1、學(xué)號：0902050122xxxxxxxx機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文題目：數(shù)控加工工藝與傳統(tǒng)工藝的結(jié)合姓名：xxxxx班級：數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)一班指導(dǎo)教師：xxxxx專業(yè)：數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù) 摘要隨著裝備工業(yè)的技術(shù)發(fā)展,數(shù)控技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用成為一種必然趨勢,但數(shù)控技術(shù)也有其自身的不足。分析了數(shù)控技術(shù)的特點及其不足之處,提出了數(shù)據(jù)加工工藝與傳統(tǒng)工藝相結(jié)合的思路。裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個國民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術(shù)和最基本的裝備。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動的最基本的生產(chǎn)資料。而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今

2、世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。關(guān)鍵詞：數(shù)控加工工藝傳統(tǒng)工藝數(shù)控機(jī)床加工過程必然趨勢Abstractwiththetechnologydevelopmentofequipmentindustry,thelarge-scaleapplicationofNCtechnologyhasbecomeaninevitabletrend,butthenumericalcontroltechnologyalsohasitsownshortcomings.Analysisofthecharacteristicsofnumericalcontrolt

3、echnologyanditsdeficiencies,proposedthedataprocessingprocessandtraditionalprocessofcombiningideas.Thetechnologicallevelofindustrialequipmentandmodernizationofthenationaleconomydeterminesthelevelanddegreeofmodernization,numericalcontroltechnologyandequipmentisthedevelopmentofnewhigh-techindustryandcu

4、tting-edgeindustries,enablingtechnologyandthemostbasicequipment.Manufacturingtechnologyandequipmentisthehumanproductionofthemostbasicmeansofproductionactivities.Andnumericalcontroltechnologyistodaysadvancedmanufacturingtechnologyandequipmentofthecoretechnologies.TodayswidelyusedaroundtheworldNCmanuf

5、acturingtechnology,manufacturingcapabilityandtoenhancethelevel,improvethedynamicabilitytoadapttochangingmarketandcompetitiveability.Keywords:CNCmachiningtechnologytraditionaltechnologyCNCmachiningprocessinevitabletrend目錄引言4第一章數(shù)控加工工藝的發(fā)展及內(nèi)容51.1數(shù)控加工概述51.2數(shù)控加工工藝遠(yuǎn)比傳統(tǒng)機(jī)械加工工藝復(fù)雜51.3數(shù)控加工工藝設(shè)計要有嚴(yán)密的條理性51.4數(shù)控加工工藝

6、的繼承性較好61.5數(shù)控加工工藝必須經(jīng)過實際驗證才能指導(dǎo)生產(chǎn)6第二章數(shù)控加工工藝的組成簡介62.1數(shù)控機(jī)床62.2夾具62.3刀具62.4工件8第三章數(shù)控加工工藝過程8基本特點8主要內(nèi)容8常用數(shù)控加工方法8第四章數(shù)控加工工藝的發(fā)展趨勢94.1高速、高效94.2高精度104.3高可靠性104.4高可靠性10TOC o 1-5 h z4.5多軸化104.6智能化114.7網(wǎng)絡(luò)化114.8柔性化114.9綠色化12第五章應(yīng)注意的問題125.1.確定好走刀路線和安排工序順序125.2定位基準(zhǔn)和夾緊方式的確定125.3夾具的選擇125.4刀具的選擇12結(jié)論14謝辭15參考文獻(xiàn)16引言裝備工業(yè)的技術(shù)水平和

7、現(xiàn)代化程度決定著整個國民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度,數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術(shù)和最基本的裝備。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動的最基本的生產(chǎn)資料,而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國制造業(yè)造不斷的火速發(fā)展中，只有使這些數(shù)控新的加工工藝與傳統(tǒng)的加工工藝相結(jié)合，取其長處，以便更加適應(yīng)社會的發(fā)展需求，這樣才能同社會共同進(jìn)步，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。如數(shù)控加工可以連續(xù)而高效地加工復(fù)雜形面,且精度高,控制方便,相比傳統(tǒng)加工方法,在設(shè)計加工工藝時也出現(xiàn)了一些新問題。從工序定義、切削用量、熱變形等九個方面討論數(shù)控加工相對于傳統(tǒng)加工在工藝上產(chǎn)生的變革。1數(shù)控加工工藝

