開題報告題 目：數(shù)控車床總體設(shè)計及主軸箱設(shè)計專 業(yè)： 機電一體化 學 生： 學 號： 指導教師： 時 間： 一、 選題意義1、理論意義數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用是機械制造業(yè)的一次技術(shù)革命，使機械制造的的發(fā)展進入了一個嶄新的階段。由于數(shù)控機床綜合應(yīng)用了電子計算機、自動控制、伺服驅(qū)動、精密檢測與新型機械結(jié)構(gòu)等方面的技術(shù)成果具有高柔性、高精度與高度自動化的特點，因此它提高了機械制造的制造水平，解決了接卸制造中的常規(guī)加工技術(shù)難以解決甚至無法解決的發(fā)雜型面零件加工，為社會提供了高質(zhì)量、多品種及高可靠的機械產(chǎn)品已取得了巨大的經(jīng)濟效益 。目前，數(shù)控技術(shù)已逐步晉級，數(shù)控機床在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，已成為機械自動化的一個重要發(fā)展方向。2、現(xiàn)實意義隨著可續(xù)技術(shù)和社會生產(chǎn)的不斷進步，機械產(chǎn)品日趨復(fù)雜。對機械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率的要求也越來越高，在航空航天、微電子、信息技術(shù)、汽車、造船、建筑、軍工和計算機技術(shù)等行業(yè)中，零件形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)改型頻繁、批量小、零件精度高加工困難、生產(chǎn)效率低已成為日益突出的現(xiàn)實問題，機械加工工藝過程的自動化和智能化是適應(yīng)上述發(fā)展特點的最重要手段。二、 論文綜述1、理論的淵源及演講過程現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢主要是高速化、高精度化、多功能和智能化目前，柔性制造技術(shù)的發(fā)展也相當迅速。柔性制造技術(shù)主要有柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)。柔性制造單元可由一臺或多臺數(shù)控設(shè)備組成，即具有獨立的自動加工的功能又部分具有自動傳送和監(jiān)控管理的功能。柔性制造單元有兩大類：一類是數(shù)控機床配上機器人另一類是加工中心配上工作臺交換系統(tǒng)若干個柔性制造單元可組成一個柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)是一個由中央計算機控制的自動化制造系統(tǒng)。他是由一個傳輸系統(tǒng)聯(lián)系起來的一些數(shù)控機床加工中心。傳輸裝置將工件放在托盤或其他連接設(shè)備上送到加工設(shè)備使加工能夠準確、迅速和自動的進行計算機集成制造系統(tǒng)就是利用計算機進行信息集成，從而實現(xiàn)現(xiàn)代化的生產(chǎn)制造以求的企業(yè)的總體效益。計算機集成制造系統(tǒng)是建立在多項先進技術(shù)基礎(chǔ)上的高技術(shù)制造系統(tǒng)，他綜合利用了 CAD/CAM、FMS、FMC 及工廠自動化系統(tǒng)，是面向二十一世紀的生產(chǎn)制造技術(shù)。2、國內(nèi)有關(guān)研究的綜述隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，世界機床業(yè)已進入了以數(shù)字化 制造技術(shù)為核心的機電一體化時代，其中數(shù)控機床就是代表產(chǎn)品之一。數(shù)控機床是制造業(yè)的加工母機和國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)。它為國民經(jīng)濟各個部門提供裝備和手段，具有無限放大的經(jīng)濟與社會效應(yīng)。目前，歐、美、日等工業(yè)化國家已先后完成了數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化進程，而中國從 20 世紀 80 年代開始起步，仍處于發(fā)展階段。 “十五”期間，中國數(shù)控機床行業(yè) 實現(xiàn)了超高速發(fā)展。其產(chǎn)量 2001 年為 17521臺，2002 年 24803 臺， 2003 年 36813 臺，2004 年 51861 臺，2004 年產(chǎn)量是 2000 年的 3.7 倍，平均年增長 39%；2005 年國產(chǎn)數(shù)控機床產(chǎn)量59639 臺，接近 6 萬臺大關(guān)，是“九五”末期的 4.24 倍?！笆濉?