齒輪軸零件加工工藝、程序編制畢業(yè)設(shè)計(jì)
齒輪軸零件加工工藝、程序編制畢業(yè)設(shè)計(jì),齒輪軸,零件,加工,工藝,程序,編制,畢業(yè)設(shè)計(jì)
南 通 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(數(shù)控)
課題名稱 齒輪軸零件加工工藝、程序編制及仿真
姓 名:
學(xué) 號(hào):
專 業(yè): 機(jī)械制造工藝與設(shè)備(數(shù)控)
班 級(jí):
指導(dǎo)老師:
2007 年 6 月
前言
在大學(xué)里學(xué)了幾年的“機(jī)械制造工藝與設(shè)備(數(shù)控)”,仔細(xì)的想想自己學(xué)到了很多,相信自己也能對(duì)一個(gè)一般的零件進(jìn)行數(shù)控分析了。
這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)在大學(xué)三年中學(xué)習(xí)成果的一個(gè)總結(jié),也是一個(gè)畢業(yè)生將正式走入這個(gè)社會(huì)的開(kāi)始。這份畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)完機(jī)械制造工藝學(xué)(含機(jī)床夾具設(shè)計(jì))和大部分相關(guān)專業(yè)課,并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。這次的設(shè)計(jì)可以使我能綜合的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的基礎(chǔ)理論,并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí),獨(dú)立地分析和解決工藝問(wèn)題具備了設(shè)計(jì)一個(gè)零件(高速銑頭齒輪軸)的工藝規(guī)程的能力,也是熟悉和運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法,擬計(jì)夾具設(shè)計(jì)方案, 完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力,也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè),圖表等技術(shù)資料及編寫(xiě)技術(shù)文件等基本技能的一次實(shí)踐機(jī)會(huì),為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來(lái)從事的相關(guān)工作打下良好的基礎(chǔ)。我更可以自信的說(shuō)我的大學(xué)是不會(huì)白費(fèi)的,而是輝煌的。
由于能力有限,經(jīng)驗(yàn)不足設(shè)計(jì)中還有許多不足的地方,希望各位老師能多加指教。
目 錄
一、數(shù)控機(jī)床的組成部分
二、零件圖
三、加工分析工藝
四、程序分析
五、數(shù)控車(chē)床的概述
六、數(shù)控車(chē)床的使用
七、車(chē)床的振動(dòng)及控制
八、數(shù)控車(chē)間規(guī)定
九、國(guó)內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展概況
十、數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)國(guó)
十一、數(shù)控車(chē)工國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)上
十二、數(shù)控職業(yè)的趨向
十三、參考文獻(xiàn)
十四、程序
一、數(shù)控機(jī)床的組成部分
數(shù)控機(jī)床的組成部分包括測(cè)量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)及開(kāi)環(huán)或閉環(huán)系統(tǒng),在對(duì)數(shù)控零件進(jìn)行實(shí)際程序設(shè)計(jì)之前,了解各組成部分是重要的。
數(shù)控中,測(cè)量系統(tǒng)這一術(shù)語(yǔ)指的是機(jī)床將一個(gè)零件從基準(zhǔn)點(diǎn)移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)的方法。目標(biāo)點(diǎn)可以是鉆一個(gè)孔、銑一個(gè)槽或其它加工操作的一個(gè)確定的位置。用于數(shù)控機(jī)床的兩種測(cè)量系統(tǒng)是絕對(duì)測(cè)量系統(tǒng)和增量測(cè)量系統(tǒng)。絕對(duì)測(cè)量系統(tǒng)(亦稱坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng))采用固定基準(zhǔn)點(diǎn)(原點(diǎn)),所有位置信息正是以這一點(diǎn)基準(zhǔn)。換句話說(shuō),必須給出一個(gè)零件運(yùn)動(dòng)的所有位置相對(duì)于原始固定基準(zhǔn)點(diǎn)的尺寸關(guān)系。X和Y兩維絕對(duì)測(cè)量系統(tǒng),每維都以原點(diǎn)為基準(zhǔn)。增量測(cè)量系統(tǒng)有一個(gè)移動(dòng)的坐標(biāo)系統(tǒng)。運(yùn)用增量系統(tǒng)時(shí),零件每移動(dòng)一次,機(jī)床就建立一個(gè)新的原點(diǎn)(基準(zhǔn)點(diǎn))。使用增量測(cè)量系統(tǒng)時(shí)的X和Y值。注意,使用這個(gè)系統(tǒng)時(shí),每個(gè)新的位置在X和Y軸上的值都是建立在前一個(gè)位置之上的。這種系統(tǒng)的缺陷是,如果產(chǎn)生的任何錯(cuò)誤沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)與校正,則錯(cuò)誤會(huì)在整個(gè)過(guò)程中反復(fù)存在。
用于數(shù)控設(shè)備的控制系統(tǒng)通常有兩類,即點(diǎn)位控制系統(tǒng)和連續(xù)控制系統(tǒng)。點(diǎn)位控制數(shù)控系統(tǒng)機(jī)床(有時(shí)稱為位置控制系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床)只有沿直線運(yùn)動(dòng)的能力。然而,當(dāng)沿兩軸線以等值(X2.000,Y2.000)同時(shí)編程時(shí),會(huì)形成45度斜線。點(diǎn)位控制系統(tǒng)常用于需確定孔位的鉆床和需進(jìn)行直線銑削加工的簡(jiǎn)單銑床上,以一系列小步運(yùn)動(dòng)形成弧形和斜線。然而,用這種方法時(shí),實(shí)際加工軌跡與規(guī)定的切削軌跡略有不同。
具有在兩個(gè)或多個(gè)坐標(biāo)軸方向上同時(shí)運(yùn)動(dòng)的能力的機(jī)床,歸屬連續(xù)軌跡控制或輪廓控制類機(jī)床。這些機(jī)床用于加工兩維或三維空間中各種不同大小的弧形,圓角,圓及斜角。連續(xù)軌跡控制的數(shù)控機(jī)床比點(diǎn)位控制的機(jī)床貴得多,在加工復(fù)雜輪廓時(shí),一般需要計(jì)算機(jī)輔助程序設(shè)計(jì)。
數(shù)控伺服機(jī)構(gòu)是使工作臺(tái)或滑座沿坐標(biāo)軸準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)的裝置。用于數(shù)控設(shè)備的伺服機(jī)構(gòu)常有兩種:步進(jìn)電機(jī)和液壓馬達(dá)。步進(jìn)電機(jī)伺服機(jī)構(gòu)常用于不太貴重的數(shù)控設(shè)備上。這些電機(jī)通常是大轉(zhuǎn)矩的伺服機(jī)構(gòu),直接安裝在工作臺(tái)或刀座的絲杠上。大多數(shù)步進(jìn)電機(jī)是由來(lái)自定子和轉(zhuǎn)子組件的磁力脈沖驅(qū)動(dòng)的,這種作用的結(jié)果是電機(jī)軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)產(chǎn)生200步距。把電機(jī)軸接在10扣/英寸的絲杠上,每步能產(chǎn)生0.0005英寸的移動(dòng)(1/200X1/10=0.0005英寸)。液壓伺服馬達(dá)使壓力液體流過(guò)齒輪或柱塞,從而使軸轉(zhuǎn)動(dòng)。絲杠和滑座的機(jī)械運(yùn)動(dòng)是通過(guò)各種閥和液壓馬達(dá)的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。液壓伺服馬達(dá)產(chǎn)生比步進(jìn)電機(jī)更大的轉(zhuǎn)矩,但比步進(jìn)電機(jī)貴,且噪聲很大。大多數(shù)大型數(shù)控機(jī)床使用液壓伺服機(jī)構(gòu)。
