⑴ 数控机床改造论文
数控机床改造论文对数控机床的改造进行阐述,并对数控机床改造的特点和常用方法研究。
数控机床改造论文【1】
【摘要】数控机床的改造在机械加工行业中应用越来越广,近年来用户对数控机床的认知能力进一步提高,对此需求也进一步增加,机床数控化改造成为新的经济增长行业。
【关键词】数控;机床;数控化改造;特点和方法
1 机床数控化改造分析
一台旧设备使用到一定年头后,必然会故障频繁发生、维修困难、生产效率降低、加工精度不稳定、甚至完全停机。
对这样的设备是采取彻底报废、还是经过中大修数控改造?做出这种决定之前,首先要对现有设备的剩余使用价值作出评估。
例如一台加工中心,主要构成的机电部件有:①CNC系统及操作子系统;②伺服系统(包括电动机);③机床电气;④机械本体(床身、立柱、导轨和丝杠等);⑤刀库机械手系统;⑥自动工作台交换系统(APC)等。
每一个子系统根据实际情况,都可以作出相应剩余使用价值评估。
例如根据伺服系统的磨损程度,如果继续留用,应考虑整修后还有50%以上剩余价值;但考虑到新更换数控系统的匹配及追求好的伺服特性,即使旧的伺服系统没有完全损坏,或预计继续使用寿命不会太长,也可考虑彻底更换。
机械部件的剩余价值一般都占较高比例,多项工程实践表明,一台高质量机床的机械大件磨损是有限的。
例如改造过的70年代美国卧式加工中心,X方向行程1台为1.5m、1台为2.5m,导轨的直线度和扭曲都能调整到0.008mm/1000mm,导轨本身没有进一步修磨。
机械手刀库部件易损件集中在几个零件上(如手爪、插销等),即使重新更换花费也不多,因此机械部件都占有较高剩余价值。
2 数控机床改造的特点
2.1 投资额少、交货期短同购置新机床相比,一般可以节省60 % - 80 %的费用,改造费用低,特别是大型、特殊机床尤其明显。
一般大型机床改造,只是新机床购置费用的1/ 3 。
即使有些特殊情况,如高速主轴、托盘自动交换装置的制造与安装过于费工、费钱,改造成本也高2 - 3倍,但与购置新机床相比,也能节省投资50%左右。
另外可以根据实际情况进行针对性的改造,交货期缩短。
2.2 机械性能稳定可靠 所利用的床身、立柱等基础件都是重而兼顾的铸造构件,而不是那种焊接构件,改造后的机床性能高、质量好,可以作为新设备继续使用多年。
2.3 熟悉了解设备、便于操作维修 购买新设备时,不了解新设备是否满足其加工要求。
改造则不然,可以精确地计算出机床的加工能力,另外,由于多年使用,操作者对机床的特性早已了解,在操作使用和维修方面培训时间短,见效快。
改造的机床一安装好,就可以实现全负荷运转。
2.4 可采用最新的控制技术可根据技术革新的发展速度,及时地提高生产设备地自动化水平和效率,提高设备和档次,将旧设备改成当今水平的机床。
充分利用现有的条件可以充分利用现有地基,不必像购置新设备时那样需要重新构筑地基。
因此可节约费用,降低改造成本,同时也可缩短生产准备周期。
3 提高数控机床改造精度的常见方法
数控机床在设计上要达到高的静动态刚度,运动副之间的摩擦系数小、传动无间隙、功率大、便于操作和维修。
机床数控改造时应尽量达到上述要求,还应对主要部件进行相应的改造使其达到一定的设计要求,才能获得预期的改造目的,常见的机床改造方法如下:
3.1 修复机床导轨精度
导轨的作用是导向与承载。
导轨在空载和在切削条件下运动时,都应具有足够的导向精度。
是机床几何精度的基础,所以,机床在改造时,为了达到预期的精度要求,往往必须修复导轨精度。
对不同形式导轨,大概修理方法如下:
3.1.1 使用环氧型耐磨导轨涂层修复导轨精度:工作台导轨的涂层,就是床身导轨的拓印,它的配合精度必然很高,简化了工艺,缩短了制造周期。
应用于机床改造更为便利,效果显著。
3.1.2 铸铁导轨:铸铁导轨的精加工是用刮削的方法得到的,刮研显点为18 ―25 点/ 平方厘米,同时,必须保证润滑的可靠性。
这样才能尽可能的减小摩擦,以及对位置控制精度的影响。
3.2 恢复主轴精度
主轴是主轴组的重要组成部分。
机床工作时,由主轴夹持着工件或刀具直接参加表面成形运动,对加工质量和生产率,有重要影响。
所以,改造时必须修复主轴的精度。
对于精度超差的主轴拆卸以后应对其进行全面检查,以便确定修理方案。
但大多需要更换主轴轴承、重新调整轴承的间隙调整和预紧。
调整后应进行温升实验,温升超过规定值,应减少预紧量。
当主轴轴承重新装配好后,用千分表和标准检验棒,检查主轴锥孔中心线是否和主轴的回转中心重合,如果相差较大,则必须用专用的磨头,重新磨削主轴锥孔,使其回转中心同主轴的回转中心完全重合。
3.3 修复或更换滚珠丝杠
丝杠传动直接关系到传动链精度,滚珠丝杠作为当代数控机床进给的主要传动机构,以其长寿命、高刚度、高效率、高灵敏度、无间隙等显著特点而得以广泛应用,成为各类数控机床的重要配套部件。
基本上现代的数控机床都采用了滚珠丝杠,但在改造时,一定要恢复其传动精度,或干脆更换新的或更高精度的滚珠丝杠,只有这样才能保证改造后的定位精度,尤其是在半闭环系统中,丝杠不仅要起到传动作用,还要起到标尺的作用,编码器只是测量丝杠的转数,至于工作台实际行走的距离,相当于开环,只能靠滚珠丝杠本身的精度保证。
3.4 利用精密仪器检测机床精度
可以结合具体的机床改造过程,利用先进的激光干涉仪测量系统,对机床的定位精度进行测量,并利用球杆仪快速检查机床精度,诊断误差来源,自动分析机床精度状态,检查出反向间隙、垂直度、直线度、周期误差、伺服不匹配、传动链磨损等,根据检测结果,进行必要的分析,再结合资金投入、新技术应用等因素确定必要的改造、修理方案。
在调整机床参数时,尤其是伺服驱动参数,可根据球杆仪的检测结果,进行系统优化,使机床参数更合理,系统更稳定。
在改造完成后,利用激光干涉仪对定位精度进行测量,并根据情况进行适当的补偿,可以大大提高机床的定位精度和加工精度。
3.5 减少传动环节的间隙
一般机床的齿轮主要集中在主轴箱和变速箱中。
为了保证传动精度,数控机床上使用的齿轮精度等级都比普通机床高。
在结构上要能达到无间隙传动,因而改造时,机床主要齿轮必须满足数控机床的要求,以保证机床加工精度。
如果进给传动系统中有蜗轮蜗杆传动,一定要注意,调整好反向间隙,否则,很可能直接影响机床性能。
另外,如果进给传动系统中有同步齿形带,也必须进行适当的调整或更换,尤其是在采用半闭环系统中,若此部分不在控制环内,将直接影响机床的定位精度。
4 结论
为了能够大幅度提高数控机床改造后的性能,升级为先进的高端机床,有时需要使用高性能和高可靠的新型功能部件。
但往往价格非常昂贵,使用时一定要根据实际情况,慎重选择。
本文对数控机床改造从实际情况分析入手,对数控机床改造特点和提高改造精度的常见方法进行了较全面的论述,对数控机床改造具有一定的指导意义。
数控机床刀架改造研究【2】
摘 要:随着机械制造发展,企业为了提高产品效益和质量,对普通机床数字化改造及普通数控机床升级改造愈来愈重视,因此数控机床改造有着广阔的市场和效益,刀架的改造就是其一。
关键词:电动刀架 数字化改造
一、数控机床刀架改造及方案
数控车床电动刀架是数控车床的重要功能部件,主要完成零件加工过程中的自动换刀。
使机床在一次装夹中完成多工序的加工,有效的减少刀具多次装夹带来的加工误差,刀架用于夹持切削用的刀具,其结构直接影响机床的切削性能和切削效率。
因此数控车床的刀架选择的好与坏、效率高与低将直接影响到产品的加工时间和质量,随着制造业的不断发展,对自动刀架的功能及性能要求也越来越高,原有的四工位刀架常常不能满足盘式零件加工要求。
本篇主要介绍如何用卧式六工位电动刀架取代立式四工位刀架,以提高数控机床使用性能。
图 1-1 所示为数控车床自动回转刀架机电系统,其中包括控制元件、动力源、传动装置、刀架体与检测装置。
PMC作为控制装置,通过程序控制电机的起停与正反转,电机作为动力源,通过传动装置控制上刀体的抬起、下降与转动,霍尔元件作为检测元件,检测上刀体是否到位,到位信号反馈给PMC,共同控制电机的运转。
下面从机械与电气两方面做一说明。
二、刀架选择及安装
1.刀架选择
数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。
目前国内数控刀架以电动为主,分为立式和卧式两种。
立式刀架有四、六工位两种形式,主要用于简易数控车床;卧式刀架有八、十、十二等工位,可正、反方向旋转,就近选刀,用于全功能数控车床。
另外卧式刀架还有液动刀架和伺服驱动刀架。
电动刀架是数控车床重要的传统结构,合理地选配电动刀架,并正确实施控制,能够有效的提高劳动生产率,缩短生产准备时间,消除人为误差,提高加工精度与加工精度的一致性等等。
另外,加工工艺适应性和连续稳定的工作能力也明显提高:尤其是在加工几何形状较复杂的零件时,除了控制系统能提供相应的控制指令外,很重要的一点是数控车床需配备易于控制的自动回转刀架,以便一次装夹所需的各种刀具,灵活方便地完成各种几何形状的加工。
电动刀架已经形成了系列产品,国内许多厂家已有定型产品,如:立式四工位刀架、卧式六工位刀架、八工位刀架、十工位、十二工位刀架等,我们在改造时只需要根据产品加工的工艺要求,选用卧式六工位刀架,如下图(b)。
2.刀架安装
与原刀架高度及尺寸相近视,刀架电控系统与原刀架电控系统电平一致,机械参数可以参考同类机床进行类比,中心高不能过高,低了可以用垫板垫;安装尺寸也要合适,可以采用过渡件安装。
3.电气改造及调试
电气控制部分改造分两步,线路改造和刀架控制梯形图的编写。
3.1电气部分改造
电气部分,刀架电机主电路不变,原刀架四个刀位输入信号地址X2.1、X2.2、X2.3、X2.4中,前三个可作为六工位刀位信号使用,刀架的分度由刀架电动机后端的角度编码器进行检测和控制,信号是BCD码,X2.4可作为刀架加紧信号输入,需增加X2.6、X2.5两个输入点作为刀位选通信号及刀架电机过载保护输入端,系统其它电气控制部分不再改动,下图为改装后的原理接线图。
3.2刀架结构及动作分析