8、的發(fā)展及內(nèi)容數(shù)控加工工藝是伴隨著數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生，不斷發(fā)展和逐步完善起來的一門應(yīng)用術(shù)，研究的對象是數(shù)控設(shè)備完成數(shù)控加工全過程相關(guān)的集成化技術(shù)，最直接的研究對象是與數(shù)控設(shè)備息息相關(guān)的數(shù)控裝置、控制系統(tǒng)、數(shù)控程序及編制方法。數(shù)控加工工藝源于傳統(tǒng)的加工工藝，將傳統(tǒng)的加工工藝、計算機(jī)數(shù)控技術(shù)、計算機(jī)輔助設(shè)計和輔助制造技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，它的一個典型特征是將普通加工工藝完全融入數(shù)控加工工藝中。數(shù)控加工工藝是數(shù)控編程的基礎(chǔ)，高質(zhì)量的數(shù)控加工程序，源于周密、細(xì)致的技術(shù)可行性分析、總體工藝規(guī)劃和數(shù)控加工工藝設(shè)計。普通加工工藝是數(shù)控加工工藝的基礎(chǔ)和技術(shù)保障，由于數(shù)控加工采用計算機(jī)對機(jī)械加工過程進(jìn)行自動化控制，使

9、得數(shù)控加工工藝具有如下特點。1.1數(shù)控加工概述數(shù)控是用數(shù)字信號對機(jī)床運動及加工過程進(jìn)行控制的一種方法。數(shù)控機(jī)床是20世紀(jì)50年代在美國發(fā)展起來的,在歐美等發(fā)達(dá)國家,數(shù)控機(jī)床已經(jīng)發(fā)展到很高的水平。我國的數(shù)控技術(shù)起步較晚,不過在近20年有很大的進(jìn)步,但是與發(fā)達(dá)國家相比還有很大距。數(shù)控技術(shù)已成為現(xiàn)代制造不可缺失的技術(shù),它不僅大大提高了生產(chǎn)效率,而且使產(chǎn)品精度大大提高。數(shù)控機(jī)床直接受數(shù)控程序驅(qū)動,因此編程的效率與質(zhì)量也會直接影響到機(jī)床的加工效率。數(shù)控軟件和編程系統(tǒng)發(fā)展也很迅速,大致經(jīng)歷了手工編程、數(shù)控語言編程和交互式圖形編程三個階段。起初,人們只能借助數(shù)學(xué)用表和臺式計算機(jī)等,根據(jù)圖紙要求進(jìn)行數(shù)據(jù)計算,

10、并按照規(guī)定指令代碼手工編制數(shù)控加工程序,編程精度差,效率低。為了提高編程效率,降低編程人員的勞動強度,隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和算法語言的出現(xiàn),人們開始采用電子計算機(jī)來編制數(shù)控加工程序,實現(xiàn)了數(shù)控自動編程。21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng),智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面:為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化,如加工過程的自適應(yīng)控制,工藝參數(shù)自動生成;為提高驅(qū)動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)運算、自動識別負(fù)載自動選定模型、自整定等;簡化編程、簡化操作方面的智能化,如智能化的自動編程、智能化的人機(jī)界面等;還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修

11、等。數(shù)控加工工藝遠(yuǎn)比傳統(tǒng)機(jī)械加工工藝復(fù)雜數(shù)控加工工藝要考慮加工零件的工藝性，加工零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式，也要選擇刀具，制定工藝路線、切削方法及工藝參數(shù)等，而這些在常規(guī)工藝中均可以簡化處理。因此，數(shù)控加工工藝比普通加工工藝要復(fù)雜得多，影響因素也多，因而有必要對數(shù)控編程的全過程進(jìn)行綜合分析、合理安排，然后整體完善。相同的數(shù)控加工任務(wù)，可以有多個數(shù)控工藝方案，既可以選擇以加工部位作為主線安排工藝，也可以選擇以加工刀具作為主線來安排工藝。數(shù)控加工工藝的多樣化是數(shù)控加工工藝的一個特色，是與傳統(tǒng)加工工藝的顯著區(qū)別。數(shù)控加工工藝設(shè)計要有嚴(yán)密的條理性由于數(shù)控加工的自動化程度較高，相對而言，數(shù)控加工的自適應(yīng)能