使用開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床,沒(méi)有反饋信號(hào)來(lái)確保機(jī)床的坐標(biāo)軸是否運(yùn)動(dòng)了所需的距離。即,如果接受的輸入信號(hào)是使一特定工作臺(tái)坐標(biāo)軸移動(dòng)1.000英寸,伺服裝置通常使工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)1.000英寸,但無(wú)法將共子臺(tái)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)與輸入信號(hào)加以比較。使工作臺(tái)實(shí)際移動(dòng)了1.000英寸的唯一保證是所用的伺服機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)確性。當(dāng)然,開(kāi)環(huán)系統(tǒng)比閉環(huán)系統(tǒng)便宜。閉環(huán)系統(tǒng)能將實(shí)際輸出(工作臺(tái)一英寸的運(yùn)動(dòng)量)與輸入信號(hào)加以比較,并對(duì)任何誤差進(jìn)行了比較。用于閉環(huán)系統(tǒng)的一些反饋裝置是傳感器,電尺或磁尺以及同步器等。閉環(huán)系統(tǒng)大大增加了數(shù)控機(jī)床的準(zhǔn)確性。
二、零件圖
三、加工分析工藝
(1) 零件圖工藝分析
該零件由圓柱面、螺紋及中心孔組成,該零件的尺寸的尺寸精度和表面粗糙度要求很高,該圖尺寸標(biāo)注完整,輪廓描述清楚。材料為40Cr,有熱處理和硬度要求。
通過(guò)以上描述,可以采取以下幾點(diǎn)工藝措施:
(一) 對(duì)圖樣上給定的有精度要求的尺寸,因?yàn)楣顢?shù)值很小,所以編程時(shí)不可以取平均值,或者不能省去小數(shù)點(diǎn)后面的,要對(duì)好刀。
(二) 在輪廓曲線上,沒(méi)有要進(jìn)行間隙補(bǔ)償?shù)摹5惨WC輪廓曲線的準(zhǔn)確性。
(三) 為便于裝夾,采用三角卡盤(pán),先車(chē)左端面,再車(chē)出一個(gè)夾頭,再打中心孔。然后掉頭,車(chē)右端面,打中心孔,再進(jìn)行精車(chē)。再掉頭,進(jìn)行精車(chē)。
(2) 確定裝夾方案
確定坯件軸線和右端大端面(設(shè)計(jì)基準(zhǔn))為定位基準(zhǔn)。左端采用三角自定心卡盤(pán)夾緊。
(3) 確定加工順序及走刀路線
加工順序的確定按由左到右、由粗到精、由近到遠(yuǎn)的原則確定,在一次裝夾中盡可能加工出較多的工作表面。結(jié)合本零件的結(jié)構(gòu)特征,可以加工外輪廓表面,然后加工內(nèi)孔各表面,由于該零件為單件中批量生產(chǎn),走刀路線設(shè)計(jì)不必考慮最短進(jìn)給路線或最短空行程路線,外輪廓表面車(chē)削走刀路線可沿零件輪廓順序進(jìn)行。
(4) 刀具的選擇
將所選定的刀具參數(shù)填入表所示的數(shù)控加工刀具卡片中,以便于編程和操作管理。注意:在車(chē)削外輪廓時(shí),為防止副刀面與工件表面發(fā)生干涉,應(yīng)選擇較大的副諞角,必要時(shí)可作圖檢驗(yàn)。
(5) 切削用量選擇
根據(jù)被加工表面質(zhì)量要求、刀具材料和工件材料,參考切削用量手冊(cè)或有關(guān)資料選取切削速度與每轉(zhuǎn)進(jìn)給量,然后公式計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度,計(jì)算結(jié)果填入
背吃刀量的選擇因粗、精加工而有所不同。粗加工時(shí),在工藝系統(tǒng)剛性和機(jī)床功率允許的情況下,盡可能取較大的背吃刀量,以減少進(jìn)給次數(shù);精加工時(shí),根據(jù)材料以保證零件表面粗糙度要求,一般要多次加工。
(6) 數(shù)控加工工藝卡片擬定
將前面分析的各項(xiàng)內(nèi)容綜合成表所示的數(shù)控加工工藝卡片,此表是編制加工程序的主要依據(jù)和操作人員配合數(shù)控加工的指導(dǎo)性文件,主要內(nèi)容包括:工步順序、工步內(nèi)容、各工步所用的刀具及切削用量等。
四、程序分析
O0608
N010 T0101 90°外圓車(chē)刀
主軸用1號(hào)刀
N020 M03S500
主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速500
N030 G90G95G0X32Z2 加工零件右端
絕對(duì)值,快速定位到(32,2)
N040 G71U1R0.5
外圓粗切循環(huán)
N050 G71P60Q110U0.2W0F0.2
N060 G1X9F0.1S800
精加工程序第一個(gè)程序段,轉(zhuǎn)速800,進(jìn)給速度為0.1
N070 X15Z-1 車(chē) ?15倒角1X45
直線插補(bǔ)到(15,-1)
N080 Z-79 車(chē) ?15
直線插補(bǔ)到(15,-79)
N090 X22
直線插補(bǔ)到(22,-79)
N100 X24Z-80 車(chē)?24倒角1X45°
直線插補(bǔ)到(24,-80)
N110 Z-140 車(chē) ?24
直線插補(bǔ)到(110,-115)
N120 G70P60Q110
精加工程序最后一個(gè)程序段
N130 G0X100Z100
快速定位到(100,100)
N140 T0202 寬1.1切槽刀
換2號(hào)刀
N150 M03S300
主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速300
N160 G0X17Z-5
快速定位到(17,-5)
N170 G1X14.3F0.05 ?15上切寬深切至?14.3
直線插補(bǔ)到(14.3,-5)
N180 G4X2
延時(shí)2秒
N190 G0X26
快速定位到(26,-5)
N200 Z-79
快速定位到(26,-79)
N210 G1X14F0.05 切2×0.5的槽
直線插補(bǔ)到(26,-79) ,進(jìn)給速度為0.05
N220 G4X2
延時(shí)2秒
N230 G0X17
快速定位到(17,-79)
N240 Z-78.1
快速定位到(17,-78.1)
N250 G1X14F0.05
直線插補(bǔ)到(14,-78.1),進(jìn)給速度為0.05
N260 G4X2
延時(shí)2秒
N270 G0X100
快速定位到(100,-78.1)
N280 Z100
快速定位到(100,100)
N290 M02
程序停止
換頭
O0420
N010 T0101 90°外圓車(chē)刀
主0軸用1號(hào)刀
N020 M03S500
主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速500
N030 G90G95G0X32Z2
絕對(duì)值,快速定位到(32,2)
N040 G71U1R0.5
外圓粗切循環(huán)
N050 G71P60Q140U0.2W0F0.2
N060 G1X4F0.1S800
精加工程序第一個(gè)程序段,轉(zhuǎn)速800,進(jìn)給速度為0.1
N070 X9.87Z-1 M10倒角1×45°
直線插補(bǔ)到(9.87,-1)
N080 Z-23 車(chē) M10
直線插補(bǔ)到(9.87,-23)
N090 X14
直線插補(bǔ)到(14,-23)
N100 Z-51 車(chē) ?14
直線插補(bǔ)到(14,-51)
N110 X18
直線插補(bǔ)到(18,-51)
N120 Z-82 車(chē) ?18
直線插補(bǔ)到(18,-82)
N130 X20
直線插補(bǔ)到(20,-82)
N140 X26Z-85 ?24倒角2×45°
直線插補(bǔ)到(26,-85)
N150 G70P350Q440
精加工程序最后一個(gè)程序段
N160 G0X100Z100
快速定位到(100,100)
N170 T0202 寬1.1切槽刀
主軸用2號(hào)刀
N180 M03S300
主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速300
N190G0X16Z-23
快速定位到(16,-23)
N200 G1X7.8F0.05 M10上切3×1.1的槽
直線插補(bǔ)到(7.8,-23), 進(jìn)給速度為0.05
N210 G4X2
延時(shí)2秒
N220 G0X16
快速定位到(16,-23)
N230 Z-22
快速定位到(16,-22)
N240 G1X7.8F0.05
進(jìn)給速度為0.05
N250 G4X2
延時(shí)2秒
N260 G0X12
快速定位到(12,-22)
N270 Z-21.1
快速定位到(84,0)
N280 G1X7.8F0.05
直線插補(bǔ)到(7.8,0),進(jìn)給速度為0.05
N290 G4X2
延時(shí)2秒
N300 G0X20
快速定位到(20,0)
N310 Z-51
快速定位到(22,-51)
N320 G1X13F0.05 ?14上切2×0.5的槽
直線插補(bǔ)到(13,-51),進(jìn)給速度為0.05
N330 G4X2
延時(shí)2秒
N340 G0X16
快速定位到(16,-51)
N350 Z-50.1
快速定位到(16,-50.1)
N360 G1X13F0.05
直線插補(bǔ)到(13,-50.1),進(jìn)給速度為0.05
N370 G4X2
延時(shí)2秒
N380 G0X20
快速定位到(20,-50.1)
N700 Z-54.1
快速定位到(20,-54.1)
N390 G1X17F0.05 ?18上切寬深至?