经济型数控车床刀架式在普通车床六方位刀架的基础上发展的一种自动换刀装置,其功能和普通六方位刀架一样:有6个刀位,能夹持六把不同功能的刀具,方刀架回转60°时,刀架交换一个刀位,但方刀架回转和刀位号的选择是由加工程序指令控制的。
下面就以六工位刀架为例来说明其结构与原理,如下图3.2所示。
3.3刀位信号
3.4自动刀架控制涉及到的I/O信号
PLC输入信号: X2.1~X2.3:1~6号刀到位信号输入;X2.4:热继电器信号输入;
X2.5:行程到达信号输入; X2.6:角度编码器位置选通信号输入;
X2.7:电源空开信号输入; PLC输出信号: Y2.4:刀架正转继电器控制输出;
Y2.5:刀架反转继电器控制输出。
电动机的正反转由接触器KM6、KM7控制,刀架的松开和锁紧靠微动行程开关SQ1进行检测,地址为X2.5。
刀架的分度由刀架电动机后端的角度编码器进行检测和控制,信号是BCD码,分别是X2.1、X2.2、X2.3。
刀具位置选通脉冲信号为X2.6。
电动刀塔过载保护输入信号为X2.4。
选通信号X2.6为1时表示刀架已经旋转到某个刀位位置,这时的具体刀位号由X2.1、X2.2、X2.3来确定。
3.5电气设计要求
机床接收到换刀指令(程序的T码指令)后,刀架电动机正转进行松开并分度控制,分度过程中要有转位时间的检测,检测时间设定为10s,每次分度时间超过10s系统就发出分度故障报警。
刀架分度并到位后,通过电动机反转进行锁紧和定位控制,为了防止反转时间过长导致电动机过热,要求电动机反转控制时间不得超过0.7s。
电动机正反转控制过程中,还要求有正转停止延时时间控制和反转开始的延时时间控制。
自动换刀指令执行后,要进行刀架锁紧到位信号的检测,只有检测到该信号,才能完成T代码功能。
自动换刀过程中,要求有电动机过载、短路及温度过高保护,并有相应的报警信息显示。
自动运行中,程序的T代码错误(T=0或T>7)时相应有报警信息显示。
3.6控制软件的设计
电动刀架控制系统软件执行过程为:换刀系统接收到换刀指令后,系统首先读取刀号存储单元中存储的当前刀位号码,并将该存储单元中的刀位号与换刀指令给出的刀位号比较,如果相同,则不需换刀,系统继续向下执行程序;如果当前刀位号码与换刀指令给出的刀位号不相同,则PMC的'Y2.4脚输出高电平控制刀架电机正转,并不断检测刀位到位信号。
当检测到刀位到位信号后,PMC的Y2.4脚输出低电平,停止刀架运转,同时在Y2.5脚输出高电平,电机反转,同时启动定时器(电机反转的时间必须严格控制,时间过短,刀架无法锁紧,时间过长,会导致电机过载而烧毁),延时时间一到, Y2.5脚输出低电平,电机停止旋转,完成换刀过程。
接下来就要完成FANUC系统PMC刀架控制梯形图的编制,根据刀架换刀流程及I/O分配地址,完成刀架控制梯形图的编写。
对一台特定的数控机床,只要能满足控制要求,对梯形图的结构、规模并没有硬性的规定,我们可以按思路和逻辑方案进行编程。
但理想的梯形图程序除能满足机床的控制要求外,还应具有最少的步数、最短的处理时间和易于理解的逻辑关系。
3.7调试
3.7.1顺序程序的输入、调试
3.7.2系统运行
机械选型安装和电气设计连接完成后,经过检查就可以通电试验,这些工作做完以后,车床刀架的升级改造工作就完成了。
数控机床改造的发展论文【3】
摘 要:近几年来,随着我国科技的快速发展,经济水平的不断提高,机械的科技水平也有了较大进步,其中数控机床改造也成为了人们较为关注的话题之一。
科学技术的进步同样也带动了数控机床的发展,使数控机床技术的运用有了改观。
文章对数控技术,数控机床进行了简单介绍,并对其改造情况进行了分析和总结,希望能够带来一定借鉴意义。
关键词:数控技术;数控机床;改造
最近几年来,我国的市场经济发展迅猛,进步之快令人欣喜,但随之而来的就是国内、国际市场竞争的白日化,其竞争激烈的程度不言而喻。
日趋激烈的市场竞争力带来的是中、小批量的生产越来越多,尤其在航空工业中占据的比例更大,甚至达到绝大部分,且零件外形趋于复杂,这也就要求零件的精度更高。
这些要求的日益严格,使得传统机床的工艺渐渐力不从心,无法满足现代化需求。
在这种情况下,柔性加工变得越发重要,而对数控机床的依赖也越来越大。
想要解决现有状况的方式通常有两种,一种是通过购买新的设备来替换老旧设备,从而决绝现有设备无法满足的缺陷,但这种方法所需的资金比较多,在资金紧张时很难实现。
另一种方法则是改造旧设备,从而获得数控加工能力,这种办法有效且节省开支,是目前较好的办法,这也使得数控机床改造成为了重要的研究课题之一。
1 数控技术与数控机床
数控技术在现代化生产中有着至关重要的作用,现代化生产离不开数控技术,它是生产自动化的核心技术,是实现生产自动化的关键所在。
现代化科学在如今的生产中运用广泛,想要实现生产的全自动化离不开优良的数控技术。
数控技术发展的好坏对现代化机械生产的作用不言而喻,甚至可以说其技术的好坏直接影响着一个国家装备制造业的水平,同时映射着众多领域的技术水平。
可见基础科学的发展离不开数控技术的进步。
数控机床是典型的机电一体化产品,其高效利用解决了很多方面的问题。
在现代化的工厂中离不开数控机床,对于比较复杂、精密、繁多的零件加工,数控机床有着较大作用,是生产的关键所在。
柔性、高效能是其特点,更是现代化机床技术发展的大方向。
在航空航天、农业生产以及开采矿产等方面,数控技术都起到重要作用,并带动了工业的发展。
从根本而言,数控机床就是利用计算技术,将信息代码用数字的形式表示出来,再通过输入到数控设备中,通过数控设备发出各种指挥信号,从而控制机床,将一些复杂繁多的问题按照严格要求得以解决。
2 数控机床改造的优势
数控机床的优势有很多,单从效率方面和合理化方面就可归纳出七点。
以下做详细介绍。
(1)数控加工的种类较多,小批量生产上有着重要作用,是其自动化的手段。
它的自动化程度较高,并且加工的速度也非常迅速,都是其主要优点。
(2)产品质量是生产最为关注的问题之一,保持稳定的质量和较高的水准是数控加工的优势。
因为数控加工都是按照提前计算好的数值进行操作和加工的,所以它能够准确地进行加工并且还可以保证质量的稳定统一。
(3)现代加工中对于一些外形复杂且需要精度的加工是工作的难点问题之一。
数控加工可以有效解决这一方面的困难,并且能够在加工上保证效率和速度。
(4)装配的质量和效率依然是加工中所关注的问题之一,数控加工的零件都能够较好地解决这一方面的问题,并提高了零件装配的互换性。
(5)生产管理也在其作用下有了较好的发展,由于其加工时间固定,工作稳定,所以管理上也较为便捷,并未计算机集成制造系统的使用起到良好效果。
(6)在人工操作上,其有效利用可以减少劳动力,并提高工作准确度,提高产品质量。
(7)与人工加工相比,其优势在于可以连续加工,使加工不间断,在减少人工的同时,又缩短了工期,提高了效率。
3 数控机床改造技术的发展趋势
近些年来数控机床有了较快的发展,其外形和功能上也有了显著提高。
具体来说,在上世纪五十年代的时候,诞生了第一台数控机床,这是美国研发的,主要元件是电子管,由于当时科技水平并不发达,所以其体积非常庞大,笨重。
在六十年代时,半导体晶体管有了较好的应用,数控系统也有了较大程度的进步,性能有了稳步提升,并且性价比有了明显提高。
七十年代的时候,机床的加工效率更为迅速,其使用效率更高,灵活性更强,数控机床有了质的飞跃,工作也逐渐完善起来。
到了八十年代,数控技术转型为计算机数字控制技术,这是一个崭新的时代,微处理得到了较为广泛的应用。
微处理的运算速度有了稳步温升,数控机床的发展也更为快速。
数控机床的不断发展,为工业带来了新的改观。
伴随着计算机数字控制时代的到来,数控技术越发完善,高精度、高效率、智能化是其发展的方向,其发展的速度更是令人欣喜。
主要表现特点从以下几方面来具体说明。
3.1 高精度化
高精度化是数控技术的特点之一。
在现代化工业飞速发展的今天,对加工的精度要求也越来越高。
从八十年代的定位精度到九十年代初的定位精度,可以从数字上看出精度的变化。
在精度不断提升的现在,受益最大的就是航天工业,其精度的变化有了较大提升,并且对航天工业的发展帮助非常大。
此外,在计算机技术迅猛发展下,其加工精度进步速度也越来越快,机床结构材料也有了一定改变。
3.2 高速度化
机床生产效率的提高也是其发展的具体表现之一,从机床主轴的转速上可以体现出来。
4000rpm到6000rpm是中等规格机加中心的最高转速,后发展到8000rpm到12000rpm。
其次,坐标轴移动速度的提升也是其效率提高的表现。
3.3 高柔性化
多样化、个性化是现代产品的特点,这也就要求机床要有更高的柔性加工。
如铣削加工中心可以铣削、钻孔、攻丝等。
3.4 高自动化
自动化指的是在加工过程中主要依靠机器设备进行加工,人力加工会比较少。
高自动化不但能够减少人工的耗费,还可以提高工作效率和工作质量,与传统加工相比有着非常多的优势。
传统自动化往往是对大批量生产加工,而现在利用数控机床和机械加工中心,可以使大批量生产自动化,在多品种小批量的生产上也有所作为。
3.5 宜人的造型和灵活的操作
在数控机床效率不断提升的同时,造型的改变也是其重要的进步之一。
除了性能优异,使用安全之外,在造型上还要便捷、美观,适合人员操作。
这才是优秀的数控机床所应具备的。
简单灵活的操作也是数控机床所具备的特征,操作的灵活简单也可以加快其效率。
3.6 可靠性高
随着现代科学的发展,数控机床的可靠性也有了稳步提高,准确度和质量都有了一定程度上的进步。
机床的数控化从传统的切削机床逐渐转化向塑料加工机床、绘图机、气割机等加工设备方面转化。
其可靠性越来越高,应用也越来越广泛。
4 结束语
随着数控技术的不断发展,数控机床改造技术也在日益进步,其发展的前景也十分乐观。
在现代化科技高速发现的今天,相信我国的数控机床技术还会不断改进,日趋完善,为其工业发展带来新的发展前景。
参考文献
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[2]李道国.PARVEX 数字伺服系统在数控机床改造中的应用[J].装备维修技术,2008(1).