12、力就較差。而且數(shù)控加工的影響因素較多，比較復(fù)雜，需要對數(shù)控加工的全過程深思熟慮，數(shù)控工藝設(shè)計必須具有很好的條理性，也就是說，數(shù)控加工工藝的設(shè)計過程必須周密，嚴(yán)謹(jǐn)不準(zhǔn)優(yōu)錯誤。數(shù)控加工工藝的繼承性較好凡經(jīng)過調(diào)試、校驗和試切削過程驗證的，并在數(shù)控加工實踐中證明是好的數(shù)控加工工藝，都可以作為模板，供后續(xù)加工相類似零件調(diào)用，這樣不僅節(jié)約時間，而且可以保證質(zhì)量。作為模板本身在調(diào)用中也是一個不斷修改完善的過程，可以達(dá)到逐步標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的效果。因此，數(shù)控工藝具有非常好的繼承性。1.5數(shù)控加工工藝必須經(jīng)過實際驗證才能指導(dǎo)生產(chǎn)由于數(shù)控加工的自動化程度高，安全和質(zhì)量是至關(guān)重要的。數(shù)控加工工藝必須經(jīng)過驗證后才能用于

13、指導(dǎo)生產(chǎn)。在普通機(jī)械加工中，工藝員編寫的工藝文件可以直接下到生產(chǎn)線用于指導(dǎo)生產(chǎn)，一般不需要上述的復(fù)雜過程。2數(shù)控加工工藝系統(tǒng)的組成簡介數(shù)控加工系統(tǒng)的組成.在機(jī)械加工中，由機(jī)床，夾具、刀具和工件等組成的統(tǒng)一整體，稱為工藝系統(tǒng)。數(shù)控加工工藝系統(tǒng)是由數(shù)控機(jī)床、夾具、刀具和工件等組成的。數(shù)控機(jī)床采用數(shù)控技術(shù)，或者說裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床，稱為數(shù)控機(jī)床。它是一種技術(shù)密集和自動化程度都比較高的機(jī)電一體化加工裝備。數(shù)控機(jī)床三實現(xiàn)數(shù)控加工的主體。它的操作和監(jiān)控全部在這個數(shù)控單元中完成，它是數(shù)控機(jī)床的大腦。與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床有如下特點：加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量；可進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動，能加工形狀復(fù)雜的零件

14、；加工零件改變時，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產(chǎn)準(zhǔn)備時間；機(jī)床本身的精度高、剛性大，可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高（一般為普通機(jī)床的35倍）；機(jī)床自動化程度高，可以減輕勞動強度；對操作人員的素質(zhì)要求較高，對維修人員的技術(shù)要求更高。夾具在機(jī)械制造中，用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的裝置稱為夾具。造機(jī)械制造工廠，夾具的使用廣泛，從毛坯制造到哦產(chǎn)品裝配及檢測各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，都有許多不同種類的夾具。夾具是實現(xiàn)數(shù)控加工的紐帶。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著工件加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等。夾具類型通用夾具。已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的可加工一定范圍內(nèi)不同工件的夾具，稱為通用夾具，

15、其結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，而且具有一定通用性，如三爪自定心卡盤、機(jī)床用平口虎鉗、四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架和磁力工作臺等。這類夾具適應(yīng)性強，可用于裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件。這些夾具已作為機(jī)床附件由專門工廠制造供應(yīng)，只需選購即可。其缺點是夾具的精度不高，生產(chǎn)率也較低，且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，故一般適用于單件小批量生產(chǎn)中。專用夾具。專為某一工件的某道工序設(shè)計制造的夾具，稱為專用夾具。在產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，采用各種專用夾具，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。專用夾具的設(shè)計周期較長、投資較大。專用夾具一般在批量生產(chǎn)中使用。除大批大量生產(chǎn)之外，中小批量生產(chǎn)中也需要采用

