数控加工与普通机床加工工艺的比较分析.docx

目录绪论错误!未定义书签。11课题设计B¾背景错误!未定义书签。12数控技术发展的历程错误!未定义书签。13数控系统发展的前景错误!未定义书签。14我国数控系统发展的现实状况错误!未定义书签。工艺的对比错误!未定义书签。2.1 数控加工工艺分析与一般机床加工工艺错误!未定义书签。2.2 数控加工与一般加工内容的差异错误!未定义书签。1.1 3数控加工零件B¾工艺性分析与一般加工H¾工艺性分析对比错误!未定义书签。2.4 加工工艺路线B¾对比分析错误!未定义书签。2.5 、工序加工余量确实定（难点）错误!未定义书签。2.6 、工序尺寸及其偏差确实定错误!未定义书签。2.7 机械加工精度及表面质量错误!未定义书签。小结错误!未定义书签。道遢错误!未定义书签。参照文献错误!未定义书签。绪论1. 1课题设计的背景什么是数控技术？数控技术是指用数字、文字和符号构成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制B¾技术。它所控制的一般是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1923年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据迅速运算和传播，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统0基础。数控技术是与机床控制亲密结合发展起来的。1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代B¾事件，推进了自动化的发展。目前，数控技术也叫计算机数控技术，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路构成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等多种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完毕。数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备,是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密.加工精度高,质量轻易保证,发展前景十分广阔，因此掌握数控车床的加工编程技术尤为重要。1.2数控技术发展的历程数控（NC）阶段在1952-1970年，初期计算机B运算速度低，对当时的科学计算和数据处理影响还不大，但不能适应机床实时控制的规定。人们不得不采用数字逻辑电路“搭”成一台机床专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控（HARDT1REDNC）,简称为数控（NC）。伴随元器件的发展，这个阶段历经了三代，即1952年的第一代一一电子管；1959年的第二代一一晶体管；1965年的第三代一一小规模集成电路。计算机数控（CNC）阶段（1970年目前）到1970年，通用小型计算机业已出现并成批生产。于是将它移植过来作为数控系统的关键部件，从此进入了计算机数控（CNe）阶段。到1971年，美国INTE1企业在世界上第一次将计算机的两个最关键的部件一一运算器和控制器，采用大规模集成电路技术集成在一块芯片上，称之为微处理器，又可称为中央处理单元。到1974年微处理器被应用于数控系统。这是由于小型计算机功能太强，控制一台机床能力有富裕，不如采用微处理器经济合理。并且当时B¾小型机可靠性也不理想。初期的微处理器速度和功能虽还不够高，但可以通过多处理器构造来处理。到了1990年，PC机的性能已发展到很高的阶段，可以满足作为数控系统关键部件的规定。数控系统从此进入了基于PC0阶段。总之，计算机数控阶段也经历了三代。即1970年的第四代一一小型计算机;1974年的第五代一一微处理器和1990年的第六代一一基于PC01.3数控系统发展的前景数控技术0应用不仅给老式制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，并且伴随数控技术的不停发展和应用领域09扩大，他对国计民生的某些重要行业（it、汽车、轻工、医疗等）0发展起着越来越重要0作用，由于这些行业所需装备B¾数字化已是现代发展B¾大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其重要研究热点有如下几种方面114）。高速、高精加工技术及装备的新趋势？效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品0¾质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会(Cirp)将其确定为二十一世纪的中心研究方向之一。在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，并且多品种加工是轿车装备必须处理0重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小0状况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”0措施来制造机翼、机身等大型零件来替代多种零件通过众多的钾钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的规定。从emo2023展会状况来看，高速加工中心进给速度可达80mmin,甚至更高,空运行速度可达IOOmmin左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国0¾上海通用汽车企业，已经采用以高速加工中心构成日勺生产线部分替代组合机床。美国Cincinnati企业的hypermach机床进给速度最大达60mmin,迅速为100mmin,加速度达2g,主轴转速已达60?OOormin0加工一薄壁飞机零件，只用30min,而同样的零件在一般高速铳床加工需3h,在一般铳床加工需8h；德国dmg企业的J双主轴车床的!