直線插補(bǔ)到(17,-54.1),進(jìn)給速度為0.05
N400 G4X2
延時(shí)2秒
N410 G0X24
快速定位到(24,-54.1)
N420 Z-82
快速定位到(24,-82)
N430 G1X17F0.05 ?18上切2×0.5的槽
直線插補(bǔ)到(17,-82),進(jìn)給速度為0.05
N440 G4X2
延時(shí)2秒
N450 G0X24
快速定位到(24,-82)
N780 Z-81.1
快速定位到(24,-81.1)
N460 G1X17F0.05
直線插補(bǔ)到(17,-81.1),進(jìn)給速度為0.05
N470 G4X2
延時(shí)2秒
N480G0X100
快速定位到(100,-81.1)
N490 Z100
快速定位到(100,-81.1)
N500 T0303
主軸用3號(hào)刀 60°螺紋刀
N510 G0X12Z5
快速定位到(12,5)
N520 G76P021060Q100R0.1 攻螺紋M10-6h
螺紋切削循環(huán)
N530 G76X8.05Z-22P975Q400F1.5
螺紋切削循環(huán)終點(diǎn)(8.05,-22)
N540 G0X100
快速定位到(100,-22)
N550 Z100
快速定位到(100,100)
N560 M05
主軸停
N570 M02
程序結(jié)束
五、數(shù)控車(chē)床的概述
數(shù)控車(chē)床是目前使用較廣泛的數(shù)控機(jī)床之一,主要用在加工軸類和盤(pán)類回轉(zhuǎn)體零件的內(nèi)外圓柱面、錐面、圓弧、螺紋面,并能進(jìn)行切槽、鉆、擴(kuò)、鉸等工作,特別適用于形狀復(fù)雜的零件加工。
一般數(shù)控車(chē)床的主軸由直流或交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),主軸作主運(yùn)動(dòng),刀架的縱、橫向分別由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。為了車(chē)削螺紋,在主傳動(dòng)系統(tǒng)里裝有主軸脈沖發(fā)生器,以檢測(cè)主軸的轉(zhuǎn)速,保證車(chē)削螺紋時(shí),主軸(工件)每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),Z軸(刀具)移動(dòng)一個(gè)加工螺紋的導(dǎo)程。
普通數(shù)控車(chē)床的主軸不是臥式的,刀架運(yùn)動(dòng)的縱方向即為Z 方向,刀架的橫向即為X方向,當(dāng)?shù)都苎豘向和X向協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)時(shí),可形成各種復(fù)雜的平面曲線,以這條曲線繞軸線回轉(zhuǎn)時(shí),可形成各種復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體。一般數(shù)控車(chē)床只需要兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)。同樣數(shù)控立式車(chē)床也是刀架沿著工件的軸向和徑向運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)
數(shù)控車(chē)床又稱為CNC(Computer Numerical Control)車(chē)床,既用計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的車(chē)床。
普通臥式車(chē)床是靠手工操作機(jī)床來(lái)完成各種切削加工,而數(shù)控車(chē)床是將編制好的加工程序輸入到數(shù)控系統(tǒng)中,由數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)車(chē)床X、Z坐標(biāo)軸的伺服電動(dòng)機(jī)去控制車(chē)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)作順序、移動(dòng)量和進(jìn)給速度,再配以主軸轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)向,和自動(dòng)換刀系統(tǒng),使能加工出各種形狀不同的軸類或盤(pán)類回轉(zhuǎn)體零件。因此,數(shù)控車(chē)床是目前使用較為廣泛的機(jī)床。
六、數(shù)控車(chē)床的使用
數(shù)控車(chē)床、車(chē)削中心,是一種高精度、高效率的自動(dòng)化機(jī)床。它具有廣泛的加工藝性能,可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋。具有直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)各種補(bǔ)償功能,并在復(fù)雜零件的批量生產(chǎn)中發(fā)揮 了良好的經(jīng)濟(jì)效果。合理選用數(shù)控車(chē)床,應(yīng)遵循如下原則:
1. 選用原則
1) 前期準(zhǔn)備
確定典型零件的工藝要求、加工工件的批量,擬定數(shù)控車(chē)床應(yīng)具有的功能是做好前期準(zhǔn)備,合理選用數(shù)控車(chē)床的前提條件
滿足典型零件的工藝要求
典型零件的工藝要求主要是零件的結(jié)構(gòu)尺寸、加工范圍和精度要求。根據(jù)精度要求,即工件的尺寸精度、定位精度和表面粗糙度的要求來(lái)選擇數(shù)控車(chē)床的控制精度。
根據(jù)可靠性來(lái)選擇
可靠性是提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的保證。數(shù)控機(jī)床的可靠性是指機(jī)床在規(guī)定條件下執(zhí)行其功能時(shí),長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行而不出故障。即平均無(wú)故障時(shí)間長(zhǎng),即使出了故障,短時(shí)間內(nèi)能恢復(fù),重新投入使用。選擇結(jié)構(gòu)合理、制造精良,并已批量生產(chǎn)的機(jī)床。一般,用戶越多,數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越高。
2) 機(jī)床附件及刀具選購(gòu)
機(jī)床隨機(jī)附件、備件及其供應(yīng)能力、刀具,對(duì)已投產(chǎn)數(shù)控車(chē)床、車(chē)削中心來(lái)說(shuō)是十分重要的。選擇機(jī)床,需仔細(xì)考慮刀具和附件的配套性。
3) 注重控制系統(tǒng)的同一性
生產(chǎn)廠家一般選擇同一廠商的產(chǎn)品,至少應(yīng)選購(gòu)?fù)粡S商的控制系統(tǒng),這給維修工作帶來(lái)極大的便利。教學(xué)單位,由于需要學(xué)生見(jiàn)多識(shí)廣,選用不同的系統(tǒng),配備各種仿真軟件是明智的選擇。
4) 根據(jù)性能價(jià)格比來(lái)選擇
做到功能、精度不閑置、不浪費(fèi),不要選擇和自已需要無(wú)關(guān)的功能。
5) 機(jī)床的防護(hù)
需要時(shí),機(jī)床可配備全封閉或半封閉的防護(hù)裝置、自動(dòng)排屑裝置。
在選擇數(shù)控車(chē)床、車(chē)削中心時(shí),應(yīng)綜合考慮上述各項(xiàng)原則。
2. 安裝方法
1) 起吊和運(yùn)輸
機(jī)床的起吊和就位,應(yīng)使用制造廠提供的專用起吊工具,不允許采用其他方法進(jìn)行。不需要專用起吊工具,應(yīng)采用鋼絲繩按照說(shuō)明書(shū)規(guī)定部位起吊和就位。
2) 基礎(chǔ)及位置
機(jī)床應(yīng)安裝在牢固的基礎(chǔ)上,位置應(yīng)遠(yuǎn)離振源;避免陽(yáng)光照射和熱幅射;放置在干燥的地方,避免潮濕和氣流的影響。機(jī)床附近若有振源,在基礎(chǔ)四周必須設(shè)置防振溝。
3) 機(jī)床的安裝
機(jī)床放置于基礎(chǔ)上,應(yīng)在自由狀態(tài)下找平,然后將地腳螺栓均勻地鎖緊。對(duì)于普通機(jī)床,水平儀讀數(shù)不超過(guò)0.04/1000mm,對(duì)于高精度的機(jī)床,水平儀超過(guò)0.02/1000mm。在測(cè)量安裝精度時(shí),應(yīng)在恒定溫度下進(jìn)行,測(cè)量工具需經(jīng)一段定溫時(shí)間后再使用。機(jī)床安裝時(shí)應(yīng)竭力避免使機(jī)床產(chǎn)生強(qiáng)迫變形的安裝方法。機(jī)床安裝時(shí)不應(yīng)隨便拆下機(jī)床的某些部件,部件的拆卸可能導(dǎo)致機(jī)床內(nèi)應(yīng)力的重要新分配,從而影響機(jī)床精度。