16、一些專用夾具，但在結(jié)構(gòu)設(shè)計時要進(jìn)行具體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析?？烧{(diào)夾具。某些元件可調(diào)整或更換，以適應(yīng)多種工件加工的夾具，稱為可調(diào)夾具?？烧{(diào)夾具是針對通用夾具和專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的一類新型夾具。對不同類型和尺寸的工件，只需調(diào)整或更換原來夾具上的個別定位元件和夾緊元件便可使用。它一般又可分為通用可調(diào)夾具和成組夾具兩種。前者的通用范圍比通用夾具更大；后者則是一種專用可調(diào)夾具，它按成組原理設(shè)計并能加工一族相似的工件，故在多品種，中、小批量生產(chǎn)中使用有較好的經(jīng)濟(jì)效果。組合夾具。采用標(biāo)準(zhǔn)的組合元件、部件，專為某一工件的某道工序組裝的夾具，稱為組合夾具。組合夾具是一種模塊化的夾具。標(biāo)準(zhǔn)的模塊元件具有較高精度和

17、耐磨性，可組裝成各種夾具。夾具用畢可拆卸，清洗后留待組裝新的夾具。由于使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，元件能重復(fù)多次使用，并具有減少專用夾具數(shù)量等優(yōu)點，因此組合夾具在單件，中、小批量多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟(jì)的夾具。拼裝夾具。用專門的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的拼裝零部件拼裝而成的夾具，稱為拼裝夾具。它具有組合夾具的優(yōu)點，但比組合夾具精度高、效能高、結(jié)構(gòu)緊湊。它的基礎(chǔ)板和夾緊部件中常帶有小型液壓缸。此類夾具更適合在數(shù)控機(jī)床上使用。夾具的特點數(shù)控加工適用于多品種、中小批量生產(chǎn)，為能裝夾不同尺寸、不同形狀的多品種工件，數(shù)控加工的夾具應(yīng)具有柔性，經(jīng)過適當(dāng)調(diào)整即可夾持多種形狀和尺寸的工件。傳統(tǒng)的專用夾具

18、具有定位、夾緊、導(dǎo)向和對刀四種功能，而數(shù)控機(jī)床上一般都配備有接觸試測頭、刀具預(yù)調(diào)儀及對刀部件等設(shè)備，可以由機(jī)床解決對刀問題。數(shù)控機(jī)床上由程序控制的準(zhǔn)確的定位精度，可實現(xiàn)夾具中的刀具導(dǎo)向功能。因此數(shù)控加工中的夾具一般不需要導(dǎo)向和對刀功能，只要求具有定位和夾緊功能，就能滿足使用要求，這樣可簡化夾具的結(jié)構(gòu)。為適應(yīng)數(shù)控加工的高效率，數(shù)控加工夾具應(yīng)盡可能使用氣動、液壓、電動等自動夾緊裝置快速夾緊，以縮短輔助時間。夾具本身應(yīng)有足夠的剛度，以適應(yīng)大切削用量切削。數(shù)控加工具有工序集中的特點，在工件的一次裝夾中既要進(jìn)行切削力很大的粗加工，又要進(jìn)行達(dá)到工件最終精度要求的精加工，因此夾具的剛度和夾緊力都要滿足大切削

19、力的要求。為適應(yīng)數(shù)控多方面加工，要避免夾具結(jié)構(gòu)包括夾具上的組件對刀具運動軌跡的干涉，夾具結(jié)構(gòu)不要妨礙刀具對工件各部位的多面加工。夾具的定位要可靠，定位元件應(yīng)具有較高的定位精度，定位部位應(yīng)便于清屑，無切屑積留。如工件的定位面偏小，可考慮增設(shè)工藝凸臺或輔助基準(zhǔn)。對剛度小的工件，應(yīng)保證最小的夾緊變形，如使夾緊點靠近支承點，避免把夾緊力作用在工件的中空區(qū)域等。當(dāng)粗加工和精加工同在一個工序內(nèi)完成時，如果上述措施不能把工件變形控制在加工精度要求的范圍內(nèi)，應(yīng)在精加工前使程序暫停，讓操作者在粗加工后精加工前變換夾緊力（適當(dāng)減?。?，以減小夾緊變形對加工精度的影響。數(shù)控機(jī)床夾具的新要求推行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化；