[3]谭昕.基于三轴联动的平面二次包络蜗轮数控加工及数控机床改造方案研究[J].机床与液压,2005(7).
⑵ 快速自动换刀技术的技术方法
适合于高速加工中心的快速自动换刀技术主要有以下几个方面:
在传统的专自动换刀装属置的基础上提高动作速度,或采用动作速度更快的机构和驱动元件。例如,机械凸轮结构的换刀速度要大大高于液压和气动结构。日本SODIC公司生产的MC450立式加工中心的机械凸轮结构的快速换刀装置,刀到刀换刀时间只有0.6s。
根据高速机床新的结构特点设计刀库和换刀装置的形式和位置。例如,传统的立式加工中心的刀库和换刀装置多装在立柱一侧:而高速加工中心则多为立柱移动的进给方式,为减轻运动件质量,刀库和换刀装置不宜再装在立柱上。
采用新方法进行刀具快速交换。不用刀库和机械手方式,而改用其它方式换刀。例如不用换刀,用换主轴的方法。
利用新开发的加工中心的主轴部件可作6自由度高速运动这一特点,让主轴直接参与换刀过程,不仅可使刀库配置位置灵活,而且可减少刀库运动的自由度,显著简化刀库和换刀装置的结构。
适合于高速加工中心的刀柄。HSK刀柄质量轻,拔插刀行程短,可以使自动换刀装置的速度提高。快速自动换刀装置采用HSK空心短锥柄刀是发展的趋势。
⑶ 求一篇加工中心的论文。5000字。
为模具加工选择加工中心
摘要!本文针对模具数控加工的特点"提出了选用加工中心时应考虑的若干方面"以保证加工质量和提高生产
效率!
关键词!模具$加工中心$选型
!前言
模具是目前应用数控加工最为广泛的行业之一!随
着市场对模具产品质量要求的不断提高"将有更多的企
业选用加工中心!加工中心的性能将直接影响模具的加
工工艺#加工质量和生产效率!加工中心综合应用了机
械技术#电子技术#计算机技术#电气技术#液压技
术#光学技术"具有先进性#复杂性#发展的迅速性以
及品种型号和档次的多样性"而且价格相对比较昂贵"
因此加工中心的选用是一项重要而复杂的工作"要慎重
进行!文献/01/21/31/41提出了加工中心选用的一般原则
和方法"本文主要探讨现代模具制造行业加工中心的具
体选型要求!
"加工中心的选用原则与程序
加工中心的初期投资及维修等费用较昂贵"要求管
理及操作人员的素质较高!用户要根据自身的经济实力
和技术实力"以满足需要为前提进行选用!
565确定典型加工工件的形状尺寸
根据企业在模具市场的定位"确定模具生产的种
类#结构和形状尺寸范围"然后采用成组技术把典型模
板进行归类"再来选择合适的加工中心!
562机床市场调研与订货
加工中心的种类繁多"价格较昂贵!加工中心的选
用不仅是以数控机床技术#加工工艺技术为基础的综合
应用技术"而且是一种受自身经济实力和技术实力约束
的综合管理技术!在加工中心初选技术方案出台后"要
货比三家"与机床生产厂家深入沟通"要询问并调研机
床厂家提供的典型用户"兼顾眼前需要与长远规划"结
合用户!78编程能力#数控机床操作和管理维修水平"
最终敲定性能价格比最好的加工中心型号与生产厂家!
订货合同中要明确加工中心的验收标准#程序和验收期
限"编程操作维修培训要求"机床专用检具#刀具#特
殊附件和关键配件的供应"是否要作综合性试件的切削
精度检查"付款方式及质量保证金等!
#加工中心的选型
265加工中心类型与规格的确定
现代模具制造"都采用专业化协作的生产方式"模
架#顶针等零件外购"模具数控加工的零件"通常有定
模型腔#动模型芯#电极#镶块#滑块等!一般选立式
加工中心加工定模型腔#铜电极#镶块#滑块等零件"
动模型芯既可选用立式加工中心加工也可考虑选择卧式
加工中心加工!卧式加工中心的工艺性比较广泛"但卧
式加工中心比立式加工中心的价格要贵"所需加工费也
高"用户要根据自身经济实力选配!加工模具型面若有
空间曲面"要考虑选择多轴联动的加工中心9:1!如果是
用于大型模具加工"往往要选择龙门加工中心!
在确定加工中心规格时"应根据模具模板大小考虑
工作台尺寸及各坐标行程!首先按模板尺寸"初定加工
中心工作台尺寸"再考虑模具的装夹方式以便留出安装
夹具所需的空间"然后再核算加工中心!轴#"轴行程"
以满足模具的实际加工范围!对大型模具还要考虑工作
台的最大承载重量!立式加工中心要考虑主轴端面到工
作台面的距离!卧式加工中心要考虑主轴端面到工作
台中心的距离!
鉴于模具材料硬度较高"模具粗加工工作量大"
在考虑主轴功率及扭矩时"在同等规格尺寸时一定要
选用主轴功率#扭矩都较大的机床"以提高切削效率!
有实力的企业可考虑选用主轴转速/000#12(+以上
的高速加工中心3/4356"以提升加工中心对模具材料硬度
的适应性"扩大加工中心的加工工艺范围"进一步提
高加工效率和加工质量!
模具电极常用材料为纯铜或石墨"如要加工石墨
电极786"优选防尘性能好的高速加工中心!
9:9加工中心精度的选择
模具按制品材料可粗分为五金模和塑料模!一般
地说"五金模具的零件加工精度高于塑料模具的零件
加工精度!
根据模具定模型腔和动模型芯关键部位的配合精
度考虑加工中心的精度等级!国产加工中心分为普通
型和精密型"其精度参见下表!
由于数控技术的飞速发展"普通型加工中心已可
加工/;5级精度零件"精密级加工中心可加工<;/级精
度零件3=6!
在考察加工中心的精度指标时"要注意它采用的
精度标准3>06!国际上常用的精度标准有*?@$国际标
准%#A*?$日本标准%#B?CD$美国标准%#EF*$德国
标准%#G?$英国标准%等!除A*?标准采用测量一次的
极差法计算加工中心精度"其他标准均采用多点多次
测定的数理统计法计算加工中心精度!就同一台机床
而言"用不同的精度检测标准"其检测的数值"数理
统计法约为极差法的9;H倍!
9:H加工中心的刚性与精度保持性
由于模具材料均较硬"而加工中心技术参数说明
中标出的精度"是加工中心在无负载下的技术参数!
在实际加工状态下的精度还与加工中心的刚性等因素
有关!所以应对模具工业用加工中心的刚性予以特别
关注!刚性是加工中心质量的一个重要特征"但目前
尚无对加工中心刚性评价的客观标准"必要时选择相
对模板尺寸大一档规格的加工中心!
在选择加工中心时"还要考虑机床的精度保持性!
要分析机床的布局#机床刚性#导轨跨距及结构形式&
要优选铸铁材料导轨#优选混凝土材料床身&主轴要
带有循环冷却装置等等!刚性和精度保持性好的加工中
心"在机床’磨合(后"会越用越好!笔者就见过不少
模具加工企业"有的因加工中心选型不当"加工过程中
机床振动和噪声较大"使用一两年后机床精度已丧失&
有的加工中心用了十几年"机床精度仍然保持!
9:I数控系统的选择7>>4
所选数控系统的档次要与加工中心的档次相匹配!
由于模具型面单工序加工的程序容量可达>JG以上"加
工时间可达几十小时以上"一般要求数控系统的平均无
故障时间$CKGL%大于>0000M"运算速度快"存储容
量大于>CG"系统快进速度大于9I212(+"插补单位
小"插补功能较丰富"网络通信能力强"故障自诊断功
能强"具有在线诊断功能"带交流驱动单元!如模具型
面复杂"数控系统最好具备进给速度前瞻控制和
NOPG?曲面插补功能!
现代数控系统具有许多功能"有的属于基本功能"
有的属于选择功能!选择时一定要根据加工中心的具体
用途而定!应对数控系统的性能和价格等作一个综合分
析"既不要求全"也不要遗漏!
模具数控加工基本上都是使用QBC软件自动编程"
数控系统的选择还要考虑与流行QBC软件的数据交换"
最好是QBC软件能直接支持该数控系统的后置处理!
在多轴联动数控系统的选择上"必须同时考虑多轴加工
QBC软件的匹配3>963>H6!
9:<加工中心台数估算
对每个典型加工零件"按照工艺分析可以初步确定
工艺路线"确定凸模#凹模#电极等的加工工序内容!
用QBC模拟加工得到每道工序的切削时间!"再考虑相
应辅助时间$一般为>0R;90R!%与每次换刀时间$约
为>0;90.%"就可算出每道工序的加工工时!按一年H00
个工作日"两班制"一天有效工作时间>I;><M计算"
可初估加工中心的年生产能力!根据生产要求或工序平
衡要求"决定加工中心的台数!
选购加工中心要注意上下工序间的节拍协调一致"
还要注意外部设备的配置"与编程#操作#维修等环节
的匹配!在模具加工行业"因等待加工程序而导致加工
中心停机的现象时有发生!
9:/自动换刀装置及刀柄的选择
自动换刀装置$BKQ%是加工中心的基本特征!模
具数控加工所需刀具不多"对换刀时间也没有过高要
求"尽量选用结构简单#可靠性高#维修容易的自动换
刀装置"加工中心刀库容量一般选I;>/把!
加工中心所用的刀具是由通用刀具和与主轴前端锥
孔配套的刀柄等组成!刀柄及拉钉的标准有日本的GK
标准#欧洲的*?@及F*N标准#美国的QBK1BN?*标准#中国的/01标准!各标准依据柄部直径又有各种大小的
尺寸"最常用的是23号及43号刀柄!但这类刀柄不适
用于高速加工"高速加工中心上要选用567系列短锥刀
柄!
可根据加工中心主轴前端锥孔直径选定刀柄号"
根据模具加工工艺方案选定刀柄的数量和适量的刀具!
