 濟南二機床集團有限公司通過引進技術的消化吸收，掌握了銑頭內油霧潤滑冷卻、橫梁預應力反變形控制等關鍵技術，并利用諧波傳動原理，開發(fā)了A/C擺角銑頭，自行研制出高速五軸數控龍門銑床，主要滿足大型水泵葉片曲面加工精度的需要，提高了生產效率，也可用于大型模具加工。桂林機床股份有限公司通過與大專院校合作，自主開發(fā)了五軸聯動數控龍門銑床，已實現銷售十余臺。 ? 此外，濟南二機床集團公司、江蘇多棱數控機床公司、中捷機床有限公司、北京航空制造工程研究所等單位還研制開發(fā)了橫梁移動式高速五軸數控龍門銑床，特別適合航空大型板類結構件及大型模具的高速加工。 ? 3五軸車銑復合加工中心

31、? 沈陽機床集團通過與國外聯合設計，攻克了動力驅動單元、大直徑大通孔的高速強力主軸、刀架、機床熱平衡、精度補償等多項關鍵技術，主傳動兼顧了大扭矩輸出和高速輸出，動力刀具主軸的設計也實現了高轉速與大扭矩的兼顧，Y/B軸部分的設計功能更完善，剛性更高，尾臺的設計充分考慮剛性及高的自動化和安全性，高性能車銑復合機床的刀庫及機械手換刀裝置為完全自主知識產權。開發(fā)出五軸車銑復合加工中心并完成了系列化、規(guī)格化產品的設計和生產。主軸最高轉速700r/min，可滿足形狀復雜的大型回轉體零件加工要求，如飛機發(fā)動機主軸、起落架、船用發(fā)動機活塞、增壓器蝸桿差速換向器、螺旋葉片合裝的高速高效加工等。 ? 大連

32、機床集團公司、北京北一數控有限公司等通過與國外技術合作，也研制成功了五軸車銑復合加工中心并投入使用。 ? 此外，國內部分機床企業(yè)還先后為國家重點建設工程和裝備制造業(yè)提供了一大批各類數控機床，包括用于鐵路提速機車車軸及零部件、磁懸浮列車軌道梁、高速電力機車及零部件；大型發(fā)電機組和輸變電設備；萬噸級輪船尾軸、大型船用柴油機及零部件；壓力機部件；大型鼓風機轉子，大型閥門和大型水泵；連鑄連軋設備及零部件等的制造。為國防工業(yè)建設提供各類大型、精密數控機床，用戶涉及航空、航天、船舶、兵器、核工業(yè)、電子等行業(yè)。 ? ３.２由數控銑床的發(fā)展看世界機床發(fā)展特點 ? ? 3.2.1數控機床

33、的發(fā)展特點及其發(fā)展條件 當今世界，工業(yè)發(fā)達國家對機床工業(yè)高度重視，競相發(fā)展機電一體化、高精、高效、高自動化先進機床，以加速工業(yè)和國民經濟的發(fā)展。長期以來，歐、美、亞在國際市場上相互展開激烈競爭，已形成一條無形戰(zhàn)線，特別是隨微電子、計算機技術的進步，數控機床在20世紀80年代以後加速發(fā)展，各方用戶提出更多需求，早已成為四大國際機床展上各國機床制造商競相展示先進技術、爭奪用戶、擴大市場的焦點。中國加入WTO后，正式參與世界市場激烈競爭，今後如何加強機床工業(yè)實力、加速數控機床產業(yè)發(fā)展，實是緊迫而又艱巨的任務。 ? 3.2.2數控機床的技術特點及其發(fā)展條件 ? 1948年美國空軍

34、部門為制造飛機雜零件，提供設備研經費，由G&L公司與MIT合作研究四年，於1952年試制出世界第一臺數控銑床，立即生產100臺交付軍工使用。在成果上顯示了它是社會需求、科技水平、人員素質三者的結晶；在技術上則顯示出機電一體化機床在控制方面的巨大創(chuàng)新。 3.2.3 數控機床發(fā)展的條件 ? 任何事物都有其特點與發(fā)展條件，人們掌握後才能加速其發(fā)展。數控機床的發(fā)展條件主要包括： 它是機、電、液、氣、光多學科各種高科技的綜合性組合，特別是以電子、計算機等現代先進技術為基石，必須具有鞏固的技術基礎，互相配套，缺一不可。如不齊備，則數控機床難以順利發(fā)展. ? 數控機床是由主機、各種元