3. 試運(yùn)轉(zhuǎn)前的準(zhǔn)備
機(jī)床幾何精度檢驗(yàn)合格后,需要對(duì)整機(jī)進(jìn)行清理。用浸有清洗劑的棉布或綢布,不得用棉紗或紗布。清洗掉機(jī)床出廠時(shí)為保護(hù)導(dǎo)軌面和加工面而涂的防銹油或防銹漆。清洗機(jī)床外表面上的灰塵。在各滑動(dòng)面及工作面涂以機(jī)床規(guī)定使滑油。
仔細(xì)檢查機(jī)床各部位是否按要求加了油,冷卻箱中是否加足冷卻液。機(jī)床液壓站、自動(dòng)間潤(rùn)滑裝置的油是否到油位批示器規(guī)定的部位。
檢查電氣控制箱中各開(kāi)關(guān)及元器件是否正常,各插裝集成電路板是否到位。
通電啟動(dòng)集中潤(rùn)滑裝軒,使各潤(rùn)滑部位及潤(rùn)滑油路中充滿潤(rùn)滑油。做好機(jī)床各部件動(dòng)作前的一切準(zhǔn)備。
數(shù)控車(chē)床調(diào)試與驗(yàn)收
數(shù)控車(chē)床的驗(yàn)收應(yīng)按國(guó)家頒布實(shí)行的《數(shù)控臥式車(chē)床制造與驗(yàn)收技術(shù)要求》進(jìn)行,在驗(yàn)收過(guò)程中,如發(fā)生爭(zhēng)執(zhí),應(yīng)以國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),通過(guò)協(xié)商解決。
1)開(kāi)箱驗(yàn)收
按隨機(jī)裝箱單和合同中特定附件清單對(duì)箱內(nèi)物品逐一核對(duì)檢查。并做檢查記錄。有如下內(nèi)容:
包裝箱是否完好,機(jī)床外觀有無(wú)明顯損壞,是銹蝕、脫漆;
有無(wú)技術(shù)資料,是否齊全;
附件品種、規(guī)格、數(shù)量;
備件品種、規(guī)格、數(shù)量;
工具品種、規(guī)格、數(shù)量;
刀具〈刀片〉品種、規(guī)格、數(shù)量;
安裝附件;
電氣元器件品種、規(guī)格、數(shù)量;
2)開(kāi)機(jī)試驗(yàn)
機(jī)床安裝調(diào)試完成后,即通知制造廠派人調(diào)試機(jī)床。試驗(yàn)主要有如下:
3) 各種手動(dòng)試驗(yàn)
a. 手動(dòng)操作試驗(yàn) 試驗(yàn)手動(dòng)操作的準(zhǔn)確性。
b. 點(diǎn)動(dòng)試驗(yàn)
c. 主軸變檔試驗(yàn)
d. 超程試驗(yàn)
2) 功能試驗(yàn)
a. 用按鍵、開(kāi)關(guān)、人工操縱對(duì)機(jī)床進(jìn)行功能試驗(yàn)。試驗(yàn)動(dòng)作的靈活性、平穩(wěn)性及功能的可靠性。
b. 任選一種主軸轉(zhuǎn)速做主軸啟動(dòng)、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止的連續(xù)試驗(yàn)。操作不少于7次。
c. 主軸高、中、低轉(zhuǎn)速變換試驗(yàn)。轉(zhuǎn)速的指令值與顯示值允差為±5%。
d. 任選一種進(jìn)給量,在XZ軸全部行程上,連續(xù)做工作進(jìn)給和快速進(jìn)給試驗(yàn)??焖傩谐虘?yīng)大于1/2全行程。正反方和連續(xù)操作不少于7次。
e. 在X、Z軸的全部行程上,做低、中、高進(jìn)給量變換試驗(yàn)。
轉(zhuǎn)塔刀架進(jìn)行各種轉(zhuǎn)位夾緊試驗(yàn)。
f. 液壓、潤(rùn)滑、冷卻系統(tǒng)做密封、潤(rùn)滑、冷卻性試驗(yàn),做到不滲漏。
g. 卡盤(pán)做夾緊、松開(kāi)、靈活性及可靠性試驗(yàn)。
h. 主軸做正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止及變換主軸轉(zhuǎn)速試驗(yàn)。
i. 轉(zhuǎn)塔刀架進(jìn)行正反方向轉(zhuǎn)位試驗(yàn)。
j. 進(jìn)給機(jī)構(gòu)做低中高進(jìn)給量為快速進(jìn)給變換試驗(yàn)。
k. 試驗(yàn)進(jìn)給坐標(biāo)超程、手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入、位置顯示,回基準(zhǔn)點(diǎn),程序序號(hào)批示和檢索、程序暫停、程序刪除、址線插補(bǔ)、直線切削徨、錐度切削循環(huán)、螺紋切削循環(huán)、圓弧切削循環(huán)、刀具位置補(bǔ)償、螺距補(bǔ)償、間隙補(bǔ)償?shù)裙δ艿目煽啃?、?dòng)作靈活性等。
4) 空動(dòng)轉(zhuǎn)試驗(yàn)
a. 主動(dòng)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn),在最高轉(zhuǎn)速段不得少于1小時(shí),主軸軸承的溫度值不超過(guò)70℃ ,溫升值不超過(guò)40℃;
b. 連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn),其運(yùn)動(dòng)時(shí)間不少于8小時(shí),每個(gè)循環(huán)時(shí)間不大于15分鐘。每個(gè)循環(huán)終了停車(chē),并模擬松卡工件動(dòng)作,停車(chē)不超過(guò)一分鐘,再繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
5) 負(fù)荷試驗(yàn)
用戶準(zhǔn)備好典型零件的圖紙和毛坯,在制造廠調(diào)試人員指導(dǎo)下編程和輸入程序,選擇切削刀具和切削用量。負(fù)荷試驗(yàn)可按如下三步進(jìn)行,粗車(chē)、重切削、精車(chē)。每一步又分單一切削和循環(huán)程序切削。每一次切削完成后檢驗(yàn)零件已加工部位實(shí)際尺寸并與指令值進(jìn)行比較,檢驗(yàn)機(jī)床在負(fù)荷條件下的運(yùn)行精度、即機(jī)床的綜合加工精度,轉(zhuǎn)塔刀架的轉(zhuǎn)位精度。
6) 驗(yàn)收
機(jī)床開(kāi)箱驗(yàn)收,功能試驗(yàn),空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)、負(fù)荷試驗(yàn)完成后,加工出合格產(chǎn)品,即可辦理驗(yàn)收移交手續(xù)。如有問(wèn)題,制造廠應(yīng)負(fù)責(zé)解決。
4.?dāng)?shù)控車(chē)床的使用條件
數(shù)控車(chē)床的正常使用必須滿足如下條件,機(jī)床所處位置的電源電壓波動(dòng)小,環(huán)境溫度低于30攝示度,相對(duì)溫度小于80%。
1)機(jī)床位置環(huán)境要求
機(jī)床的位置應(yīng)遠(yuǎn)離振源、應(yīng)避免陽(yáng)光直接照射和熱輻射的影響,避免潮濕和氣流的影響。如機(jī)床附近有振源,則機(jī)床四周應(yīng)設(shè)置防振溝。否則將直接影響機(jī)床的加工精度及穩(wěn)定性,將使電子元件接觸不良,發(fā)生故障,影響機(jī)床的可靠性。
2)電源要求
一般數(shù)控車(chē)床安裝在機(jī)加工車(chē)間,不僅環(huán)境溫度變化大,使用條件差,而且各種機(jī)電設(shè)備多,致使電網(wǎng)波動(dòng)大。因此,安裝數(shù)控車(chē)床的位置,需要電源電壓有嚴(yán)格控制。電源電壓波動(dòng)必須在允許范圍內(nèi),并且保持相對(duì)穩(wěn)定。否則會(huì)影響數(shù)控系統(tǒng)的正常工作。
3)溫度條件
數(shù)控車(chē)床的環(huán)境溫度低于30攝示度,相對(duì)溫度小于80%。一般來(lái)說(shuō),數(shù)控電控箱內(nèi)部設(shè)有排風(fēng)扇或冷風(fēng)機(jī),以保持電子元件,特別是中央處理器工作溫度恒定或溫度差變化很小。過(guò)高的溫度和濕度將導(dǎo)致控制系統(tǒng)元件壽命降低,并導(dǎo)致故障增多。溫度和濕度的增高,灰塵增多會(huì)在集成電路板產(chǎn)生粘結(jié),并導(dǎo)致短路。
4)按說(shuō)明書(shū)的規(guī)定使用機(jī)床