要注意查看加工中心所用的拉钉标准和机械手夹持部
位标准!此外"还需选配刀具预调仪!
89:其他选择
自动交换工作台的选择#由于模具的制造是单件
生产"一般毋须考虑选用多工作台!
冷却装置$排屑装置$安全防护装置#由于模具
加工余量大"加工时间长"要选用带有全防护罩的大
流量的冷却装置"快速可靠的排屑装置"安全防护装
置保护功能全面$可靠!
加工中心附件的选择#选用加工中心"除了认真
考虑其基本功能及基本件外"还要选用一些选择功能
及附件"如刀具状态监测仪等!要选择与生产要求相
应的高可靠性的附件!
加工中心的选用"还要考虑品牌$可靠性%;<=>
大于?33小时&"关键配套件质量$维修服务网点$环
保与安全认证等因素!
!结束语
根据模具加工的具体要求"选择适用的加工中心"
将提高用户的投资效益"提升模具加工能力和加工质
量!
参考文献
@AB罗生梅等C加工中心的选型和订货@DE C制造技术与机床"
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@8E赵葛霄等C加工中心的选型问题探讨@DE C机床与液压"833A
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@FE邢青松等C数控加工中心的选用策略@DE C盐城工学院学报"
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@2E张炳杰C谈加工中心的选型@DE C设备管理与维修"AGG:%AA&
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装备市场"8332%F&
@?E张伯霖等C模具制造中的高速加工技术@HE C制造技术与机
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@:E周莉等C高速加工机床的合理选用@HE C制造技术与机床"
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@IE王成勇等C石墨电极的高速加工@DE C制造技术与机床"8338
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@GE盛伯浩等C数控机床的现状与发展@DE C制造技术与机床"
⑷ 我想找几篇论文,好心的朋友来帮帮我吧!
刀库之发展趋势与未来展望
近年来自动换刀刀库的发展俨然已超越其为综合
切削加工机床配套的角色,在其特有的技术领域中发
展出符合机床高精度、高效能、高可靠度及多任务复合
等概念之独特产品。以其多样化产品的功能,左右了
综合切削加工机床在生产效能及产品精度的表现。多
年来吉辅企业有限公司早已成为全球机床厂最主要的
刀库供货商以及产品开发伙伴,以其优质的产品营销
全球BB 余国,获得全球!CC 余厂家的肯定,同时也大
幅提升了机床的性能与附加价值。
笔者对于全球机床产业朝向全方位、高效率、高速
化、多功能机床的演进趋势以及降低生产成本架构的
发展需求,有深刻的体会。在机床制造商的高效率及
降低制造成本的要求下,吉辅公司致力于发展符合市
场需求之产品。近年来刀库产品之发展趋势为:!高
效能的产品:发展符合高荷重、高容量、高速化概念之
刀库产品。"轻量化、低成本的产品:发展符合重量
轻、成本低概念之刀库产品。在此概念基础下,刀库产
品之发展现况为:
(!)超重刀具负荷之刀库的发展发展出刀链系
统能承载重量DC E- 以上之超重刀具,拥有强力锁刀
装置之稳固刀链架构,可防止重型刀具于运转中坠落。
(B)高效率且定位精确的驱动及选刀系统的发展
发展出高精度系统配置日系高质量、高定位精度之伺
服电动机及减速机,以符合选刀迅速、换刀精确的主要
性能需求。
(F)多型式刀具容载刀库的发展发展出同时可
容纳多种型式刀具(如%GHIC 及%GHJC)的刀链系统,
也被视为是必须时常变换使用多种主轴之加工中心的
必备装置。
(")不同型式刀具及任意点之换刀系统的发展
可以同时夹取不同型式刀具如%GHIC 及%GHJC,因应
需求必须有不同的刀具。为了缩短换刀时间,多点式
或任意点式之换刀系统是有必要的。
(I)轻量化、低成本架构之刀库的发展发展出轻
量化之塑钢射出刀套架构,整体重量较传统刀库减轻
!CC E- 以上,成本大幅降低之刀库。
(J)大型及高容量刀库的发展在机床多功能之
趋势演化下,大量的刀具被使用在同一台机床上,刀库
之架构必须兼顾换刀效率及储刀效能,多变的刀库型
体(可容纳!BC K !LC K BCC 把以上刀具)及多样精密之
换刀系统(如各种立式、卧式、立卧单点及多点式换刀
系统),是其主要之特色。
无庸置疑,未来刀库的演进及发展简直难以想象,
新世代刀库被赋予着能符合未来全方位综合切削加工
机床及多任务复合加工机床需求之使命。刀库业界必
须展现全新之思维,方能在未来之产业发展中扮演称
职之角色。吉辅公司积极参与从事全新功能概念刀库
之研发工作,在多功能式架构之刀库领域及高效率换
刀系统之领域,长期投入与发展的态度一直不变。未
来的发展将朝向:快速而多功能之换刀系统(预期
常工作;
(J)当控制柜发生线路短路或其它情况引发的火
灾时,由于房间的阻隔将使灭火工作变得更加困难。
从经济角度考虑,安装机柜空调(机柜空调器)的
初期投资及日后维护、使用费用,相比于家用、商用空
调具有绝对的优势。对于一个计划性和连续性并重的
企业而言,控制系统的一次突发故障,所造成的硬件损
坏、停产及因停产造成的交货延期所引发的经济、信誉
损失,要远大于安装机柜空调(控制柜空调器)所付出
的投资。
综上所述,虽然机柜空调(机柜空调器)只占整台
(套)设备投资的很少部分,但对于设备的安全运行、
连续生产及控制系统自身的稳定运行和寿命延长具有
重要意义。
⑸ 机械专业毕业论文开题报告
机械专业毕业论文开题报告范文(精选6篇)
在生活中,报告与我们愈发关系密切,要注意报告在写作时具有一定的格式。那么什么样的报告才是有效的呢?下面是我整理的机械专业毕业论文开题报告范文,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。
论文题目:
MC无机械手换刀刀库毕业设计开题报告
本课题的研究内容
本论文是开发设计出一种体积小、结构紧凑、价格较低、生产周期短的小型立式加工中心无机械手换刀刀库。主要完成以下工作:
1、调研一个加工中心,了解其无机械手换刀刀装置和结构。
2、参照调研的加工中心,进行刀库布局总体设计。画出机床总体布置图和刀库总装配图,要有方案分析,不能照抄现有机床。
3、设计该刀库的一个重要部分,如刀库的转位机构(包括定位装置,刀具的夹紧装置等),画出该部件的装配图和主要零件(如壳体、蜗轮、蜗杆等3张以上工作图。
4、撰写设计说明书。
本课题研究的实施方案、进度安排
本课题采取的研究方法为:
(1)理论分析,参照调研的加工中心,进行刀库布局总体设计。
进度安排:
2009.3.16-3.20 收集相关的毕业课题资料。
2009.3.23-3.27 完成开题报告。
2009.3.30-4.17 完成毕业设计方案的制定、设计及计算。
2009.4.20-5.15 完成刀库的设计
2009.5.18-5.29 完成毕业设计说明书。
2009.6.01-6.08 毕业设计答辩。
主要参考文献
[1] 廉元国,张永洪. 加工中心设计与应用 [M]. 北京:机械工业出版社,1995.3
[2] 惠延波,沙杰.加工中心的数控编程与操作技术 [M]. 北京:机械工业出版社2000.12
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[4] 徐正平.CIMT2001 加工中心评述[J]. 制造技术与机床,2001,6
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[7] 刘跃南.机械系统设计[M].北京:机械工业出版社,1998.8
[8] Panasonic 交流伺服电机驱动器 MINASA 系列使用说明书
[9] 成大先.机械设计手册第四版第 2 卷[M]. 北京:化学工业出版社,2001.11
[10] 成大先.机械设计手册第四版第 3 卷[M]. 北京:化学工业出版社,2001.11
1 课题提出的背景与研究意义
1.1 课题研究背景
在数控机床移动式加工中移动部件和静止导轨之间存在着摩擦,这种摩擦的存在增加了驱动部件的功率损耗,降低了运动精度和使用寿命,增加了运动噪声和发热,甚至可能使精密部件变形,限制了机床控制精度的提高。由于摩擦与运动速度间存在非线性关系,特别是在低速微进给情况下,这种非线性关系难以把握,可能产生所谓的尺蠖运动方式或混沌不清的极限环现象,严重破坏了对微进给、高精度、高响应能力的进给性能要求。为此,把消除或减少摩擦的不良影响,作为提高机床技术水平的努力方向之一。该课题提出的将磁悬浮技术应用到数控机床加工中,即可以做到消除移动部件与静止导轨之间存在的摩擦及其不良影响。对提高我国机床工业水平及赶上或超过国际先进水平具有重大意义,且社会应用前景广阔。
1.2课题研究的意义
机床正向高速度、高精度及高度自动化方向发展。但在高速切削和高速磨削加工场合,受摩擦磨损的影响,传统的滚动轴承的寿命一般比较短,而磁悬浮轴承可以克服这方面的不足,磁悬浮轴承具有的高速、高精度、长寿命等突出优点,将逐渐带领机电行业走向一个没有摩擦、没有损耗、没有限速的崭新境界。超高速切削是一种用比普通切削速度高得多的速度对零件进行加工的先进制造技术,它以高加工速度、高加工精度为主要特征,有非常高的生产效率,磁悬浮轴承由于具有转速高、无磨损、无润滑、可靠性好和动态特性可调等突出优点,而被应用于超高速主轴系统中。要实现高速切削,必须要解决许多关键技术,其中最主要的就是高速切削主轴系统,而选择合理的轴承型式对实现其高转速至关重要。其中,磁悬浮轴承是高速切削主轴最理想的支承型式之一。磁悬浮轴承可以满足超高速切削技术对超高速主轴提出的性能要求。但它与普通滑动或滚动轴承的本质区别在于,系统开环不稳定,需要实施主动控制,而这恰恰使得磁悬浮轴承具有动特性可控的优点磁悬浮轴承是一个复杂的机电磁一体化产品,对其精确的分析研究是一项相当困难的工作,如果用实验验证则会碰到诸如经费大、周期长等困难,在目前国内情况下不能采取国外以试验为主的研究方法,主要从理论上进行研究,利用计算机软件对磁悬浮控制系统进行仿真是一种获得磁悬浮系统有关特征简便而有效的方法。这就是本课题的研究目的和意义。