35、部件(功能部件)和數控系統三大部分組成，還需先進的自動化刀具配合，才能實現加工，各個環(huán)節(jié)在技術上、質量上必須切實過關，確保工作可靠、穩(wěn)定，才能保數控機床工作的精度、效率和自動化，否則，難以在生產實際中使用； ? 它是社會需求、科技水平和人員素質三者的結合，缺一不成。如果人員素質差、科技水平達不到，則難以滿足社會需求。人是一切活動的主體，需要各種精通業(yè)務的專家、人才和熟練技術工人，互相配合，共同完成。否則，數控機床難以順利發(fā)展。 ? 3.2.4 工業(yè)發(fā)達國家發(fā)展數控機床的主要經驗 ? 數控機床出現至今的50年，隨科技、特別是微電子、計算機技術的進步而不斷發(fā)展。美、德、日三國是當

36、今世上在數控機床科研、設計、制造和使用上，技術最先進、經驗最多的國家。因其社會條件不同，各有特點。 ? 美國的特點是，政府重視機床工業(yè)，美國國防部等部門不斷提出機床的發(fā)展方向、科研任務和提供充足的經費，且網羅世界人才，特別講究“效率”和“創(chuàng)新”，注重基礎科研。因而在機床技術上不斷創(chuàng)新，如1952年研制出世界第一臺數控機床、1958年創(chuàng)制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首創(chuàng)開放式數控系統等。由於美國首先結合汽車、軸承生產需求，充分發(fā)展了大量大批生產自動化所需的自動線，而且電子、計算機技術在世界上領先，因此其數控機床的主機設計、制造及數控系統基礎扎實，且一貫重視科研和創(chuàng)新，故其

37、高性能數控機床技術在世界也一直領先。當今美國不僅生產宇航等使用的高性能數控機床，也為中小企業(yè)生產廉價實用的數控機床(如Haas、Fadal公司等)。其存在的教訓是，偏重於基礎科研，忽視應用技術，且在上世紀80代政府一度放松了引導，致使數控機床產量增加緩慢，於1982年被後進的日本超過，并大量進口。從90年代起，糾正過去偏向，數控機床技術上轉向實用，產量又逐漸上升。 ? 德國政府一貫重視機床工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位，在多方面大力扶植。特別講究“實際”與“實效”，堅持“以人為本”，師徒相傳，不斷提高人員素質。在發(fā)展大量大批生產自動化的基礎上，於1956年研制出第一臺數控機床後，一直堅持實事求是，講

38、求科學精神，不斷穩(wěn)步前進。德國特別注重科學試驗，理論與實際相結合，基礎科研與應用技術科研并重。企業(yè)與大學科研部門緊密合作，對用戶產品、加工工藝、機床布局結構、數控機床的共性和特性問題進行深入的研究，在質量上精益求精。德國的數控機床質量及性能良好、先進實用、貨真價實，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數控機床。德國特別重視數控機床主機及配套件之先進實用，其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數控系統、各種功能部件，在質量、性能上居世界前列。如西門子公司之數控系統和Heidenhain公司之精密光柵，均為世界聞名，競相采用。 ? 日本政府對機床工業(yè)之發(fā)展異常重視，通過規(guī)劃、法規(guī)(如“機振法”、

39、“機電法”、“機信法”等)引導發(fā)展。在重視人才及機床元部件配套上學習德國，在質量管理及數控機床技術上學習美國，甚至青出於藍而勝於藍。日本也和美、德兩國相似，充分發(fā)展大量大批生產自動化，繼而全力發(fā)展中小批柔性生產自動化的數控機床。自1958年研制出第一臺數控機床後，1978年產量(7,342臺)超過美國(5,688臺)，至今產量、出口量一直居世界首位(2001年產量46,604臺，出口27,409臺，占59%)。戰(zhàn)略上先仿後創(chuàng)，先生產量大而廣的中檔數控機床，大量出口，占去世界廣大市場。在上世紀80年代開始進一步加強科研，向高性能數控機床發(fā)展。在策略上，首先通過學習美國全面質量管理(TQC)，變?yōu)?/p>