用戶在使用機(jī)床時(shí),不允許隨意改變控制系統(tǒng)內(nèi)制造廠設(shè)定的參數(shù)。這些參數(shù)的設(shè)定直接關(guān)系到機(jī)床各部件動(dòng)態(tài)特征。只有間隙補(bǔ)償參數(shù)數(shù)值可根據(jù)實(shí)際情況予以調(diào)整。
用戶不能隨意更換機(jī)床附件,如使用超出說(shuō)明書(shū)規(guī)定的液壓卡盤(pán)。制造廠在設(shè)置附件時(shí),充分考慮各項(xiàng)環(huán)節(jié)參數(shù)的匹配。盲目更換造成各項(xiàng)環(huán)節(jié)參數(shù)的不匹配,甚至造成估計(jì)不到的事故。
使用液壓卡盤(pán)、液壓刀架、液壓尾座、液壓油缸的壓力,都應(yīng)在許用應(yīng)力范圍內(nèi),不允許任意提高。
數(shù)控車(chē)削的工藝與工裝
數(shù)控車(chē)床加工的工藝與普通車(chē)床的加工工藝類似,但由于數(shù)控車(chē)床是一次裝夾,連續(xù)自動(dòng)加工完成所有車(chē)削工序,因而應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。
1合理選擇切削用量
對(duì)于高效率的金屬切削加工來(lái)說(shuō),被加工材料、切削工具、切削條件是三大要素。這些決定著加工時(shí)間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟(jì)有效的加工方式必然是合理的選擇了切削條件。
切削條件的三要素:切削速度、進(jìn)給量和切深直接引起刀具的損傷。伴隨著切削速度的提高,刀尖溫度會(huì)上升,會(huì)產(chǎn)生機(jī)械的、化學(xué)的、熱的磨損。切削速度提高20%,刀具壽命會(huì)減少1/2。
進(jìn)給條件與刀具后面磨損關(guān)系在極小的范圍內(nèi)產(chǎn)生。但進(jìn)給量大,切削溫度上升,后面磨損大。它比切削速度對(duì)刀具的影響小。切深對(duì)刀具的影響雖然沒(méi)有切削速度和進(jìn)給量大,但在微小切深切削時(shí),被切削材料產(chǎn)生硬化層,同樣會(huì)影響刀具的壽命。
用戶要根據(jù)被加工的材料、硬度、切削狀態(tài)、材料種類、進(jìn)給量、切深等選擇使用的切削速度。如下表:
最適合的加工條件的選定是在這些因素的基礎(chǔ)上選定的。有規(guī)則的、穩(wěn)定的磨損達(dá)到壽命才是理想的條件。
然而,在實(shí)際作業(yè)中,刀具壽命的選擇與刀具磨損、被加工尺寸變化、表面質(zhì)量、切削噪聲、加工熱量等有關(guān)。在確定加工條件時(shí),需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行研究。對(duì)于不銹鋼和耐熱合金等難加工材料來(lái)說(shuō),可以采用冷卻劑或選用剛性好的刀刃。
2. 合理選擇刀具
1) 粗車(chē)時(shí),要選強(qiáng)度高、耐用度好的刀具,以便滿足粗車(chē)時(shí)大背吃刀量、大進(jìn)給量的要求。
2) 精車(chē)時(shí),要選精度高、耐用度好的刀具,以保證加工精度的要求。
3) 為減少換刀時(shí)間和方便對(duì)刀,應(yīng)盡量采用機(jī)夾刀和機(jī)夾刀片。
3. 合理選擇夾具
1) 盡量選用通用夾具裝夾工件,避免采用專用夾具;
2) 零件定位基準(zhǔn)重合,以減少定位誤差。
4. 確定加工路線
加工路線是指數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程中,刀具相對(duì)零件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向。
1) 應(yīng)能保證加工精度和表面粗糙要求;
2) 應(yīng)盡量縮短加工路線,減少刀具空行程時(shí)間。
5. 加工路線與加工余量的聯(lián)系
目前,在數(shù)控車(chē)床還未達(dá)到普及使用的條件下,一般應(yīng)把毛坯上過(guò)多的余量,特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車(chē)床上加工。如必須用數(shù)控車(chē)床加工時(shí),則需注意程序的靈活安排。
6. 夾具安裝要點(diǎn)
目前液壓卡盤(pán)和液壓夾緊油缸的連接是靠拉桿實(shí)現(xiàn)的,如圖1。液壓卡盤(pán)夾緊要點(diǎn)如下:首先用搬手卸下液壓油缸上的螺帽,卸下拉管,并從主軸后端抽出,再用搬手卸下卡盤(pán)固定螺釘,即可卸下卡盤(pán)。
刀具上的 修光刃 指的是在刀具刀刃后面副偏角方向磨出的一小段與刀尖平行的刀刃 主要用于刀刃切削后進(jìn)行一次二次切削 相當(dāng)于精加工過(guò)程 去處毛刺等傷痕 目的是提高工件的表面粗糙度 多應(yīng)用于進(jìn)行精加工的刀具上
七、車(chē)床的振動(dòng)及控制
1 振動(dòng)
車(chē)削加工過(guò)程中,工件和刀具之間常常發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng),破壞和干擾了正常的切削加工,是一種極其有害的現(xiàn)象。當(dāng)車(chē)床發(fā)生震動(dòng)時(shí),工件表面質(zhì)量惡化,產(chǎn)生明顯的表面振紋,工件的粗糙度增大,這時(shí)必須降低切削用量,使車(chē)床的工作效率大大降低。強(qiáng)烈振動(dòng)時(shí),會(huì)時(shí)車(chē)床產(chǎn)生崩刃現(xiàn)象,使切削加工過(guò)程無(wú)法進(jìn)行下去。由于振動(dòng),將使車(chē)床和刀具磨損加劇,從而縮短車(chē)床和刀具的使用壽命;振動(dòng)并伴隨有噪音,危害工人身心健康,使工作環(huán)境惡化。車(chē)床振動(dòng)可公為自由振動(dòng)、強(qiáng)迫振動(dòng)和自系振動(dòng),據(jù)測(cè)算,這三類振動(dòng)分別5%,30%,65%。
當(dāng)振動(dòng)系統(tǒng)的平衡被破壞,彈性力來(lái)維持系統(tǒng)的振動(dòng),稱為自由振動(dòng)(如圖1),在外界周期性干擾力持續(xù)作用下,被迫產(chǎn)生的振動(dòng)稱為強(qiáng)迫振動(dòng)(如圖2),由振動(dòng)過(guò)程本身引起切削力周期性變化,又由這個(gè)周期性變化的切削力反過(guò)來(lái)加強(qiáng)和維持的振動(dòng)稱為自激振動(dòng)。
2 車(chē)床振動(dòng)的振源
尋找振動(dòng)的來(lái)源,并加以排除或限制,是有效控制振動(dòng)的途徑。振源來(lái)自車(chē)床內(nèi)部的,稱為機(jī)內(nèi)振源;來(lái)自車(chē)床外部的,稱為機(jī)外振源。
由于自由振動(dòng)是由切削力的突然變化或其它外力沖擊引起的,可快速衰減,對(duì)車(chē)床加工過(guò)程影響非常小,可以忽略不計(jì)。
強(qiáng)迫振動(dòng)的振源
機(jī)內(nèi)振源:車(chē)床上各個(gè)電動(dòng)機(jī)的振動(dòng),包括電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)不平衡及電磁力不平衡引起的振動(dòng);機(jī)床回轉(zhuǎn)零件的不平衡,如皮帶輪、卡盤(pán)、刀盤(pán)和工件不平衡引起的振動(dòng);運(yùn)動(dòng)傳遞過(guò)程中引起的振動(dòng),如變速操縱機(jī)機(jī)構(gòu)中的齒輪嚙合時(shí)的沖擊力,卸荷帶輪把徑向載荷卸給箱體時(shí)的振動(dòng),三角皮帶的厚度不均勻,皮帶輪質(zhì)量偏心,雙向多片摩擦離合器,滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承尺寸及形位誤差引起的振動(dòng);往復(fù)部件運(yùn)動(dòng)的慣性力,如離和器控制箱體的正反轉(zhuǎn)引起的慣性力振動(dòng);切削時(shí)的沖擊振動(dòng),如切削帶有鍵槽的工件表面時(shí)循環(huán)沖擊載荷引起的振動(dòng);車(chē)床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的壓力脈動(dòng)。
機(jī)外振源:其它機(jī)床、鍛壓設(shè)備、火車(chē)、汽車(chē)等通過(guò)地基傳給車(chē)床的振動(dòng)。
自激振動(dòng)的振源
引起自激振動(dòng)的振源主要有車(chē)削時(shí)切削量過(guò)大、主切削力的方向、車(chē)刀的幾何角度的選擇不當(dāng)?shù)取?