2 本课题国内外的研究现状
磁悬浮轴承的应用与发展可以说是传统支承技术的革命。由于具有无机械接触和可实现主动控制两个显著的优点,主动磁悬浮轴承技术从一开始就引起了人们的重视。磁悬浮轴承的研究最早可追溯到1937年,Holmes和Beams利用交流谐振电路实现了对钢球的悬浮。自1988年起,国际上每两年举行一届磁悬浮轴承国际会议,交流和研讨该领域的最新研究成果;1990年瑞士联邦理工学院提出了柔性转子的研究问题,同年G.Schweitzer教授提出了数字控制问题;1998年瑞士联邦理工学院的R.Vuillemin和B.Aeschlimann等人提出了无传感器磁悬浮轴承。近十年,瑞士、美国、日本等国家研制的电磁悬浮轴承性能指标已经很高,并且已成功应用于透平机械、离心机、真空泵、机床主轴等旋转机械中,电磁悬浮轴承技术在航空航天、计算机制造、医疗卫生及电子束平版印刷等领域中也得到了广泛的应用。纵观2006年在洛桑和托里诺召开的第10界国际磁轴承研讨会,磁轴承主要应用研究为磁轴承在高速发动机、核高温反应堆(HTR-10GT)、人造心脏和回转仪等方面。国内在磁悬浮轴承技术方面的研究起步较晚,对磁悬浮轴承的研究起步于80年代初。
1983年上海微电机研究所采用径向被动、轴向主动的混合型磁悬浮研制了我国第一台全悬浮磁力轴承样机;1988年哈尔滨工业大学的陈易新等提出了磁力轴承结构优化设计的理论和方法,建立了主动磁力轴承机床主轴控制系统数学模型,这是首次对主动磁力轴承全悬浮机床主轴从结构到控制进行的系统研究;1998年,上海大学开发了磁力轴承控制器(600W)用于150m制氧透平膨胀机的控制;2000年清华大学与无锡开源机床集团有限公司合作,实现了内圆磨床磁力轴承电主轴的'工厂应用实验。目前,国内清华大学、西安交通大学、国防科技大学、哈尔滨工业大学、南京航空航天大学等等都在开展磁悬浮轴承方面的研究。2002年清华大学朱润生等对主动磁悬浮轴承主轴进行磨削试验,当转速60000r/min、法向磨削力100N左右时,精度达到小于8m的水平,精磨磨削效率基本达到工业应用水平。2003年6月,南京航空航天大学磁悬浮应用技术研究所研制的磁悬浮干燥机的性能指标已通过江苏省技术鉴定,向工业应用迈出了可喜的一步。2005年“济南磁悬浮工程技术研究中心”研制的磁悬浮轴承主轴设备,在济南第四机床厂做磨削试验,成功磨制出一个内圆孔工件,这是我国第一个用磁悬浮轴承主轴加工的工件。此项技术填补了国内空白。近几年来,由于微电子技术、信号处理技术和现代控制理论的发展,磁悬浮轴承的研究也取得了巨大进展。
从总体上看,磁悬浮轴承技术正向以下几个方向发展:
(1)理论分析更注重系统的转子动力学分析,更多地运用非线性理论对主动
磁悬浮转子系统的平衡点和稳定性进行分析;更注重建立系统的非线性耦合模型以求得更好的性能。
(2)注重系统的整体优化设计,不断提高其可靠性和经济性,以期获得磁悬浮轴承更加广泛的应用前景。
(3)控制器的实现越来越多的采用数字控制。为达到更高的性能要求,控制器的数字化、智能化、集成化成为必然的发展趋势。由于数字控制器的灵活性,各种现代控制理论的控制算法均在磁悬浮轴承上得到尝试。
(4)发展了多种新型磁悬浮轴承如:无传感器磁悬浮轴承、无轴承电机超导磁悬浮轴承、高温磁悬浮轴承。此外,磁悬浮机床主轴在各方面也有较大的发展空间如:高洁净钢材Z钢和EP钢的引入;陶瓷滚动体,重量比钢球轻40%;润滑技术的开发,对于高速切削液的主轴,油液和油雾润滑能有效防止切削液进入主轴;保持架的开发,聚合物保持架具有重量,自润滑及低摩擦系数的特点从应用的角度看,磁悬浮轴承的潜力尚未得到的发掘,而它本身也未达到替代其它轴承的水平,设计理论,控制方法等都有待研究和解决。
3 课题的研究目标与研究内容
3.1 研究目标
控制器是主动控制磁悬浮轴承研究的核心,因此正确选择控制方案和控制器参数,是磁悬浮轴承能够正常工作和发挥其优良性能的前提。该课题主要研究单自由度磁悬浮系统,其结构简单,性能评判相对容易、研究周期短,并且可以扩展到多自由度磁悬浮系统的研究。针对磁悬浮主轴系统的非线性以及在控制方面的特点,该课题探索出提高系统总体性能和动态稳定性的有效控制策略。
3.2 主要研究内容
(1)阐述课题的研究背景与意义,对国内外相关领域的研究状况进行综述。
(2)对磁悬浮机床主轴的动力学模型进行分析,并将其数值化、离散、解耦和降阶等,为后续研究
1、 目的及意义(含国内外的研究现状分析)
本人毕业设计的课题是”钢坯喷号机行走部件及总体设计”,并和我的一个同学(他课题是“钢坯喷号机喷号部件设计”)一起努力共同完成钢坯喷号机的设计。我们的目的是设计一种价格相对便宜,工作性能可靠的钢坯喷号机来取代用人工方法在钢坯上写编号。
对钢坯喷号是钢铁制造业必然需要存在的一个环节,这是为了实现质量管理和质量追踪。我们把生产钢坯对应的连铸机号、炉座号、炉号、流序号以及表示钢坯生产时间的时间编号共同组成每块钢坯的唯一编号,适当的写在钢坯的表面。这样就在钢铁厂的后续检验或在客户使用过程中,如果发现钢坯的质量有问题,就可以根据这个编号来追踪到生产这个钢坯的连铸机、炉座、炉号、流序及时间等重要信息,及早的发现并解决生产设备中存在的问题。
目前,在国外像日本、美国等一些发达国家已经实现了对钢坯的自动编号,虽然其辅助设备较多,价格较贵,但大大提高生产的自动化进程和效率。并且钢坯喷号机具有设备利用率高、位置精度高、可控制性能好等优点。而在国内,除了少数的几家大型钢铁企业(宝钢、鞍钢等)引进了自动钢坯喷号机,大部分的钢铁企业仍然处在人工编号的阶段。
实现钢坯喷号的机械化和自动化是提高生产效率和降低生产成本的重要途径之一,钢坯喷号机无论在国内还是国外都会有很大的市场。一方面因为人工的工艺流程不但浪费了大量的能量,而且打断了生产的自动化进程,从而致使生产效率降低,生产成本增加。另一方面由于生产钢坯的车间温度很高,有强烈的热辐射,同时还有大量的水蒸气和粉尘,因此对其中进行人工编号的工人的劳动强度非常大,并且对身体是一种摧残,容易得职业病。所以无论从那个方面看都急需一种价格相对便宜,工作性能可靠的钢坯喷号机来代替人工编号。
作为一个大学生,毕业设计对我来说是展示我大学四年学习成果的一个机会,也是对我的综合能力的一个考验。我本人对“钢坯喷号机行走部件及总体设计”的课题也非常感兴趣,我一定会努力完成这次毕业设计的。总的来说,钢坯喷号机对于钢铁厂和这次毕业设计对于我都是具有现实意义的。
2、基本内容和技术方案
本课题是基于机械设计与电子控制结合的技术来设计钢坯喷号机。经连连轧的钢坯规格为160mmx200mm的方形钢坯,用切割机割成定长,由300mm宽的输出通道送出。
1.基本内容
先拟定钢坯喷号机的总体方案,然后确定钢坯喷号机行走部件的传动方案及结构参数,最后画出钢坯喷号机行走部件的装配图以及零件图。
2.系统技术方案
(1)工作过程:启动机器PLC控制步进电机带动钢坯喷号机到相应的位置,按下启动键发送控制信号传到控制部件(PLC),控制部件发出控制命令给执行部件(主要是行走部件及喷号部件,行走部件带动喷头靠近钢坯表面,然后喷头进行喷号),喷号完成后喷头上升并清洗号码牌。再次移动喷号到下一个钢坯处。
(2)要求实现的功能:行走部件功能(喷号机整体左右的移动,喷号部件的上下前后移动,喷头的左右移动)、喷号部件功能(喷头喷号,清洗号码牌,号码牌的更换)。其中号码为(0—9)十个数字,号码可以变化更换。每个号码大小为35mmx15mm,号码间距为5mm。
(3)实现方案:
行走功能的实现:由于在钢坯上喷号并不需要很精确的定位,所以采用人工控制步进电机的方式移动整体喷号机来粗调。采用液压缸提供动力来推动喷号部件,并采用行程开关控制电机来实现喷号部件上下移动,下行程开关可以控制喷号部件与钢坯表面之间的间距和发出信号使喷头开始喷涂料并向右移动。采用液压缸推动,滚轮在导架上滚动的方式实现喷好机构的前后移动,并采用行程开关控制电机来实现喷头的左右移动,右行程开关可以控制喷头停止喷涂料并回到初始位置和喷号部件向上移动。
喷号功能的具体实现方案由和我一组的同学确定。
3、进度安排
3-4周 认真阅读和学习有关资料和知识,并翻译英文文献
5-7周 钢坯喷号机行走部件的传动方案及总体设计
8-9周 确定钢坯喷号机行走部件结果参数
10-13周 完成钢坯喷号机行走部件装配图及零件工作图
14-15周 准备并进行毕业答辩
1. 设计(或研究)的依据与意义
十字轴是汽车万向节上的重要零件,规格品种多,需求量大。目前,国内大多采用开式模锻和胎模锻工艺生产,其工艺过程为:制坯→模锻→切边。生产的锻件飞边大,锻件加工余量和尺寸公差大,因而材料利用率低;而且工艺环节多,锻件质量差,生产效率低。
相比之下,十字轴冷挤压成形的具有以下优点:
1、提高劳动生产率。用冷挤压成形工艺代替切削加工制造机械零件,能使生产率大大提高。
2、制件可获得理想的表面粗糙度和尺寸精度。冷挤压十字轴类零件的精度可达ITg---IT8级,表面粗糙度可达Ra O.2~1.6。因此,用冷挤压成形的十字轴类零件一般很少再切削加工,只需在要求特别高之处进行精磨。
3、提高零件的力学性能。冷挤压后金属的冷加工硬化,以及在零件内部形成合理的纤维流线分布,使零件的强度高于原材料的强度。
4、降低零件成本。冷挤压成形是利用金属的塑性变形制成所需形状的零件,因而能大量减少切削加工,提高材料的利用率,从而使零件成本大大降低。
2. 国内外同类设计(或同类研究)的概况综述
利用切削加工方法加工十字轴类零件,生产工序多,效率低,材料浪费严重,并且切削加工会破坏零件的金属流线结构。目前国内大多采用热模锻方式成形十字轴类零件,加热时产生氧化、脱碳等缺陷,必然会造成能源的浪费,并且后续的机加工不但浪费大量材料,产品的内在和外观质量并不理想。
采用闭式无飞边挤压工艺生产十字轴,锻件无飞边,可显着降低生产成本,提高产品质量和生产效率:
(1)不仅能节省飞边的金属消耗,还能大大减小或消除敷料,可以节约材料30﹪;由于锻件精化减少了切削加工量,电力消耗可降低30﹪;
(2)锻件质量显着提高,十字轴正交性好、组织致密、流线分布合理、纤维不被切断,扭转疲劳寿命指标平均提高2~3倍;
(3)由于一次性挤压成型,生产率提高25%.