20、發(fā)展組合夾具和拼裝夾具，降低生產(chǎn)成本；提高精度；提高夾具的高效自動化水平。刀具金屬切削刀具是現(xiàn)代機(jī)械加工中的重要工具。無論是普通機(jī)床還是數(shù)控機(jī)床都必須依靠刀具才能完成切削工件。刀具是實現(xiàn)數(shù)控加工的橋梁。刀具材料是指刀具切削部分的材料。金屬切削時，刀具切削部芬直接和工件及切削相接觸，承受著很大的切削壓力和沖擊，并受到工件和切削的劇烈摩擦，產(chǎn)生了很高切削溫度，也就是說，刀具切削部分是在高溫，高壓及劇烈摩擦的惡劣條件下工作的。工件機(jī)械加工中的加工對象。它可以是單個零件，也可以是固定在一起的幾個零件的組合體。數(shù)控加工工藝過程無論是手工編程還是自動編程，在編程前都要對所加工的零件進(jìn)行工藝分析，擬訂工藝方

21、案，選擇合適的刀具，確定切削用量。在編程中，對一些工藝問題（如對刀點，加工路線等）也需要做一些處理。因此，數(shù)控編程的工藝處理是一項十分重要的工作。這個與傳統(tǒng)工藝相差不是很大。數(shù)控加工的基本特點無論是手工編程還是自動編程，在編程前都要對所加工的零件進(jìn)行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量。在編程中，對一些工藝問題（如對刀點.加工路線等）也需要做一些處理。因此程序編制中的工藝分析是一項十分重要的工作。數(shù)控加工的工序內(nèi)容比普通機(jī)加工的工序內(nèi)容復(fù)雜。數(shù)控機(jī)床加工程序的編制比普通機(jī)床工藝規(guī)程的編制復(fù)雜。這是因為在普通機(jī)床的加工工藝中不必考慮的問題，如工序內(nèi)工步的安排、對刀點、換刀點及走刀

22、路線的確定等問題，在編制數(shù)控加工工藝時卻要認(rèn)真考慮。數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容選擇適合在數(shù)控上加工的零件，確定工序內(nèi)容。分析加工零件的圖紙，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求，確定加工方案，制定數(shù)控加工路線，如工序的劃分、加工順序的安排、非數(shù)控加工工序的銜接等。設(shè)計數(shù)控加工工序，如工序的劃分、刀具的選擇、夾具的定位與安裝、切削用量的確定、走刀路線的確定等等。調(diào)整數(shù)控加工工序的程序。如對刀點、換刀點的選擇、刀具的補償。分配數(shù)控加工中的容差。處理數(shù)控機(jī)床上部分工藝指令。總之，數(shù)控加工工藝內(nèi)容比較多，有些與普通機(jī)床加工相似。3.3常用數(shù)控加工方法3.3.1平面孔系零件常用點位、直線控制數(shù)控機(jī)床（如數(shù)控鉆床）來加工，

23、選擇工藝路線時，主要考慮加工精度和加工效率兩個原則。若考慮效率，則上述零件采用圖1的路線比圖2好，因為經(jīng)過計算前者刀具空行程路線短。若考慮精度，則采用圖3的路線比圖4差，因為后者消除了反向間隙。旋轉(zhuǎn)體類零件常用數(shù)控車床或磨床加工?？紤]加工效率：在車床上加工時，通常加工余量大，必須合理安排粗加工路線，以提高加工效率。實際編程時，一般不宜采用循環(huán)指令（否則，以工進(jìn)速度的空刀太大）。比較好的方法是用粗車盡快去除材料，再精車。考慮刀尖強度：數(shù)控車床上經(jīng)常用到低強度刀具加工細(xì)小凹槽。采用斜向進(jìn)刀，不宜崩刃，a則易崩刃。平面輪廓零件常用數(shù)控銑床加工。應(yīng)注意：切入與切出方向控制：一次逼近方法選擇：只具有直線