主轴速度及加速度分别达12*!000rmm和Igo在加工精度方面，近23年来，一般级数控机床B¾加工精度已由IOum提高到5um,精密级加工中心则从35um,提高至IJ115Um,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01Rm)O?在可靠性方面，国外数控装置日勺Intbf值已达6?OOOh以上，伺服系统B¾mtbf值到达3000Oh以上，体现出非常高0¾可靠性。？为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了迅速的发展，应用领域深入扩大。1.4我国数控系统发展的现实状况机床产业是国民经济发展B基础，装备制造业发展的重中之重。国家中长期科学和技术发展规划纲要（2023-2023年）将“高档数控机床与基础制造装备”确定为16个科技重大专题之一。通过国家有关计划B¾支持，我国在数控机床关键技术研究方面有了较大突破，发明了一批具有自主知识产权的研究成果和关键技术。重要体目前如下几种方面：（1）中高档数控机床的开发获得了较大进展，在五轴联动、复合加工、数字化设计以及高速加工等一批关键技术上获得了突破，自主开发了包括大型、五轴联动数控加工机床，精密及超精密数控机床以及一大批专门化高性能机床，并形成了一批中等数控机床产业化基地。（2）关键功能部件的技术水平、制造质量逐年稳步提高，功能逐渐完善，部分性能指标靠近国际先进水平，形成了一批具有自主知识产权的功能部件。开发出了高速主轴单元、高速滚珠丝杠、重载直线导轨、高速导轨防护装置、直线电机、数控转台、刀库与机械手、A/C轴数控铳头、高速工具系统、数字化量仪等高性能功能部件样机，其中有的品种已实现小批量生产。（3）中高档数控系统开发研究与应用获得一定成果。通过自主研发或与国外开展技术合作，在中等数控系统的开发和生产上获得明显进展。初步处理了多坐标联动、远程数据传播等技术难题；为适应数控系统的配套规定，相继开发出交流伺服驱动系统和主轴交流伺服控制系统，并形成了系列化产品。与国外的差距（1）高档数控机床的国内供应能力局限性。尽管我国机床行业近年来获得了长足的发展，数控化率稳步提高，但机床消费和生产0构造性矛盾仍然比较突出。目前，国内对中高档机床的需求量逐渐超过低级机床。但国产数控机床以低级为主，高档数控机床绝大部分依赖进口。（2）自主创新能力局限性。长期以来，我国机床制造业的基础、共性技术研究工作重要在行业性的研究院所进行。能力微弱，技术创新投入局限性，引进消化吸取能力差，低水平生产能力过剩，自主创新能力不高，缺乏优秀技术人才。虽然国产数控机床制造商通过技术引进、海内外并购重组以及国外采购等获得了某些先进数控技术，但缺乏对基础共性技术B¾研究，忽视了自主开发能力B¾培育，企业的市场响应速度慢。（3）产品质量、可靠性及服务等能力不强。国产机床在质量、交货期和服务等方面与国外著名品牌相比存在较大的差距。在质量方面，国产数控系统的可靠性指标MTBF与国际先进数控系统相差较大。国产数控车床、加工中心0MTBF与国际上先进水平也有较大差距。在交货期方面,绝大多数企业由于任务重拖期交货。服务体系不健全，在市场开拓、成套技术服务、迅速反应能力等方面不能满足市场快节奏和个性化的规定。（4）功能部件发展滞后。机床是由多种功能部件（主轴单元及主轴头、滚珠丝杠副、回转工作台和数控伺服系统等)在床身、立柱等基础机架上集装而成0¾,功能部件是数控机床0重要构成部分。数控机床整体技术与数控机床功能部件B¾发展是互相依赖、共同发展的，因此功能部件的创新也深深地影响着数控机床的发展。我国数控机床功能部件已经有一定规模，电主轴、主轴单元、数控系统等也有专门的制造厂家，其中个别产品的制造水平靠近国际先进水平。但整体上，我国机床功能部件发展缓慢、品种少、产业化程度低，精度指标和性能指标的综合状况还不过硬。目前,滚珠丝杠、数控刀架、电主轴等功能部件仅能满足中低级数控机床0¾配套需要。衡量数控机床水平的高档数控系统、高速精密电主轴、高速滚动功能部件等还依赖进口。我国数控机床的发展方略以轿车制造业为代表的汽车及其零部件制造业、以航空航天为代表的高新技术产业的加速发展，为机床制造业带来了巨大商机。同步，要满足我国重大基础制造和国防工业领域对高档数控机床B巨大需求，挣脱对国外高档数控机床B¾依赖及垄断，必须突破高档数控机床及对应高性能功能部件B¾关键技术。我国数控机床的发展需要以市场需求为导向，主机为牵引，统筹考虑数控系统与功能部件、关键部件与主机，推行数字制造；以功能部件为基础，以共性技术为支撑，加速振兴我国机床制造业。(1)提高数控机床产品的自主开发、制造能力。对于我国这样一种制造业大国，必须迅速提高数控机床产品B¾自主开发、制造能力。共性和关键技术攻关必须与数控机床和功能部件的基地建设有机结合，要以高档数控机床发展为主攻目的，提高整机可靠性和产业化水平，提高国产数控系统和关键功能部件0配套能力，尤其是要提高在国产中高档数控机床中0配套能力；加强数控机床基础开发理论B¾研究、基础工艺技术研究及应用软件开发,搞好行业原则和专利工作，为数控机床产业发展扎实基础。（2）以功能部件为基础，以关键共性技术为支撑。数控系统、功能部件、关键部件是发展高档数控机床的基础，目前我国在这方面发展十分微弱，已成为制约数控机床发展的瓶颈，必须加紧发展，提高专业化、批量化生产技术水平和能力。产品0发展和自主创新能力0¾提高必须依赖于关键技术B¾掌握，依赖于共性技术B¾支撑。基础技术研究是机床整体水平提高0前提和保障，是机床设计的关键和基础，对于我国机床行业迈上新台阶，处理机床开发中低水平反复和附加值低等瓶颈问题具有重要意义。（3）加紧技术引进与国际合作。为了较快得到最新技术，企业可直接与国外科研院所和国外一流企业合资、合作，以市场换技术，以有限B¾资金换取无限B¾发展，实现主流产品生产的高起点、成批量、专业化。在引进与合作过程中，需要加强引进技术的消化吸取与再创新。某些领域，与国外差距较大，国外先进技术有引进的也许，则通过引进技术，加强消化吸取，实现再创新，满足顾客的需求。在技术基础很好的领域，集成现已形成一定优势的技术，与顾客结合，产学研结合，开发满足顾客需要0