3 振源分析
1)查找車(chē)床振動(dòng)振源的框圖。
查找車(chē)床振動(dòng)振源的框圖
2)車(chē)床主軸箱內(nèi)振源分析
一方面主軸箱中齒輪、軸承等零部件設(shè)計(jì)、制造及裝配過(guò)程中存在某些不足之處,另一方面長(zhǎng)期工作過(guò)程中使得某些零件失效,導(dǎo)致主軸箱在工作過(guò)程中產(chǎn)生了振動(dòng)。齒輪在嚙合時(shí)引起沖擊產(chǎn)生頻率為嚙合頻率的振動(dòng),主軸安裝偏心所引起周期性振動(dòng);軸承的損傷所引起周期性沖擊或者激發(fā)自身的各個(gè)元件以固有頻率振動(dòng);以及其它因素所引起的振動(dòng)?,F(xiàn)以CA6140車(chē)床為例。對(duì)CA6140主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)中軸的回轉(zhuǎn)頻率和齒輪嚙合頻率進(jìn)行計(jì)算和實(shí)際測(cè)量(計(jì)算過(guò)程從略)。由于主軸轉(zhuǎn)速檔位較多,故僅選取主軸轉(zhuǎn)速為200rpm時(shí)計(jì)算主軸箱內(nèi)各軸的回轉(zhuǎn)頻率和齒輪嚙合頻率,計(jì)算結(jié)論數(shù)據(jù)如表1所示;主軸前端D3182121雙列向心短圓柱滾子軸的有關(guān)元件脈動(dòng)頻率計(jì)算結(jié)論。
回轉(zhuǎn)軸號(hào) 理論頻率(HZ) 實(shí)際頻率(HZ)
回轉(zhuǎn)頻率 嚙合頻率 回轉(zhuǎn)頻率 嚙合頻率
Ⅰ fⅠ=13 f56=760 fⅠ=14.15 f56=792
Ⅱ fⅡ=19 f38=730 fⅡ=20.8 f38=792
f22=423 f22=459
Ⅲ fⅢ=7.29 f58=423 fⅢ=7.9 f50=364.5
f50=364.5 f50=395
Ⅳ fⅣ=7.29 f50=364.5 fⅣ=7.9 f51=371.8
f50=395 f51=403.8
Ⅴ fⅤ=7.44 f50=371.8 fⅤ=8 f50=403.8
f26=193.3 f26=210
Ⅵ fⅥ=3.333 f58=193.3 fⅥ=3.6 f58=210
表2
內(nèi)圈滾道波度 172.8HZ
滾珠通過(guò)內(nèi)圈的頻率 60.5HZ
外圈的頻率 47.5HZ
滾珠自轉(zhuǎn)頻率 29.4HZ
3)數(shù)據(jù)分析
經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐分析對(duì)比,發(fā)現(xiàn)主軸箱內(nèi)頻率為f=173HZ、f=790HZ對(duì)切削力影響很大,f=173HZ頻率的振動(dòng)主要是通過(guò)工件直接傳輸給刀架的,而f=790HZ一部分能量通過(guò)車(chē)床床身傳遞給刀架,一部分能量通過(guò)工件傳遞給刀架。
進(jìn)一步對(duì)f=173HZ,f=790HZ頻率所產(chǎn)生振動(dòng)原因進(jìn)行分析=計(jì)算并與表1、表2對(duì)比。得出如下結(jié)果:f=173HZ是由主軸前端的雙列向心短圓柱滾子軸承的內(nèi)圈滾道表面粗糙度很大所引起的,f=790HZ為軸承上齒輪(Z=56)的嚙合頻率,由摩擦片離合器在嚙合處剛性不足造成齒輪嚙合時(shí)不平穩(wěn)所引起的。
通過(guò)以上分析可知,在切削過(guò)程中,f=173HZ和f=790HZ振動(dòng)頻率對(duì)切削力影響很大。f=173HZ是由主軸前端的雙列向心短圓柱滾子軸承所引起的;f=790HZ是由軸承上的齒輪嚙合時(shí)不平穩(wěn)所引起的。
4 車(chē)床振動(dòng)的控制
1)對(duì)強(qiáng)迫振動(dòng)的控制
·將振源與車(chē)床隔離。設(shè)置隔振裝置,將振源所產(chǎn)生的振動(dòng)由隔振裝置大部分吸收,減少振源對(duì)車(chē)削加工的干擾。挖防振溝,將車(chē)床安置在防振地基上,設(shè)置彈簧或橡皮墊減少振動(dòng)。
·減少激振力。如精確平衡回轉(zhuǎn)零部件,將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子、皮帶輪和卡盤(pán)作靜平衡和動(dòng)平衡試驗(yàn),提高軸承裝配精度。
·提高車(chē)床傳動(dòng)的制造精度。如將變速操縱機(jī)構(gòu)中齒輪嚙合的制造精度提高,可以減少因齒輪嚙合傳動(dòng)而引起的振動(dòng)。
·提高工藝系統(tǒng)的剛度及阻尼。車(chē)床系統(tǒng)剛度增加,對(duì)振動(dòng)的抵抗能力提高,亦可減少振動(dòng)。
·調(diào)節(jié)系統(tǒng)的固有頻率,避免共振現(xiàn)象發(fā)生。
·采用減振器和阻尼器。
2)對(duì)自激振動(dòng)的控制
·合理選擇與切削有關(guān)的系數(shù);
·合理選擇車(chē)刀的幾何參數(shù);
·合理安排刀尖高低、潤(rùn)滑;
·提高工藝系統(tǒng)的抗振性。
八、數(shù)控車(chē)間規(guī)定
1、進(jìn)入車(chē)間實(shí)習(xí)時(shí),要穿好工作服,大袖口要扎緊,襯衫要系入褲內(nèi)。女同學(xué)要戴安全帽,并將發(fā)辮納入帽內(nèi)。不得穿涼鞋、拖鞋、高跟鞋、背心、裙子和戴圍巾進(jìn)入車(chē)間。
2、嚴(yán)禁在車(chē)間內(nèi)追逐、打鬧、喧嘩、閱讀與實(shí)習(xí)無(wú)關(guān)的書(shū)刊、背誦外語(yǔ)單詞、收聽(tīng)廣播和MP3等。
3、應(yīng)在指定的機(jī)床和計(jì)算機(jī)上進(jìn)行實(shí)習(xí)。未經(jīng)允許,其它機(jī)床設(shè)備、工具或電器開(kāi)關(guān)等均不得亂動(dòng)。
4、操作前必須熟悉機(jī)床的一般性能、結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)原理及控制程序,嚴(yán)禁超性能使用。在弄懂整個(gè)操作過(guò)程前,不要進(jìn)行機(jī)床的操作和調(diào)節(jié)。
5、開(kāi)動(dòng)機(jī)床前,要檢查車(chē)床電氣控制系統(tǒng)是否正常,潤(rùn)滑系統(tǒng)是否暢通、油質(zhì)是否良好,并按規(guī)定要求加足潤(rùn)滑油,各操作手柄是否正確,工件、夾具及刀具是否已夾持牢固,檢查周?chē)袩o(wú)障礙物,然后開(kāi)慢車(chē)試轉(zhuǎn)3~5分鐘,檢查各傳動(dòng)部件是否正常,確認(rèn)無(wú)故障后,才可正常使用。
6、機(jī)床操作時(shí),必須嚴(yán)格按《數(shù)控車(chē)床操作步驟》進(jìn)行,不允許跳步驟執(zhí)行。
7、程序調(diào)試完成后,必須經(jīng)指導(dǎo)老師同意方可進(jìn)行切削加工。未經(jīng)指導(dǎo)老師許可,擅自操作或違章操作,成績(jī)作零分處理,造成事故者,按相關(guān)規(guī)定處分并賠償相應(yīng)損失。
8、加工零件前,必須嚴(yán)格檢查各切削刀具,防止相鄰刀具在切削時(shí)干涉。
9、加工零件時(shí),必須關(guān)上防護(hù)門(mén),不準(zhǔn)把頭手抻入防護(hù)門(mén)內(nèi),加工過(guò)程中不允許打開(kāi)防護(hù)門(mén)。
10、加工過(guò)程中,操作者不得擅自離開(kāi)機(jī)床,應(yīng)保持思想高度集中,觀察機(jī)床的運(yùn)行。若發(fā)生不正常現(xiàn)象或事故時(shí),應(yīng)立即按“急?!辨I,并及時(shí)報(bào)告指導(dǎo)老師。
11、嚴(yán)禁用力拍打控制面板、觸摸顯示屏。嚴(yán)禁敲擊中心架、頂尖、刀架和導(dǎo)軌。
12、嚴(yán)禁私自打開(kāi)數(shù)控系統(tǒng)控制柜進(jìn)行觀看和觸摸。
13、機(jī)床控制微機(jī)上,除進(jìn)行程序操作和傳輸及程序拷貝外,不允許作其它操作。
14、數(shù)控車(chē)床屬于大精設(shè)備,機(jī)床上嚴(yán)禁堆放任何工、夾、刃、量具、工件和其它雜物。
15、工作完后,應(yīng)切斷電源,清掃切屑,擦凈機(jī)床,在導(dǎo)軌面上,加注潤(rùn)滑油,各部件應(yīng)調(diào)整到正常位置,打掃現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生,填寫(xiě)設(shè)備使用記錄。
九、國(guó)內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展概況
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展,傳統(tǒng)的制造業(yè)開(kāi)始了根本性變革,各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家投入巨資,對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開(kāi)發(fā),提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中,數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù),它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體,具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn),對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前,數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革,由專用型封閉式開(kāi)環(huán)控制模式向通用型開(kāi)放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上,數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化;在智能化基礎(chǔ)上,綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù),數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制,加工過(guò)程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù),實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理;在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上,CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體,機(jī)床聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。