24、和圓弧插補功能的數(shù)控機(jī)床在加工不規(guī)則曲線輪廓時，需要用微小直線段或圓弧段去逼近被加工輪廓（其誤差稱為一次逼近誤差），逼近時，應(yīng)該使工件誤差在合格范圍同時程序段的數(shù)量少為佳。立體輪廓零件考慮工件強度及表面質(zhì)量考慮機(jī)床的插補功能：加工飛機(jī)大梁直紋扭曲面時，若加工機(jī)床三軸聯(lián)動，只好用效率較低的球頭銑刀；若機(jī)床為四軸聯(lián)動，則可以選用效率較高的圓柱銑刀銑削數(shù)控加工工藝的發(fā)展趨勢從20世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來，數(shù)控機(jī)床給機(jī)械制造業(yè)帶來了革命性的變化。數(shù)控加工具有如下特點：加工柔性好，加工精度高，生產(chǎn)率高，減輕操作者勞動強度、改善勞動條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟(jì)效益的提高。數(shù)控機(jī)床是一種高度機(jī)電一體

25、化的產(chǎn)品，適用于加工多品種小批量零件、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價格昂貴不允許報廢的關(guān)鍵零件、要求精密復(fù)制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求100%檢驗的零件。數(shù)控機(jī)床的特點及其應(yīng)用范圍使其成為國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)發(fā)展的重要裝備。進(jìn)入21世紀(jì)，我國經(jīng)濟(jì)與國際全面接軌，進(jìn)入了一個蓬勃發(fā)展的新時期。機(jī)床制造業(yè)既面臨著機(jī)械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機(jī)，也遭遇到加入世界貿(mào)易組織后激烈的國際市場競爭的壓力，加速推進(jìn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展是解決機(jī)床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個關(guān)鍵。隨著制造業(yè)對數(shù)控機(jī)床的大量需求以及計算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的飛速進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍還在不

26、斷擴(kuò)大，并且不斷發(fā)展以更適應(yīng)生產(chǎn)加工的需要。本文簡要分析了數(shù)控機(jī)床高速化、高精度化、復(fù)合化、智能化、開放化、網(wǎng)絡(luò)化、多軸化、綠色化等發(fā)展趨勢，并提出了我國數(shù)控機(jī)床發(fā)展中存在的一些問題。這在給我們數(shù)控加工工藝與傳統(tǒng)加工工藝直接的結(jié)合提供了很大的幫助。數(shù)控機(jī)床以其卓越的柔性自動化的性能、優(yōu)異而穩(wěn)定的精度、靈捷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：4.1高速、高效機(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

27、表面加工質(zhì)量和精度。超高速加工技術(shù)對制造業(yè)實現(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，歐、美、日各國爭相開發(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)/min）、高速且高加/減速度的進(jìn)給運動部件（快移速度60120m/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、超硬耐磨長壽命刀具材料和磨料磨具，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

28、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50008000m/min以上；主軸轉(zhuǎn)數(shù)在30000轉(zhuǎn)/分（有的高達(dá)10萬r/min）以上；工作臺的移動速度（進(jìn)給速度）：在分辨率為1微米時，在100m/min（有的到200m/min）以上，在分辨率為0.1m時，在24m/min以上；自動換刀速度在1秒以內(nèi)；小線段插補進(jìn)給速度達(dá)到12m/min。4.2高精度從精密加工發(fā)展到超精密加工，是世界各工業(yè)強國致力發(fā)展的方向。其精度從微米級到亞微米級，乃至納米級（#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，普通級數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10m提高