数值模拟技术是CAE的关键技术。通过建立相应的数学模型,可以在昂贵费时的模具或附具制造之前,在计算机中对工艺的全过程进行分析,不仅可以通过图形、数据等方法直观地得到诸如温度、应力、载荷等各种信息,而且可预测存在的缺陷;通过工艺参数对不同方案的对比中总结出规律,进而实现工艺的优化。数值模拟技术在保证工件质量、减少材料消耗、提高生产效率、缩短试制周期等方面显示出无可比拟的优越性。
目前,用于体积成形工艺模拟的商业软件已有“Deform”、“Autoforge”等软件打入中国市场。其中,DEFORM软件是一套基于有限元的工艺仿真系统,用于分析金属成形及其相关工业的各种成形工艺和热处理工艺。DEFORM无需试模就能预测工业实际生产中的金属流动情况,是降低制造成本,缩短研发周期高效而实用的工具。二十多年来的工业实践清楚地证明了基于有限元法DEFORM有着卓越的准确性和稳定性,模拟引擎在大金属流动,行程载荷和产品缺陷预测等方面同实际生产相符保持着令人叹为观止的精度。
3. 课题设计(或研究)的内容
1)完成十字轴径向挤压工艺分析,完成模具总装图及零件图设计。
2)建立十字轴径向挤压成形模具的三维模型。
3)十字轴径向挤压成形过程数值模拟。
4)相关英文资料翻译。
4. 设计(或研究)方法
1)完成十字轴径向挤压成形工艺分析,绘制模具总装图及零件图。
2)写毕业论文建立十字轴径向挤压成形模具的三维模型。
3)完成十字轴径向挤压成形过程数值模拟。
4)查阅20篇以上与课题相关的文献。
5)完成12000字的论文。
6)翻译10000个以上英文印刷符号。
5. 实施计划
04-06周:文献检索,开题报告。
07-10周:进行工艺分析、绘制模具二维图及模具三维模型设计。
11-13周:进行数值模拟。
14-16周:撰写毕业论文。
17周:进行答辩。
一、毕业设计题目的背景
三级圆锥—圆柱齿轮减速器,第一级为锥齿轮减速,第二、三级为圆柱齿轮减速。这种减速器具有结构紧凑、多输出、传动效率高、运行平稳、传动比大、体积小、加工方便、寿命长等优点。因此,随着我国社会主义建设的飞速发展,国内已有许多单位自行设计和制造了这种减速器,并且已日益广泛地应用在国防、矿山、冶金、化工、纺织、起重运输、建筑工程、食品工业和仪表制造等工业部门的机械设备中,今后将会得到更加广泛的应用。
二、主要研究内容及意义
本文首先介绍了带式输送机传动装置的研究背景,通过对参考文献进行详细的分析,阐述了齿轮、减速器等的相关内容;在技术路线中,论述齿轮和轴的选择及其基本参数的选择和几何尺寸的计算,两个主要强度的验算等在这次设计中所需要考虑的一些技术问题做了介绍;为毕业设计写作建立了进度表,为以后的设计工作提供了一个指导。最后,给出了一些参考文献,可以用来查阅相关的资料,给自己的设计带来方便。
本次课题研究设计是大学生涯最后的学习机会,也是最专业的一次锻炼,它将使我们更加了解实际工作中的问题困难,也使我对专业知识又一次的全面总结,而且对实际的机械工程设计流程有一个大概的了解,我相信这将对我以后的工作有实质性的帮助。
三、实施计划
收集相关资料:20XX年4月10日——4月16日
开题准备: 4月17日——4月20日
确定设计方案:4月21日——4月28日
进行相关设计计算:4月28日——5月8日
绘制图纸:5月9日——5月15日
整理材料:5月15日——5月16日
编写设计说明书:5月17日——5月20日
准备答辩:
四、参考文献
[1] 王昆等 机械设计课程设计 高等教育出版社,1995.
[2] 邱宣怀 机械设计第四版 高等教育出版社,1997.
[3] 濮良贵 机械设计第七版 高等教育出版社,2000.
[4] 任金泉 机械设计课程设计 西安交通大学出版社,2002.
[5] 许镇宁 机械零件 人民教育出版社,1959.
[6] 机械工业出版社编委会 机械设计实用手册 机械工业出版社,2008
1. 设计(或研究)的依据与意义
十字轴是汽车万向节上的重要零件,规格品种多,需求量大。目前,国内大多采用开式模锻和胎模锻工艺生产,其工艺过程为:制坯→模锻→切边。生产的锻件飞边大,锻件加工余量和尺寸公差大,因而材料利用率低;而且工艺环节多,锻件质量差,生产效率低。
相比之下,十字轴冷挤压成形的具有以下优点:
1、增强劳动生产率。用冷挤压成形工艺代替切削加工制造机械零件,能使生产率大大增强。
2、制件可获得理想的表面粗糙度和尺寸精度。冷挤压十字轴类零件的精度可达ITg---IT8级,表面粗糙度可达Ra O.2~1.6。因此,用冷挤压成形的十字轴类零件一般很少再切削加工,只需在要求特别高之处进行精磨。
3、增强零件的力学性能。冷挤压后金属的冷加工硬化,以及在零件内部形成合理的纤维流线分布,使零件的强度高于原材料的强度。
4、降低零件成本。冷挤压成形是利用金属的塑性变形制成所需形状的零件,因而能大量减少切削加工,增强材料的利用率,从而使零件成本大大降低。
2. 国内外同类设计(或同类研究)的概况综述
利用切削加工方法加工十字轴类零件,生产工序多,效率低,材料浪费严重,并且切削加工会破坏零件的金属流线结构。目前国内大多采用热模锻方式成形十字轴类零件,加热时产生氧化、脱碳等缺陷,必然会造成能源的浪费,并且后续的机加工不但浪费大量材料,产品的内在和外观质量并不理想。
采用闭式无飞边挤压工艺生产十字轴,锻件无飞边,可显着降低生产成本,增强产品质量和生产效率:
(1)不仅能节省飞边的金属消耗,还能大大减小或消除敷料,可以节约材料30%;由于锻件精化减少了切削加工量,电力消耗可降低30%;
(2)锻件质量显着增强,十字轴正交性好、组织致密、流线分布合理、纤维不被切断,扭转疲劳寿命指标平均增强2~3倍;
(3)由于一次性挤压成型,生产率增强25%.
数值模拟技术是CAE的关键技术。通过建立相应的数学模型,可以在昂贵费时的模具或附具制造之前,在计算机中对工艺的全过程进行分析,不仅可以通过图形、数据等方法直观地得到诸如温度、应力、载荷等各种信息,而且可预测存在的缺陷;通过工艺参数对不同方案的对比中总结出规律,进而实现工艺的优化。数值模拟技术在保证工件质量、减少材料消耗、增强生产效率、缩短试制周期等方面显示出无可比拟的优越性。
目前,用于体积成形工艺模拟的商业软件已有“Deform”、“Autoforge”等软件打入中国市场。其中,DEFORM软件是一套基于有限元的工艺仿真系统,用于分析金属成形及其相关工业的各种成形工艺和热处理工艺。DEFORM无需试模就能预测工业实际生产中的金属流动情况,是降低制造成本,缩短研发周期高效而实用的工具。二十多年来的工业实践清楚地证明了基于有限元法DEFORM有着卓越的准确性和稳定性,模拟引擎在大金属流动,行程载荷和产品缺陷预测等方面同实际生产相符保持着令人叹为观止的精度。
3. 课题设计(或研究)的内容
1)完成十字轴径向挤压工艺分析,完成模具总装图及零件图设计。
2)建立十字轴径向挤压成形模具的三维模型。
3)十字轴径向挤压成形过程数值模拟。
4)相关英文资料翻译。
4. 设计(或研究)方法
1)完成十字轴径向挤压成形工艺分析,绘制模具总装图及零件图。
2)毕业论文建立十字轴径向挤压成形模具的三维模型。
3)完成十字轴径向挤压成形过程数值模拟。
4)查阅20篇以上与课题相关的文献。
5)完成12000字的论文。
6)翻译10000个以上英文印刷符号。
5. 实施计划
04-06周:文献检索,开题报告。
07-10周:进行工艺分析、绘制模具二维图及模具三维模型设计。
11-13周:进行数值模拟。
14-16周:撰写毕业论文。
17周:进行答辩。
;⑹ 快速自动换刀技术的产生背景
高速加工中心是高速机床的典型产品,高速功能部件如电主轴、高速丝杠和直线电动机的发展应用极大地提高了切削效率。为了配合机床的高效率,作为加工中心的重要部件之一的自动换刀装置(ATC)的高速化也相应成为高速加工中心的重要技术内容。
随着切削速度的提高,切削时间的不断缩短,对换刀时间的要求也在逐步提高,换刀的速度已成为高水平加工中心的一项重要指标。
由于加工中心的自动换刀要求可靠准确,而且结构相对比较复杂,提高换刀速度技术难度大。目前国外机床先进企业生产的高速加工中心为了适应高速加工,大都配备了快速自动换刀装置,很多采用了新技术、新方法。本文将介绍一些提高换刀速度的技术方法和国外先进高速加工中心的快速自动换刀技术,希望对我国高速加工中心的发展有些帮助。
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⑻ 谁有关于数控机床方面的论文啊
数控机床发展史
摘要:机械系以机械为主,所以必须掌握好各种机械的专业知识,从这学期开始,开始接触机械专业基础课。我会本着认真的态度对待专业课的学习,提高自己的专业素养.接下来我将介绍一下我对数控机床发展史的认识。
20世纪中期,随着电子技术的发展,自动信息处理、数据处理以及电子计算机的出现,给自动化技术带来了新的概念,用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制,推动了机床自动化的发展。
采用数字技术进行机械加工,最早是在40年代初,由美国北密支安的一个小型飞机工业承包商派尔逊斯公司(ParsonsCorporation)实现的。他们在制造飞机的框架及直升飞机的转动机翼时,利用全数字电子计算机对机翼加工路径进行数据处理,并考虑到刀具直径对加工路线的影响,使得加工精度达到±0.0381mm(±0.0015in),达到了当时的最高水平。
1952年,麻省理工学院在一台立式铣床上,装上了一套试验性的数控系统,成功地实现了同时控制三轴的运动。这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床。
这台机床是一台试验性机床,到了1954年11月,在派尔逊斯专利的基础上,第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯公司(Bendix-Cooperation)正式生产出来。
在此以后,从1960年开始,其他一些工业国家,如德国、日本都陆续开发、生产及使用了数控机床。
数控机床中最初出现并获得使用的是数控铣床,因为数控机床能够解决普通机床难于胜任的、需要进行轮廓加工的曲线或曲面零件。
然而,由于当时的数控系统采用的是电子管,体积庞大,功耗高,因此除了在军事部门使用外,在其他行业没有得到推广使用。
到了1960年以后,点位控制的数控机床得到了迅速的发展。因为点位控制的数控系统比起轮廓控制的数控系统要简单得多。因此,数控铣床、冲床、坐标镗床大量发展,据统计资料表明,到1966年实际使用的约6000台数控机床中,85%是点位控制的机床。