長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu),CNC只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器。加工過(guò)程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以固定參數(shù)形式事先設(shè)定,加工程序在實(shí)際加工前用手工方式或通過(guò)CAD/CAM及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。CAD/CAM和CNC之間沒(méi)有反饋控制環(huán)節(jié),整個(gè)制造過(guò)程中CNC只是一個(gè)封閉式的開(kāi)環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下,加工過(guò)程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長(zhǎng)、加工余量等加工參數(shù),無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整,更無(wú)法通過(guò)反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正CAD/CAM中的設(shè)定量,因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見(jiàn),傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu),限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展,已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過(guò)程,因此,對(duì)數(shù)控技術(shù)實(shí)行變革勢(shì)在必行。
十、數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)國(guó)
1 性能發(fā)展方向
(1)高速高精高效化 速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對(duì)式檢測(cè)元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng),同時(shí)采取了改善機(jī)床動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施,機(jī)床的高速高精高效化已大大提高。
(2)柔性化 包含兩方面:數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性,數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),功能覆蓋面大,可裁剪性強(qiáng),便于滿足不同用戶的需求;群控系統(tǒng)的柔性,同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求,使物料流和信息流自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。
(3)工藝復(fù)合性和多軸化 以減少工序、輔助時(shí)間為主要目的的復(fù)合加工,正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺(tái)機(jī)床上一次裝夾后,通過(guò)自動(dòng)換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺(tái)等各種措施,完成多工序、多表面的復(fù)合加工。數(shù)控技術(shù)軸,西門(mén)子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達(dá)24軸。
(4)實(shí)時(shí)智能化 早期的實(shí)時(shí)系統(tǒng)通常針對(duì)相對(duì)簡(jiǎn)單的理想環(huán)境,其作用是如何調(diào)度任務(wù),以確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成。而人工智能則試圖用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類的各種智能行為??茖W(xué)技術(shù)發(fā)展到今天,實(shí)時(shí)系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合,人工智能正向著具有實(shí)時(shí)響應(yīng)的、更現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域發(fā)展,而實(shí)時(shí)系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展,由此產(chǎn)生了實(shí)時(shí)智能控制這一新的領(lǐng)域。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域,實(shí)時(shí)智能控制的研究和應(yīng)用正沿著幾個(gè)主要分支發(fā)展:自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等。例如在數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定和刀具自動(dòng)管理及補(bǔ)償?shù)茸赃m應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng),在高速加工時(shí)的綜合運(yùn)動(dòng)控制中引入提前預(yù)測(cè)和預(yù)算功能、動(dòng)態(tài)前饋功能,在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制,使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能大大提高,從而達(dá)到最佳控制的目的。
2 功能發(fā)展方向
(1)用戶界面圖形化 用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對(duì)話接口。由于不同用戶對(duì)界面的要求不同,因而開(kāi)發(fā)用戶界面的工作量極大,用戶界面成為計(jì)算機(jī)軟件研制中最困難的部分之一。當(dāng)前INTERNET、虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算可視化及多媒體等技術(shù)也對(duì)用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用,人們可以通過(guò)窗口和菜單進(jìn)行操作,便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動(dòng)態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動(dòng)態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實(shí)現(xiàn)。
數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)——智能化數(shù)控系統(tǒng)
(2)科學(xué)計(jì)算可視化 科學(xué)計(jì)算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù),使信息交流不再局限于用文字和語(yǔ)言表達(dá),而可以直接使用圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)等可視信息??梢暬夹g(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合,進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域,如無(wú)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、虛擬樣機(jī)技術(shù)等,這對(duì)縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域,可視化技術(shù)可用于CAD/CAM,如自動(dòng)編程設(shè)計(jì)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定、刀具補(bǔ)償和刀具管理數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)處理和顯示以及加工過(guò)程的可視化仿真演示等。
(3)插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化 多種插補(bǔ)方式如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、圓柱插補(bǔ)、空間橢圓曲面插補(bǔ)、螺紋插補(bǔ)、極坐標(biāo)插補(bǔ)、2D+2螺旋插補(bǔ)、NANO插補(bǔ)、NURBS插補(bǔ)(非均勻有理B樣條插補(bǔ))、樣條插補(bǔ)(A、B、C樣條)、多項(xiàng)式插補(bǔ)等。多種補(bǔ)償功能如間隙補(bǔ)償、垂直度補(bǔ)償、象限誤差補(bǔ)償、螺距和測(cè)量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、與速度相關(guān)的前饋補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償、帶平滑接近和退出以及相反點(diǎn)計(jì)算的刀具半徑補(bǔ)償?shù)取?