40、職工自覺群體活動，保產品質量。進而加速發(fā)展電子、計算機技術，進入世界前列，為發(fā)展機電一體化的數控機床開道。日本在發(fā)展數控機床的過程中，狠抓關鍵，突出發(fā)展數控系統。日本FANUC公司戰(zhàn)略正確，仿創(chuàng)結合，針對性地發(fā)展市場所需各種低中高檔數控系統，在技術上領先，在產量上居世界第一。該公司現有職工3,674人，科研人員超過600人，月產能力7,000套，銷售額在世界市場上占50%，在國內約占70%，對加速日本和世界數控機床的發(fā)展起了重大促進作用。 ? 3.2.5中國數控機床現狀及發(fā)展中的主要問題 ? 1.數控機床的現狀 ? 目前，中國機床工業(yè)廠多人眾。2000年，金切機床制造廠約358

41、家(20.6萬人)，成形機床制造廠191家(約6.5萬人)，共計549家(27.1萬人)。其中生產數控金切機床的約150家，生產數控成形機床的約30家，共計約180家，占廠家總數的1/3。2001年金切機床產量19.2萬臺，內數控金切機床17,521臺，約占9%。 ? 總的來說：數控機床產量不斷增長，2001年為1991年的3.6倍；進口量增長較快，達29倍，出口量有所增加，但數目較小，為4.8倍；數控機床消費量增加較快，達7.9倍。產量滿足不了社會發(fā)展的需求。 ? 從金額上看，2001年數控機床進口17,679臺，計14.1億美元，出口2,509臺，計0.44億美元，進口額為出口

42、額之32倍。進口大、出口小。 ? 2.發(fā)展數控機床存在的主要問題 ? 中國於1958年研制出第一臺數控機床，發(fā)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、發(fā)展條件缺乏認識，在人員素質差、基礎薄弱、配套件不過關的情況下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、終因表現欠佳，無法用於生產而停頓。主要存在的問題是盲目性大，缺乏實事求是的科學精神。在第二階段從日、德、美、西班牙先後引進數控系統技術，從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國、臺灣省共11國(地區(qū))引進數控機床先進技術和合作、合資生產，解決了可靠性、穩(wěn)定性問題

43、，數控機床開始正式生產和使用，并逐步向前發(fā)展。 ? 在20余年間，數控機床的設計和制造技術有較大提高，主要表現在三大方面：培訓一批設計、制造、使用和維護的人才；通過合作生產先進數控機床，使設計、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進技術的差距；通過利用國外先進元部件、數控系統配套，開始能自行設計及制造高速、高性能、五面或五軸聯動加工的數控機床，供應國內市場的需求，但對關鍵技術的試驗、消化、掌握及創(chuàng)新卻較差。至今許多重要功能部件、自動化刀具、數控系統依靠國外技術支撐，不能獨立發(fā)展，基本上處於從仿制走向自行開發(fā)階段，與日本數控機床的水平差距很大。存在的主要問題包括：缺乏象日本“機電法”、“

44、機信法”那樣的指引；嚴重缺乏各方面專家人才和熟練技術工人；缺少深入系統的科研工作；元部件和數控系統不配套；企業(yè)和專業(yè)間缺乏合作，基本上孤軍作戰(zhàn)，雖然廠多人眾，但形成不了合力。 ? 3.加速數控機床產業(yè)發(fā)展之路 中國今後要加速發(fā)展數控機床產業(yè)，既要深入總結過往的經驗教訓，切實改善存在的問題，又要認真學習國外的先進經驗，沿正確的道路前進。建議切實做好以下幾點： ? 中國廠多人眾，極需正確的方針、政策對數控機床的發(fā)展進行有力的指引。應學習美、德、日經驗，政府高度重視、正確決策、大力扶植。在方針政策上，應講究科學精神、經濟實效，以切實提高生產率、勞動生產率為原則。在方法上，深入