数控机床的发展中,值得一提的是加工中心。这是一种具有自动换刀装置的数控机床,它能实现工件一次装卡而进行多工序的加工。这种产品最初是在1959年3月,由美国卡耐·;特雷克公司(Keaney&TreckerCorp.)开发出来的。这种机床在刀库中装有丝锥、钻头、铰刀、铣刀等刀具,根据穿孔带的指令自动选择刀具,并通过机械手将刀具装在主轴上,对工件进行加工。它可缩短机床上零件的装卸时间和更换刀具的时间。加工中心现在已经成为数控机床中一种非常重要的品种,不仅有立式、卧式等用于箱体零件加工的镗铣类加工中心,还有用于回转整体零件加工的车削中心、磨削中心等。
1967年,英国首先把几台数控机床连接成具有柔性的加工系统,这就是所谓的柔性制造系统(FlexibleManufacturingSystem——FMS)之后,美、欧、日等也相继进行开发及应用。 1974年以后,随着微电子技术的迅速发展,微处理器直接用于数控机床,使数控的软件功能加强,发展成计算机数字控制机床(简称为CNC机床),进一步推动了数控机床的普及应用和大力发展。
80年代,国际上出现了1~4台加工中心或车削中心为主体,再配上工件自动装卸和监控检验装置的柔性制造单元(FlexibleManufacturingCell——FMC)。这种单元投资少,见效快,既可单独长时间少人看管运行,也可集成到FMS或更高级的集成制造系统中使用。
目前,FMS也从切削加工向板材冷作、焊接、装配等领域扩展,从中小批量加工向大批量加工发展。
所以机床数控技术,被认为是现代机械自动化的基础技术。
那什么是车床呢?据资料所载,所谓车床,是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件,是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。
古代的车床是靠手拉或脚踏,通过绳索使工件旋转,并手持刀具而进行切削的。1797年,英国机械发明家莫兹利创制了用丝杠传动刀架的现代车床,并于1800年采用交换齿轮,可改变进给速度和被加工螺纹的螺距。1817年,另一位英国人罗伯茨采用了四级带轮和背轮机构来改变主轴转速。
为了提高机械化自动化程度,1845年,美国的菲奇发明转塔车床;1848年,美国又出现回轮车床;1873年,美国的斯潘塞制成一台单轴自动车床,不久他又制成三轴自动车床;20世纪初出现了由单独电机驱动的带有齿轮变速箱的车床。
第一次世界大战后,由于军火、汽车和其他机械工业的需要,各种高效自动车床和专门化车床迅速发展。为了提高小批量工件的生产率,40年代末,带液压仿形装置的车床得到推广,与此同时,多刀车床也得到发展。50年代中,发展了带穿孔卡、插销板和拨码盘等的程序控制车床。数控技术于60年代开始用于车床,70年代后得到迅速发展。
车床依用途和功能区分为多种类型。
普通车床的加工对象广,主轴转速和进给量的调整范围大,能加工工件的内外表面、端面和内外螺纹。这种车床主要由工人手工操作,生产效率低,适用于单件、小批生产和修配车间。
转塔车床和回转车床具有能装多把刀具的转塔刀架或回轮刀架,能在工件的一次装夹中由工人依次使用不同刀具完成多种工序,适用于成批生产。
自动车床能按一定程序自动完成中小型工件的多工序加工,能自动上下料,重复加工一批同样的工件,适用于大批、大量生产。
多刀半自动车床有单轴、多轴、卧式和立式之分。单轴卧式的布局形式与普通车床相似,但两组刀架分别装在主轴的前后或上下,用于加工盘、环和轴类工件,其生产率比普通车床提高3~5倍。
仿形车床能仿照样板或样件的形状尺寸,自动完成工件的加工循环,适用于形状较复杂的工件的小批和成批生产,生产率比普通车床高10~15倍。有多刀架、多轴、卡盘式、立式等类型
立式车床的主轴垂直于水平面,工件装夹在水平的回转工作台上,刀架在横粱或立柱上移动。适用于加工较大、较重、难于在普通车床上安装的工件,一般分为单柱和双柱两大类。
铲齿车床在车削的同时,刀架周期地作径向往复运动,用于铲车铣刀、滚刀等的成形齿面。通常带有铲磨附件,由单独电动机驱动的小砂轮铲磨齿面。
专门车床是用于加工某类工件的特定表面的车床,如曲轴车床、凸轮轴车床、车轮车床、车轴车床、轧辊车床和钢锭车床等。联合车床主要用于车削加工,但附加一些特殊部件和附件后,还可进行镗、铣、钻、插、磨等加工,具有“一机多能”的特点,适用于工程车、船舶或移动修理站
看机床的水平主要看金属切削机床,其他机床技术和复杂性不高,就是近几年很流行的电加工机床,也只是方法的改变,没什么复杂性和科技含量。
我国的数控磨床水平不错,每年都有大量出口,因为它简单,基本属于劳动密集型。
金属加工主要是去除材料,得到想得到的金属形状。去除材料,主要靠车和铣,车床发展为数控车床,铣床发展为加工中心。高精度多轴机床,可以让复杂零件在精度和形状上一次到位,例如,飞机上的一个复杂零件,以前由很多种工人:车工、铣工、磨床工、画线工、热处理工用好几个月干,其中还有报废的,最新的复合数控机床几天甚至几个小时就全干好了,而且精度比你设计的还高。零件精度高就意味着寿命长,可靠性好。
由普通发展到数控,一个人顶原来的十个,在精度上,更是没法说,适应性上,零件变了,换个程序就行。把人的因素也降为最低,以前在工厂,谁要时会车涡轮、蜗杆,没个10年8年的不行,要是谁掌握了,那牛得很。现在用数控设备,只要你会编程,把参数输进去就可以了,很简单,刚毕业的技校学生都会,而且批量的产品质量也有保证。
自美国在50年代末搞出世界一台数控车床后,机床制造业就进入了数控时代,中国在六十年代也搞出了第一代数控机床,但后来中国进入了什么年代,大家都知道。等80年代我们再去看世界的数控机床水平,差距就是20年了,其实奋起直追还有希望,但国营工厂不思进取,到了90年代,我们再去看世界水平,已有30年的差距了。中国改革开放前走的是苏联的路子,什么叫苏联的路子,举个例子来讲:比如,生产一根轴,苏联的方式是建一个专用生产线,用多台专用机床,好处是批量很容易上去,但一旦这根轴的参数发生了变化,这条线就报废了,生产人员也就没事做了。在1960-1980年代,国营工厂一个产品生产几十年不变样。到了1980年代后,当时搞商品经济,这些厂不能迅速适应市场,经营就困难了,到了90年代就大量破产,大量职工下岗。现代的生产也有大批量生产,但主要是单件小批量,不管是那种,只要你的设备是数控的,适应起来就快。专业机床的路子已经到头了, ;西方走的路和前苏联不一样,当年的“东芝”事件,就是日本东芝卖给苏联了几台五轴联动的数控铣床,让苏联在潜艇的推进螺旋桨上的制造,上了一个档次,让美国的声纳听不到潜艇声音了,所以美国要惩处东芝公司。由此也可见,前苏联的机床制造业也落后了,他们落后,我们就更不用说了。虽然,美国搞出了世界第一台数控机床,但数控机床的发展,还是要数德国。德国本来在机械方面就是世界第一,数控机床无非就是搞机电一体化,机械方面德国已没问题,剩下的就是电子系统方面,德国的电子系统工业本来就强大,所以在上世纪六、七十年代,德国就执机床界的牛耳了。
但日本人的强项就是仿造,从上世纪70年代起,日本大量从德国引进技术,消化后大量仿造,经过努力,日本在90年代起,就超越了德国,成为世界第一大数控机床生产国,直到现在还是。他们在机床制造水平上,有一些也走在了世界前面,如在机床复合(一机多种功能)化方面,是世界第一。数控机床的核心就在数控系统方面,日本目前在系统方面也排世界第一,主要是它的发拿科公司。第一代的系统用步进电机,我们现在也能造,第二代用交流伺服电机。现在的数控系统的核心就是交流伺服电机和系统内的逻辑控制软件,交流伺服电机我们国家目前还没有谁能制造,这是一个光学、机械、电子的综合体。逻辑控制软件就是控制机床的各轴运动,而这些轴是用伺服电机驱动的,一般的系统能同时控制3轴,高级系统能控制五轴,能控5轴的,五轴以上也没问题。我们国家也由有5轴系统,但“做秀”的成份多,还没实用化。我们的工厂用的五轴和五轴以上机床,100%进口。
机床是一个国家制造业水平高低的象征,其核心就是数控系统。我们目前不要说系统,就是国内造的质量稍微好一点的数控机床,所用的高精度滚珠丝杠,轴承都是进口的,主要是买日本的,我们自产的滚珠丝杠、轴承在精度、寿命方面都有问题。目前国内的各大机床厂,数控系统100%外购,各厂家一般都买日本发那科、三菱的系统,占80%以上,也有德国西门子的系统,但比较少。德国西门子系统为什么用的少呢?早期,德国系统不太能适合我们的电网,我们的电网稳定性不够,西门子系统的电子伺服模块容易烧坏。日本就不同了,他们的系统就烧不坏。近来西门子系统改进了不少,价格方面还是略高。德国人很不重视中国,所以他们的系统汉语化最近才有,不像日本,老早就有汉语化版的。
就国产高级数控机床而言,其利润的主体是被外国人拿走了,中国只是挣了一个辛苦钱。
美国为什么没有能成为数控机床制造大国呢?这个和他们当时制定产业政策的人有关,再加上当时美国的劳动力贵,买比制造划算。机床属于投资大,见效慢,回报率底的产业,而且需要技术积累。不太附和美国情况。但后来美国发现,机床属于战略物资,没有它,飞机、大炮、坦克、军舰的制造都有问题,所以他们重新制定政策,扶植了一些机床厂,规定了一些单位只能买国产设备,就是贵也得买,这就为美国保留了一些数控机床行业。美国机床在世界上没有什么竞争力。
欧洲的机床,除德国外,瑞士的也很好,要说超高精密机床,瑞士的相当好,但价格也是天价。一般用户用不起。意大利、英国、法国属于二流,中国很少买他们的机床。西班牙为了让中国进口他们的机床,不惜贷款给中国,但买的人也很少??借钱总是要还的。
韩国、台湾的数控机床制造能力比大陆地区略强,不过水平差不多。他们也是在上世纪90年代引进日本技术发展的。韩国应该好一点,它有自己制造的、已经商业化了的数控系统,但进口到中国的机床,应我们的要求,也换成了日本系统。我们对他们的系统信不过。韩国数控机床主要有两家:大宇和现代。大宇目前在我国设有合资企业。台湾机床和我们大体一样,自己造机械部分,系统采购日本的。但他们的机床质量差,寿命短,目前在大陆影响很坏。其实他们比我们国产的要好一点。但我们自己的差,我们还能容忍,台湾的机床是用美金买来的,用的不好,那火就大了。台湾最主要的几家机床厂已打算把工厂迁往大陆,大部分都在上海。这些厂目前在国内的竞争中,也打着“国产”的旗号。
近来随着中国的经济发展,也引起了世界一些主要机床厂商的注意,2000年,日本最大的机床制造商“马扎克”在中国银川设立了一家数控机床合资厂,据说制造水平相当高,号称“智能化、网络化”工厂,和世界同步。今年日本另外一家大机床厂大隈公司在北京设立了一家能年产1000台数控机床的控股公司,德国的一家很有名的企业也在上海设立了工厂。
目前,国家制定了一些政策,鼓励国民使用国产数控机床,各厂家也在努力追赶。国内买机床最多的是军工企业,一个购买计划里,80%是进口,国产机床满足不了需要。今后五年内,这个趋势不会改变。不过就目前国内的需要来讲,我国的数控机床目前能满足中低档产品的订货。