29、到5m;精密級加工中心的加工精度則從35m，提高到11.5m，甚至更高；超精密加工精度進(jìn)入納米級（0.001m），主軸回轉(zhuǎn)精度要求達(dá)到0.010.05m，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)動電主軸（電機(jī)與主軸一體化），主軸徑向跳動小于2m，軸向竄動小于1m，軸系不平衡度達(dá)到G0.4級。高速高精加工機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動，主要有回轉(zhuǎn)伺服電機(jī)加精密高速滾珠絲杠和直線電機(jī)直接驅(qū)動兩種類型。此外，新興的并聯(lián)機(jī)床也易于實現(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），而且實現(xiàn)高速化的成本也相對較低，所以迄今仍為許多高

30、速加工機(jī)床所采用。當(dāng)前使用滾珠絲杠驅(qū)動的高速加工機(jī)床最大移動速度90m/min，加速度1.5g。滾珠絲杠屬機(jī)械傳動，在傳動過程中不可避免存在彈性變形、摩擦和反向間隙，相應(yīng)地造成運動滯后和其它非線性誤差，為了排除這些誤差對加工精度的影響，1993年開始在機(jī)床上應(yīng)用直線電機(jī)直接驅(qū)動，由于是沒有中間環(huán)節(jié)的零傳動，不僅運動慣量小、系統(tǒng)剛度大、響應(yīng)快，可以達(dá)到很高的速度和加速度，而且其行程長度理論上不受限制，定位精度在高精度位置反饋系統(tǒng)的作用下也易達(dá)到較高水平，是高速高精加工機(jī)床特別是中、大型機(jī)床較理想的驅(qū)動方式。目前使用直線電機(jī)的高速高精加工機(jī)床最大快移速度已達(dá)208m/min，加速度2g，并且還有發(fā)

31、展余地。高可靠性隨著數(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)。對于每天工作兩班的無人工廠而言，如果要求在16小時內(nèi)連續(xù)正常工作，無故障率在P（t）=99%以上，則數(shù)控機(jī)床的平均無故障運行時間MTBF就必須大于3000小時。我們只對一臺數(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)高一個數(shù)量級）。此時數(shù)控系統(tǒng)的MTBF就要大于小時，而其中的數(shù)控裝置、主軸及驅(qū)動等的MTBF就必須大于10萬小時。當(dāng)前國外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000小時以上，驅(qū)動裝置達(dá)30000小時以上，但是，可以看到距理想的目標(biāo)還有差距。高可靠性在零件

32、加工過程中有大量的無用時間消耗在工件搬運、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用時間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺機(jī)床上，因此，復(fù)合功能的機(jī)床成為近年來發(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。事實證明，機(jī)床復(fù)合加工能提高加工精度和加工效率，節(jié)省占地面積特別是能縮短零件的加工周期。高可靠性隨著5

33、軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)和編程軟件的普及，5軸聯(lián)動控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當(dāng)前的一個開發(fā)熱點，由于在加工自由曲面時，5軸聯(lián)動控制對球頭銑刀的數(shù)控編程比較簡單，并且能使球頭銑刀在銑削3維曲面的過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大幅度提高加工效率，而在3軸聯(lián)動控制的機(jī)床無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)動機(jī)床以其無可替代的性能優(yōu)勢已經(jīng)成為各大機(jī)床廠家積極開發(fā)和競爭的焦點。最近，國外還在研究6軸聯(lián)動控制使用非旋轉(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尚難實用化。智能化智能化是21世紀(jì)制造技術(shù)發(fā)展的一個大方向。智能加工是一種基

34、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，它是要在加工過程中模擬人類專家的智能活動，以解決加工過程許多不確定性的、要由人工干預(yù)才能解決的問題。智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：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)自動生成；為提高驅(qū)動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)運算、自動識別負(fù)載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作的智能化，如智能化的自動編程，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)控裝置研究會針對鉆削的智能加工方案具有代表性。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控機(jī)床

35、的網(wǎng)絡(luò)化，主要指機(jī)床通過所配裝的數(shù)控系統(tǒng)與外部的其它控制系統(tǒng)或上位計算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)絡(luò)控制。數(shù)控機(jī)床一般首先面向生產(chǎn)現(xiàn)場和企業(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e-制造，是機(jī)械制造企業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，也是國際先進(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，越來越多的國內(nèi)用戶在進(jìn)口數(shù)控機(jī)床時要求具有遠(yuǎn)程通訊服務(wù)等功能。機(jī)械制造企業(yè)在普遍采用CAD/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人性化。虛擬設(shè)計、虛擬制造等