45、用戶，精通工藝，低中高檔并舉，學習日本，首先解決量大而廣的中檔數控機床，批量生產，占領市場，減少進口，擴大出口。在步驟措施上，必須使國產數控系統先進、可靠，狠抓產品質量與配套件過關，打好技術基礎。近期重在打基礎，建立信譽，擴大國產數控機床的國內市場份額，遠期謀求趕超世界先進水平，大步走向世界市場； ? 必須狠抓根本，堅持“以人為本”，加速提高人員素質、培養(yǎng)各種專家人才，從根本上改變目前低效、落後的狀態(tài)。人是一切事業(yè)成敗的根本，層層都要重視“培才、選才、用才”，建立學習型企業(yè)，樹立企業(yè)文化，加速培育新人，培訓在職人員，建立師徒相傳制度，舉辦各種技術講座、訓練班和專題討論會，甚至聘請外國專家

46、、顧問等，盡力提高數控。300家機械廠技術改進數控機床需求高. ? 根國家計委投資研究所預測：“十五”期間，我國固定資產總投資額達到22萬億元，年平均增長幅度為37%。按以往固定資產投資與機械市場消費之間的互動關系推斷，“十五”期間，我國機械市場所孕育的商機高達320～400億元。 據預測，至2010年：汽車市場將達4400～8000萬輛規(guī)模，其中轎車產量每增加1%，機械市場可增長0.54%；交通方面，“十五”期間僅西部鐵路開發(fā)就將投入1000億元，未來10年西部交通則將投資7000～8000億元，車輪車床、勾舌銑床、2m大型鋸床、螺旋焊管擴徑機械等專用設備大有用武之地；水利工程未來5

47、年將投資5300億元，環(huán)保一期投資1888億元，二期投資2600億元，相應機械設備需求巨大；300家機械廠商將進行技改，求購數控機床數量十分可觀； ? 目前，國內有模具廠1.7萬家，年產值約220億元，預計到2005年產值將達到460億元，所需的機械偏向于高精度、高效率、高速化銑削設備、虛擬軸機床、復合加工機及慢走絲切割機等。國產數控機床市場占有率下滑即將有轉機。 ? 隨著世界科技進步和機床工業(yè)的發(fā)展，數控機床作為機床工業(yè)的主流產品，已成為實現裝備制造業(yè)現代化的關鍵設備，是國防軍工裝備發(fā)展的戰(zhàn)略物資。數控機床的擁有量及其性能水平的高低，是衡量一個國家綜合實力的重要標志。加快發(fā)展數控

48、機床產業(yè)也是我國裝備制造業(yè)發(fā)展的現實要求。 ? 根據中國機床工具工業(yè)協會組織用戶調查表明，航天航空、國防軍工制造業(yè)需要大型、高速、精密、多軸、高效數控機床；汽車、摩托車、家電制造業(yè)需求高效、高可靠性、高自動化的數控機床和成套柔性生產線；電站設備、造船、冶金石化設備、軌道交通設備制造業(yè)需求高精度、重型為特征的數控機床；IT業(yè)、生物工程等高技術產業(yè)需求納米級亞微米級超精密加工數控機床；工程機械、農業(yè)機械等傳統制造行業(yè)的產業(yè)升級，特別是民營企業(yè)的蓬勃發(fā)展，需要大量數控機床進行裝備。 ? 目前我國數控機床的數量和品種，尚不能完全滿足國內市場需求。據中國機床工具工業(yè)協會總干事長吳柏林(右圖)

49、近日透露，《國家數控機床產業(yè)發(fā)展專項規(guī)劃》草案已經制訂完成，目前正由國家發(fā)改委修改，修改完成后，將報國務院領導審閱批準，然后正式施行。據了解，《規(guī)劃》施行以后，困擾我國機床工具業(yè)發(fā)展的數控機床產業(yè)化和自主開發(fā)能力偏低的問題將得到一定程度的解決，國產數控機床國內市場占有率連年下滑的局面將被扭轉。 ? 4. 國家政策扶持數控機床產業(yè)化基地建設 按照《規(guī)劃》，未來5年機床工具行業(yè)將營造20個數控機床產業(yè)化基地和為之配套的10個基礎功能零部件產業(yè)基地，基地企業(yè)將享受國家政策和資金上的支持?！兑?guī)劃》中明確指出，數控機床產業(yè)化基地企業(yè)所開發(fā)生產的新產品和高檔數控機床產品實行增值稅返還政策