美、德、日三国是当今世上在数控机床科研、设计、制造和使用上,技术最先进、经验最多的国家。因其社会条件不同,各有特点。
1.美国的数控发展史
美国政府重视机床工业,美国国防部等部门因其军事方面的需求而不断提出机床的发展方向、科研任务,并且提供充足的经费,且网罗世界人才,特别讲究“效率”和“创新”,注重基础科研。因而在机床技术上不断创新,如1952年研制出世界第一台数控机床、1958年创制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首创开放式数控系统等。由於美国首先结合汽车、轴承生产需求,充分发展了大量大批生产自动化所需的自动线,而且电子、计算机技术在世界上领先,因此其数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎实,且一贯重视科研和创新,故其高性能数控机床技术在世界也一直领先。当今美国生产宇航等使用的高性能数控机床,其存在的教训是,偏重於基础科研,忽视应用技术,且在上世纪80代政府一度放松了引导,致使数控机床产量增加缓慢,于1982年被后进的日本超过,并大量进口。从90年代起,纠正过去偏向,数控机床技术上转向实用,产量又逐渐上升。
2.德国的数控发展史
德国政府一贯重视机床工业的重要战略地位,在多方面大力扶植。,於1956年研制出第一台数控机床后,德国特别注重科学试验,理论与实际相结合,基础科研与应用技术科研并重。企业与大学科研部门紧密合作,对数控机床的共性和特性问题进行深入的研究,在质量上精益求精。德国的数控机床质量及性能良好、先进实用、货真价实,出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密数控机床。德国特别重视数控机床主机及配套件之先进实用,其机、电、液、气、光、刀具、测量、数控系统、各种功能部件,在质量、性能上居世界前列。如西门子公司之数控系统,均为世界闻名,竞相采用。
3.日本的数控发展史
日本政府对机床工业之发展异常重视,通过规划、法规(如“机振法”、“机电法”、“机信法”等)引导发展。在重视人才及机床元部件配套上学习德国,在质量管理及数控机床技术上学习美国,甚至青出于蓝而胜于蓝。自1958年研制出第一台数控机床后,1978年产量(7,342台)超过美国(5,688台),至今产量、出口量一直居世界首位(2001年产量46,604台,出口27,409台,占59%)。战略上先仿后创,先生产量大而广的中档数控机床,大量出口,占去世界广大市场。在上世纪80年代开始进一步加强科研,向高性能数控机床发展。日本FANUC公司战略正确,仿创结合,针对性地发展市场所需各种低中高档数控系统,在技术上领先,在产量上居世界第一。该公司现有职工3,674人,科研人员超过600人,月产能力7,000套,销售额在世界市场上占50%,在国内约占70%,对加速日本和世界数控机床的发展起了重大促进作用。
4.我国的现状
我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代, 中国于1958年研制出第一台数控机床,发展过程大致可分为两大阶段。在1958~1979年间为第一阶段,从1979年至今为第二阶段。第一阶段中对数控机床特点、发展条件缺乏认识,在人员素质差、基础薄弱、配套件不过关的情况下,一哄而上又一哄而下,曾三起三落、终因表现欠佳,无法用于生产而停顿。主要存在的问题是盲目性大,缺乏实事求是的科学精神。在第二阶段从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术,从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、韩国、台湾省共11国(地区)引进数控机床先进技术和合作、合资生产,解决了可靠性、稳定性问题,数控机床开始正式生产和使用,并逐步向前发展。通过“六五”期间引进数控技术,“七五”期间组织消化吸收“科技攻关”,我国数控技术和数控产业取得了相当大的成绩。特别是最近几年,我国数控产业发展迅速,1998~2004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39.3%和34.9%。尽管如此,进口机床的发展势头依然强劲,从2002年开始,中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国,2004年中国机床主机消费高达94.6亿美元,国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方面与国外的差距更加明显,70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。由此可以看出国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力,究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够、制造水平依然落后、服务意识与能力欠缺、数控,系统生产应用推广不力及数控人才缺乏等。我们应看清形势,充分认识国产数控机床的不足,努力发展先进技术,加大技术创新与培训服务力度,以缩短与发达国家之问的差距。
在20余年间,数控机床的设计和制造技术有较大提高,主要表现在三大方面:培训一批设计、制造、使用和维护的人才;通过合作生产先进数控机床,使设计、制造、使用水平大大提高,缩小了与世界先进技术的差距;通过利用国外先进元部件、数控系统配套,开始能自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工的数控机床,供应国内市场的需求,但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑,不能独立发展,基本上处于从仿制走向自行开发阶段,与日本数控机床的水平差距很大。存在的主要问题包括:缺乏象日本“机电法”、“机信法”那样的指引;严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人;缺少深入系统的科研工作;元部件和数控系统不配套;企业和专业间缺乏合作,基本上孤军作战,虽然厂多人众,但形成不了合力。 我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代,通过“六五”期间引进数控技术,“七五”期间组织消化吸收“科技攻关”,我国数控技术和数控产业取得了相当大的成绩。特别是最近几年,我国数控产业发展迅速,1998~2004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39.3%和34.9%。尽管如此,进口机床的发展势头依然强劲,从2002年开始,中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国,2004年中国机床主机消费高达94.6亿美元,国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方面与国外的差距更加明显,70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。由此可以看出国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力,究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够、制造水平依然落后、服务意识与能力欠缺、数控,系统生产应用推广不力及数控人才缺乏等。我们应看清形势,充分认识国产数控机床的不足,努力发展先进技术,加大技术创新与培训服务力度,以缩短与发达国家之问的差距。
2003年开始,中国就成了全球最大的机床消费国,也是世界上最大的数控机床进口国。目前正在提高机械加工设备的数控化率,1999年,我们国家机械加工设备数控华率是5-8%,目前预计是15-20%之间。 一、 什么是数控机床 车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等等都是机械加工方法,所谓机械加工,就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状,包含尺寸精度和几何精度两个方面。能完成以上功能的设备都称为机床,数控机床就是在普通机床上发展过来的,数控的意思就是数字控制。给机床装上数控系统后,机床就成了数控机床。当然,普通机床发展到数控机床不只是加装系统这么简单,例如:从铣床发展到加工中心,机床结构发生变化,最主要的是加了刀库,大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是铣、镗、钻的功能。 我们一般所说的数控设备,主要是指数控车床和加工中心。 我国目前各种门类的数控机床都能生产,水平参差不齐,有的是世界水平,有的比国外落后10-15年,但如果国家支持,追赶起来也不是什么问题,例如:去年,沈阳机床集团收购了德国西思机床公司,意义很大,如果大力消化技术,可以缩短不少差距。大连机床公司也从德国引进了不少先进技术。上海一家企业购买日本著名的机床制造商池贝。, 近几年随着中国制造的崛起,欧洲不少企业倒闭或者被兼并,如马毫、斯滨纳等。日本经济不景气,有不少在80年代很出名的机床制造商倒闭,例如:新泻铁工所。 二、 数控设备的发展方向 六个方面:智能化、网络化、高速、高精度、符合、环保。目前德国和瑞士的机床精度最高,综合起来,德国的水平最高,日本的产值最大。美国的机床业一般。中国大陆、韩国。台湾属于同一水平。但就门类、种类多少而言,我们应该能进世界前4名。 三、 数控系统由显示器、控制器伺服、伺服电机、和各种开关、传感器构成。目前世界最大的三家厂商是:日本发那客、德国西门子、日本三菱;其余还有法国扭姆、西班牙凡高等。国内由华中数控、航天数控等。国内的数控系统刚刚开始产业化、水平质量一般。高档次的系统全都是进口。 华中数控这几年发展迅速,软件水平相当不错,但差就差在电器硬件上,故障率比较高。华中数控也有意向数控机床业进军,但机床的硬件方面不行,质量精度一般。目前国内一些大厂还没有采用华中数控的。广州机床厂的简易数控系统也不错。 我们国家机床业最薄弱的环节在数控系统。
参考文献:
1.《机床与液压》20041No17 1995-2005 Tsinghua TongfangOptical Disc Co¸, Ltd¸ All rights reserved
4.《机床数控系统的发展趋势 》 黄勇 陈子辰 浙江大学
⑼ 哭求机械类毕业设计—滑台(英文文献)
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