(4)內(nèi)裝高性能PLC 數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝高性能PLC控制模塊,可直接用梯形圖或高級(jí)語(yǔ)言編程,具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車(chē)床銑床的標(biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序?qū)嵗脩艨稍跇?biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯修改,從而方便地建立自己的應(yīng)用程序。
(5)多媒體技術(shù)應(yīng)用 多媒體技術(shù)集計(jì)算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體,使計(jì)算機(jī)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域,應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化,在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)監(jiān)測(cè)等方面有著重大的應(yīng)用價(jià)值。
3 體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展
(1)集成化 采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)??删幊碳呻娐稦PGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片,可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運(yùn)行速度。應(yīng)用FPD平板顯示技術(shù),可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)超大尺寸顯示,成為和CRT抗衡的新興顯示技術(shù),是21世紀(jì)顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進(jìn)封裝和互連技術(shù),將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過(guò)提高集成電路密度、減少互連長(zhǎng)度和數(shù)量來(lái)降低產(chǎn)品價(jià)格,改進(jìn)性能,減小組件尺寸,提高系統(tǒng)的可靠性。
(2)模塊化 硬件模塊化易于實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)不同的功能需求,將基本模塊,如CPU、存儲(chǔ)器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊,作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品,通過(guò)積木方式進(jìn)行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減,構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。
(3)網(wǎng)絡(luò)化 機(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無(wú)人化操作。通過(guò)機(jī)床聯(lián)網(wǎng),可在任何一臺(tái)機(jī)床上對(duì)其它機(jī)床進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運(yùn)行,不同機(jī)床的畫(huà)面可同時(shí)顯示在每一臺(tái)機(jī)床的屏幕上。
(4)通用型開(kāi)放式閉環(huán)控制模式 采用通用計(jì)算機(jī)組成總線式、模塊化、開(kāi)放式、嵌入式體系結(jié)構(gòu),便于裁剪、擴(kuò)展和升級(jí),可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)僅有的專用型單機(jī)封閉式開(kāi)環(huán)控制模式提出的。由于制造過(guò)程是一個(gè)具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過(guò)程,包含諸如加工尺寸、形狀、振動(dòng)、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素,因此,要實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的多目標(biāo)優(yōu)化,必須采用多變量的閉環(huán)控制,在實(shí)時(shí)加工過(guò)程中動(dòng)態(tài)調(diào)整加工過(guò)程變量。加工過(guò)程中采用開(kāi)放式通用型實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式,易于將計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體,構(gòu)成嚴(yán)密的制造過(guò)程閉環(huán)控制體系,從而實(shí)現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。
4智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)
當(dāng)前開(kāi)發(fā)研究適應(yīng)于復(fù)雜制造過(guò)程的、具有閉環(huán)控制體系結(jié)構(gòu)的、智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)已成為可能。
智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體,形成嚴(yán)密的制造過(guò)程閉環(huán)控制體系。
5關(guān)于數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)規(guī)范
如前所述,開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性,美國(guó)、歐共體和日本等國(guó)紛紛實(shí)施戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃,并進(jìn)行開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定,世界3個(gè)最大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計(jì)劃和規(guī)范的制定,預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個(gè)新的變革時(shí)期的來(lái)臨。我國(guó)在2000年也開(kāi)始進(jìn)行中國(guó)的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。
6關(guān)于數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)
數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢(shì)。數(shù)控技術(shù)誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標(biāo)準(zhǔn),即采用G,M代碼描述如何(how)加工,其本質(zhì)特征是面向加工過(guò)程,顯然,他已越來(lái)越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)高速發(fā)展的需要。為此,國(guó)際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649(STEP-NC),其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制,能夠描述產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型,從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造過(guò)程,乃至各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。
STEP-NC的出現(xiàn)可能是數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域的一次革命,對(duì)于數(shù)控技術(shù)的發(fā)展乃至整個(gè)制造業(yè),將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。首先,STEP-NC提出一種嶄新的制造理念,傳統(tǒng)的制造理念中,NC加工程序都集中在單個(gè)計(jì)算機(jī)上。而在新標(biāo)準(zhǔn)下,NC程序可以分散在互聯(lián)網(wǎng)上,這正是數(shù)控技術(shù)開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的方向。其次,STEP-NC數(shù)控系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙(約75%)、加工程序編制時(shí)間(約35%)和加工時(shí)間(約50%)。
目前,歐美國(guó)家非常重視STEP-NC的研究,歐洲發(fā)起了STEP-NC的IMS計(jì)劃(1999.1.1~2001.12.31)。參加這項(xiàng)計(jì)劃的有來(lái)自歐洲和日本的20個(gè)CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。美國(guó)的STEP Tools公司是全球范圍內(nèi)制造業(yè)數(shù)據(jù)交換軟件的開(kāi)發(fā)者,他已經(jīng)開(kāi)發(fā)了用作數(shù)控機(jī)床加工信息交換的超級(jí)模型(Super Model),其目標(biāo)是用統(tǒng)一的規(guī)范描述所有加工過(guò)程。目前這種新的數(shù)據(jù)交換格式已經(jīng)在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數(shù)控系統(tǒng)的原型樣機(jī)上進(jìn)行了驗(yàn)證。
7 對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本估計(jì)
我國(guó)數(shù)控技術(shù)起步于1958年,近50年的發(fā)展歷程大致可分為3個(gè)階段:第一階段從1958年到1979年,即封閉式發(fā)展階段。在此階段,由于國(guó)外的技術(shù)封鎖和我國(guó)的基礎(chǔ)條件的限制,數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國(guó)家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期,即引進(jìn)技術(shù),消化吸收,初步建立起國(guó)產(chǎn)化體系階段。在此階段,由于改革開(kāi)放和國(guó)家的重視,以及研究開(kāi)發(fā)環(huán)境和國(guó)際環(huán)境的改善,我國(guó)數(shù)控技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)以及在產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。第三階段是在國(guó)家的“八五”的后期和“九五”期間,即實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究,進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)階段。在此階段,我國(guó)國(guó)產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期,國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)50%,配國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)(普及型)也達(dá)到了10%。
縱觀我國(guó)數(shù)控技術(shù)近50年的發(fā)展歷程,特別是經(jīng)過(guò)4個(gè)5年計(jì)劃的攻關(guān),總體來(lái)看取得了以下成績(jī)。
a.奠定了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ),基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)。我國(guó)現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、數(shù)控主機(jī)、專機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù),其中大部分技術(shù)已具備進(jìn)行商品化開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ),部分技術(shù)已商品化、產(chǎn)業(yè)化。
b.初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。在攻關(guān)成果和部分技術(shù)商品化的基礎(chǔ)上,建立了諸如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產(chǎn)能力的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠。蘭州電機(jī)廠、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機(jī)生產(chǎn)廠以及北京第一機(jī)床廠、濟(jì)南第一機(jī)床廠等若干數(shù)控主機(jī)生產(chǎn)廠。這些生產(chǎn)廠基本形成了我國(guó)的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。
c.建立了一支數(shù)控研究、開(kāi)發(fā)、管理人才的基本隊(duì)伍。
雖然在數(shù)控技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,但我們也要清醒地認(rèn)識(shí)到,我國(guó)高端數(shù)控技術(shù)的研究開(kāi)發(fā),尤其是在產(chǎn)業(yè)化方面的技術(shù)水平現(xiàn)狀與我國(guó)的現(xiàn)實(shí)需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國(guó)的發(fā)展速度很快,但橫向比(與國(guó)外對(duì)比)不僅技術(shù)水平有差距,在某些方面發(fā)展速度也有差距,即一些高精尖的數(shù)控裝備的技術(shù)水平差距有擴(kuò)大趨勢(shì)。從國(guó)際上來(lái)看,對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化水平估計(jì)大致如下。
a.技術(shù)水平上,與國(guó)外先進(jìn)水平大約落后10~15年,在高精尖技術(shù)方面則更大。
b.產(chǎn)業(yè)化水平上,市場(chǎng)占有率低,品種覆蓋率小,還沒(méi)有形成規(guī)模生產(chǎn);功能部件專業(yè)化生產(chǎn)水平及成套能力較低;外觀質(zhì)量相對(duì)差;可靠性不高,商品化程度不足;國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)尚未建
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