50、。當問及在東北老工業(yè)基地改造中已經實行了消費型增值稅的大連和沈陽的企業(yè)是否會因此享受雙重稅收優(yōu)惠時，吳柏林給予了肯定的回答。東北地區(qū)增值稅改革以后，全國其他地區(qū)，尤其是中西部地區(qū)增值稅轉型的呼聲很高?！兑?guī)劃》實施后，東北以外地區(qū)的數控機床產業(yè)化基地企業(yè)很可能率先實行消費型增值稅，從而也得到雙重稅收優(yōu)惠。 ? 事實上，國家已經對機床工具行業(yè)的部分企業(yè)給予了增值稅返還政策，只是力度太小，新政策有望加大力度。但是吳柏林認為，應該按照企業(yè)生產新產品和高檔數控機床產品銷售額的比例進行返還，并且返還比例在3%~5%。 ? 吳柏林還談到了進口關稅問題?！白龉δ懿考?，需要進口一些零件和散件，目前零

51、件和散件的進口關稅還是很高，這就增加了企業(yè)的生產成本。但是另一方面，整機進口關稅卻可以大幅度地往下降，甚至可以免稅?！彼f，“在若干關稅政策方面還有待調整?！?另據了解，《規(guī)劃》還將對進入產業(yè)化基地的企業(yè)給予國債項目資金的支持。對企業(yè)技術開發(fā)中心和技術工程研究中心的初期建設，以及首臺、首套新產品，也將給予一定的風險補貼。 ? 5. 調整產業(yè)結構 加強功能部件開發(fā)制造能力 ? 中檔數控機床產業(yè)化程度低是《規(guī)劃》要解決的問題之一?！爸袡n數控機床我們能做，但是我們做出來的東西，從質量、交貨期，到售后服務，都缺乏市場競爭力?！眳前亓终f，“不要說跟歐美比，就連中國臺灣我們現在都比不過。他以中

52、檔數控機床中典型的普通立式加工中心作例子：2004年內地約消耗了1萬臺，但是大陸所有企業(yè)加起來共生產2000臺左右，而只有八九個生產加工中心工廠的臺灣竟向大陸銷售了3300臺。這說明我們的競爭能力差，產業(yè)化水平低?！? ? 在發(fā)展專業(yè)化生產方面，吳柏林認為，提高產業(yè)化水平，從政府導向來說，還是要大力提倡專業(yè)化生產?！案銠C床，尤其是普及型或經濟型機床，大而全、小而全的生產方法是不行的?！?他還特別提到我國機床產業(yè)結構中的一個問題，就是主機廠多，關鍵功能部件專業(yè)生產廠少且弱。以數控系統來說，我們的數控系統80%以上是進口的。不僅價格高，進口周期也不能滿足主機廠的要求。而且，使用進口的東西組裝起

53、來的機床，可靠性和質量也會受到影響。 ? 吳柏林因此認為，提高產業(yè)化水平，首先要調整產業(yè)結構，加強功能部件的開發(fā)和制造能力。其次，企業(yè)的技術改造也要加強，而這方面過去企業(yè)欠賬太多?！爸圃旄呔鹊臋C床，用低精度的普通機床去做，難度是很大的?！? ? 6.提升高檔數控機床開發(fā)能力 ? 如果說中檔數控機床我們還能做，只是產業(yè)化水平低的話，那么在高檔數控機床方面，開發(fā)能力不足的問題就顯得尤為突出?！兑?guī)劃》明確了以企業(yè)為主體提高開發(fā)能力的方針。吳柏林提到有希望進入國家數控機床產業(yè)化基地的企業(yè)，像大連、沈陽、北京、上海、濟南、秦川、齊齊哈爾的幾家企業(yè)，都具備一定的水平，而且這幾年發(fā)展勢頭很

54、好?！叭绻麌以俜龀忠幌?，它們可能很快就能上來?！? ? 但是，提高開發(fā)能力并不是一件容易的事情。就拿數控系統來說，現在西方大的公司對我們采取封鎖加傾銷的市場戰(zhàn)略。首先是封鎖，封鎖不成就傾銷。其數控系統在中國市場以十分昂貴的價格出售，獲取了高額利潤。一但中國企業(yè)開發(fā)出同樣產品，他們就立即大幅降價，甚至降到中國企業(yè)的成本價以下。在這種情況下，國家就更要給國內企業(yè)以扶持，就像當初美、德、日等扶持本國企業(yè)那樣。 ? 另一方面，吳柏林提醒企業(yè)也要從主觀上重視開發(fā)的投入?！扒皫啄陣鴥葯C床企業(yè)多數處于虧損狀態(tài)，無力進行科研和技術開發(fā)，現在過上了紅紅火火的好日子。但是你不能只顧生產那些萬元一臺的小