期間，中國機床行業(yè)發(fā)展迅猛的主要原因是市場需求旺盛。固定資產(chǎn)投資增速快、汽車和機械制造行業(yè)發(fā)展迅猛、外商投資企業(yè)增長速度加快所致。 2006 年，中國數(shù)控金切機床產(chǎn)量達到 85756 臺，同比增長 32.8%，增幅高于金切機床產(chǎn)量增幅 18.4 個百分點，進而使金切機床產(chǎn)值數(shù)控化率達到37.8%，同比增加 2.3 個百分點。此外，數(shù)控機床在外貿(mào)出口方面亦業(yè)績驕人，全年實現(xiàn)出口額 3.34 億美元，同比增長 63.14%，高于全部金屬加工機床出口額增幅 18.58 個百分點。 2007 年，中國數(shù)控金切機床產(chǎn)量達 123,257 臺，數(shù)控金屬成形機床產(chǎn)量達 3,011 臺；國產(chǎn)數(shù)控機床擁有量約 50 萬臺，進口約 20 萬臺。 2008 年 10 月，中國數(shù)控機床產(chǎn)量達 105,780 臺，比 2007 年同比增長2.96%。 長期以來，國產(chǎn)數(shù)控機床始終處于低檔迅速膨脹，中檔進展緩慢，高檔依靠進口的局面，特別是國家重點工程需要的關(guān)鍵設(shè)備主要依靠進口，技術(shù)受制于人。究其原因，國內(nèi)本土數(shù)控機床企業(yè)大多處于“粗放型”階段，在產(chǎn)品設(shè)計水平、質(zhì)量、精度、性能等方面與國外先進水平相比落后了 5-10 年；在高、精、尖技術(shù)方面的差距則達到了 10-15 年。同時中國在應(yīng)用技術(shù)及技術(shù)集成方面的能力也還比較低，相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和標準的研究制定相對滯后，國產(chǎn)的數(shù)控機床還沒有形成品牌效應(yīng)。同時，中國的數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)目前還缺少完善的技術(shù)培訓、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系，市場營銷能力和經(jīng)營管理水平也不高。更重要原因是缺乏自主創(chuàng)新能力，完全擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)少之又少，制約了數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 國外公司在中國數(shù)控系統(tǒng)銷量中的 80%以上是普及型數(shù)控系統(tǒng)。如果我們能在普及型數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品快速產(chǎn)業(yè)化上取得突破，中國數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)就有望從根本上實現(xiàn)戰(zhàn)略反擊。同時，還要建立起比較完備的高檔數(shù)控系統(tǒng)的自主創(chuàng)新體系，提高中國的自主設(shè)計、開發(fā)和成套生產(chǎn)能力，創(chuàng)建國產(chǎn)自主品牌產(chǎn)品，提高中國高檔數(shù)控系統(tǒng)總體技術(shù)水平。 “十一五 ”期間，中國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)將步入快速發(fā)展期，中國數(shù)控機床行業(yè)面臨千載難逢的大好發(fā)展機遇，根據(jù)中國數(shù)控車床 1996-2005 年消費數(shù)量，通過模型擬合，預(yù)計 2009 年數(shù)控車床銷售數(shù)量將達 8.9 萬臺，年均增長率為16.5%。根據(jù)中國加工中心 1996-2005 年消費增長模型，預(yù)計 2009 年加工中心消費數(shù)量將達 2.8 萬臺，較 2005 年年均增長率為 17.8%。 我國是世界上機床產(chǎn)量最多的國家，但在國際市場競爭中仍處于較低水平；即使國內(nèi)市場也面臨著嚴峻的形勢，一方面國內(nèi)市場 對各機床有大量的需求，而另一方面確有不少國產(chǎn)機床滯銷積壓，國外機床產(chǎn)品充斥市場。（1） 、我國產(chǎn)品開發(fā)的總周期還是設(shè)計所占的時間比例與國外先進水平有很大的差距（2） 、我國工廠由于缺乏設(shè)計的科學的分析根據(jù)自行開發(fā)的新產(chǎn)品大多基于直觀經(jīng)驗和類比設(shè)計，是設(shè)計一次性成功的把握性降底，往往需要反復(fù)試制才能定型，從而可能錯過新產(chǎn)品推向市場的良機。