36、高端技術(shù)也越來越多地為工程技術(shù)人員所追求。通過軟件智能替代復(fù)雜的硬件，正在成為當(dāng)代機(jī)床發(fā)展的重要趨勢。在數(shù)字制造的目標(biāo)下，通過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。柔性化數(shù)控機(jī)床向柔性自動化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢是：從點（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。柔性自動化技術(shù)是制造業(yè)適應(yīng)動態(tài)市場需求及產(chǎn)品迅速更新的主要手段，是各國制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢，是先進(jìn)制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)。其重點是以提高系

37、統(tǒng)的可靠性、實用化為提，以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標(biāo)；注重加強單元技術(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。綠色化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，即要實現(xiàn)切削加工工藝的綠色化。目前這一綠色加工工藝主要集中在不使用切削液上，這主要是因為切削液既污染環(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（氮氣中、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，對于某些加工方式和工件組

38、合，完全不使用切削液的干切削目前尚難與實際應(yīng)用，故又出現(xiàn)了使用極微量潤滑（MQL）的準(zhǔn)干切削。目前在歐洲的大批量機(jī)械加工中，已有1015%的加工使用了干和準(zhǔn)干切削。對于面向多種加工方法/工件組合的加工中心之類的機(jī)床來說，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。可以預(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)將迎來一次足以撼動傳統(tǒng)制造業(yè)模式的深刻革命。數(shù)控加工工藝應(yīng)注意

39、的問題在數(shù)控加工當(dāng)中也許會因為一點小小的問題就會帶來很嚴(yán)重的后果，所以在加工制造當(dāng)中我們就要注意一些小問題。5.1確定好走刀路線和安排工序順序確定走刀路線時要注意以下幾點:1.盡可能走最短路線，減少空行，提高工作效率。2.為保證工件輪廓表面的粗糙度要求，最終輪廓應(yīng)安排最后次走刀連續(xù)加工。3刀具的進(jìn)退刀路線要認(rèn)真考慮，盡量避免造輪廓外停刀或垂直切入切出。以免引起不不要的變形。4.銑輪廓的加工路線和合理選擇。有Z字型雙方向、單刀、環(huán)形走刀方式。定位基準(zhǔn)和夾緊方式的確定在確定定位基準(zhǔn)和夾緊方式時，應(yīng)力求設(shè)計、工藝與程編計算基準(zhǔn)統(tǒng)一，減少裝夾次數(shù)，盡量避免采用占機(jī)人工調(diào)整方案。夾具的選擇數(shù)控加工對夾具

40、提出了兩個基本要求：一是保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向是相對固定；二是要能協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸。此外，當(dāng)零件加工批量小時，盡量采用組合夾具、可調(diào)夾具以及其他通用夾具；成批生產(chǎn)時才考慮專用夾具；零件裝卸要方便。5.4刀具的選擇刀具平衡不只是測量不平衡量和增加或去除重量。刀具選用至關(guān)重要。短的分量輕的刀具容易平衡到很好的精度，而大型的重的刀具要困難得多并有產(chǎn)生很大振動的傾向。你也能通過選擇已做過預(yù)平衡或預(yù)加工到最小不平衡的刀柄來節(jié)約時間和削減成本。總結(jié)通過我這幾年的數(shù)控專業(yè)的學(xué)習(xí)，了解了我國的機(jī)械工業(yè)發(fā)展取得的輝煌的成就。但和發(fā)達(dá)國家相比還有一段距離，我已經(jīng)基本掌握了數(shù)控專業(yè)技能，能過自己獨立操作，工藝分析和工藝編程。也可以對機(jī)床電器做最基本的電路分析和機(jī)床的故障排查等，一個高職大學(xué)生應(yīng)具備的專業(yè)技能素質(zhì)，系統(tǒng)學(xué)習(xí)了機(jī)械制造、機(jī)械制圖、電子電工、機(jī)械CAD、數(shù)控原理與結(jié)構(gòu)，數(shù)控編