55、機床。那樣的話，幾百萬美元、幾百萬歐元一臺的機床你永遠都開發(fā)不出來?！? ? 專家指出，機床企業(yè)如欲進入產業(yè)化基地，其技術開發(fā)投入不得低于產品銷售收入的5%。如果達到了這個指標，將可每年享受國家給予的一定程度的補貼。按照《規(guī)劃》的目標，到“十一五”末期，國產數控機床以銷售額計的國內市場占有率將提高到50%以上，同時，國產全部機床產品的國內市場占有率也將提高到60%以 ? 結 論 銑床是用銑刀對工件進行銑削加工的機床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復雜的型面，效率較刨床高，在機械制造和修理部門得到廣泛應用。

56、? 最早的銑床是美國人惠特尼于1818年創(chuàng)制的臥式銑床；為了銑削麻花鉆頭的螺旋槽，美國人布朗于1862年創(chuàng)制了第一臺萬能銑床，這是升降臺銑床的雛形；1884年前后又出現了龍門銑床；二十世紀20年代出現了半自動銑床，工作臺利用擋塊可完成“進給-決速”或“決速-進給”的自動轉換。 ? 1950年以后，銑床在控制系統方面發(fā)展很快，數字控制的應用大大提高了銑床的自動化程度。尤其是70年代以后，微處理機的數字控制系統和自動換刀系統在銑床上得到應用，擴大了銑床的加工范圍，提高了加工精度與效率。 ? 銑床種類很多，一般是按布局形式和適用范圍加以區(qū)分，主要的有升降臺銑床、龍門銑床、單柱銑床和單臂銑床

57、、儀表銑床、工具銑床等。 ? 升降臺銑床有萬能式、臥式和立式幾種，主要用于加工中小型零件，應用最廣；龍門銑床包括龍門銑鏜床、龍門銑刨床和雙柱銑床，均用于加工大型零件；單柱銑床的水平銑頭可沿立柱導軌移動，工作臺作縱向進給；單臂銑床的立銑頭可沿懸臂導軌水平移動，懸臂也可沿立柱導軌調整高度。單柱銑床和單臂銑床均用于加工大型零件。 ? 儀表銑床是一種小型的升降臺銑床，用于加工儀器儀表和其他小型零件；工具銑床主要用于模具和工具制造，配有立銑頭、萬能角度工作臺和插頭等多種附件，還可進行鉆削、鏜削和插削等加工。其他銑床還有鍵槽銑床、凸輪銑床、曲軸銑床、軋輥軸頸銑床和方鋼錠銑床等，它們都是為加工相應的

58、工件而制造的專用銑床。 ? 另外，按控制方式，銑床又可分為仿形銑床、程序控制銑床和數控銑床等。 ? 致謝 在我撰寫論文的過程的中專業(yè)老師給了我非常多的指導和支持.寫論文是個漫長的過程,這中間遇到了許多難題,這個時候老師給了我許多建議,并幫助我搜集了許多的專業(yè)的例證,特別是包老師指出了我許多不足和需要改進的地方,讓自己能夠及時的發(fā)現錯誤并盡快的改正!所以在這里要向幫助我的包老師說一聲謝謝!希望通過自己積極的努力,可以順利通過自己的論文!都說一份努力,一份收獲,老師的指導和自己的信心一定能夠保證自己的論文順利的通過!.

59、 參考文獻 [1] 吳宗澤,羅圣國.機械設計課程設計手冊第二版[M].北京:高等教育出版社,1999. [3]陳錦昌,劉就女,劉林.計算機工程制圖[M].廣州:華南理工大學出版社,1999. [4]馮辛安,黃玉美,杜君文.機械制造裝備設計[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004. [5]熊光華.數控機床[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2001. [6]李峻勤,費仁元.數控機床及其使用與維修[M].北京:國防工業(yè)出版社,2000. [7]張柱銀,陳思義,明興祖.數控原理與數控機床[M].北京:化學工業(yè)出版社,2003. [8]林東.數控技術[M].北京:北京理工大學出版社,1995. ? ? ? ? ? ?