（3） 、用戶根據(jù)使用需要，在訂貨是往往提出一些特殊的要求，甚至在產(chǎn)品即將投產(chǎn)是有的用戶臨時提出一些要求，這就需要迅速變型設(shè)計和修改相應(yīng)的圖紙及技術(shù)文件。（4） 、現(xiàn)在我國工廠設(shè)計和工藝人員中青年占多數(shù)，他們的專業(yè)知識和實際經(jīng)驗不足，有擔負著開發(fā)的重任。3、國外有關(guān)研究的綜述數(shù)控機床各國數(shù)控機床發(fā)展歷史 美、德、日三國是當今世上在數(shù)控 機床科研、設(shè)計、制造和使用上，技術(shù)最先進、經(jīng)驗最多的國家。因其社會條件不同，各有特點。 (1).美國的數(shù)控發(fā)展史 美國政府重視機床工業(yè)，美國國防部等部門因其軍事方面的需求而不斷提出機床的發(fā)展方向、科研任務(wù),并且提供充足的經(jīng)費，且網(wǎng)羅世界人才，特別講究“效率”和“創(chuàng)新” ，注重基礎(chǔ)科研。因而在機床技術(shù)上不斷創(chuàng)新，如 1952 年研制出世界第一臺數(shù)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(shù)控系統(tǒng)等。由于美國首先結(jié)合汽車、軸承生產(chǎn)需求，充分發(fā)展了大量大批生產(chǎn)自動化所需的自動線，而且電子、計算機技術(shù)在世界上領(lǐng)先，因此其數(shù)控機床的主機設(shè)計、制造及數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)扎實，且一貫重視科研和創(chuàng)新，故其高性能數(shù)控機床技術(shù)在世界也一直領(lǐng)先。當今美國生產(chǎn)宇航等使用的高性能數(shù)控機床，其存在的教訓是，偏重于基礎(chǔ)科研，忽視應(yīng)用技術(shù)，且在上世紀 80 代政府一度放松了引導，致使數(shù)控機床產(chǎn)量增加緩慢，于 1982 年被后進的日本超過，并大量進口。從 90 年代起，糾正過去偏向，數(shù)控機床技術(shù)上轉(zhuǎn)向?qū)嵱茫a(chǎn)量又逐漸上升。 (2).德國的數(shù)控發(fā)展史 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。，于 1956年研制出第一臺數(shù)控機床后，德國特別注重科學試驗，理論與實際相結(jié)合，基礎(chǔ)科研與應(yīng)用技術(shù)科研并重。企業(yè)與大學科研部門緊密合作，對數(shù)控機床的共性和特性問題進行深入的研究，在質(zhì)量上精益求精。德國的數(shù)控機床質(zhì)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(shù)控機床。德國特別重視數(shù)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(shù)控系統(tǒng)、各種功能部件，在質(zhì)量、性能上居世界前列。如西門子公司之數(shù)控系統(tǒng)，均為世界聞名，競相采用。 (3).日本的數(shù)控發(fā)展史 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”、“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(zhì)量管理及數(shù)控機床技術(shù)上學習美國，甚至青出于藍而勝于藍。自 1958 年研制出第一臺數(shù)控機床后，1978 年產(chǎn)量 (7,342 臺)超過美國 (5,688 臺)，至今產(chǎn)量、出口量一直居世界首位(2001 年產(chǎn)量 46,604 臺，出口 27,409 臺，占 59%)。戰(zhàn)略上先仿后創(chuàng)，先生產(chǎn)量大而廣的中檔數(shù)控機床，大量出口，占去世界廣大市場。在上世紀 80 年****始進一步加強科研，向高性能數(shù)控機床發(fā)展。日本FANUC 公司戰(zhàn)略正確，仿創(chuàng)結(jié)合，針對性地發(fā)展市場所需各種低中高檔數(shù)控系統(tǒng)，在技術(shù)上領(lǐng)先，在產(chǎn)量上居世界第一。該公司現(xiàn)有職工 3,674 人，科研人員超過 600 人，月產(chǎn)能力 7,000 套，銷售額在世界市場上占 50%，在國內(nèi)約占 70%，對加速日本和世界數(shù)控機床的發(fā)展起了重大促進作用。3、 本人對以上綜述的評價數(shù)控機床設(shè)計及主軸箱設(shè)計的誕生給人類的發(fā)展帶來了很大的方便， 廣泛應(yīng)用在石油、化工、冶金、造船、航空、航天等各個領(lǐng)域，因而它成為深受歡迎的一種機器。三、論文提綱